전압 강하 계산기
// 전압 강하를 계산하고 최적의 전선 굵기를 선택하세요 //
전압 강하를 3% 이하로 줄이기 위해 더 굵은 전선 게이지를 사용하거나 배선 길이를 짧게 하는 것을 고려하세요.
전선 저항 참조 (NEC Chapter 9 Table 8)
75°C 작동 온도에서 1,000피트당 옴 단위의 저항 값입니다. 이 값들은 전기 회로 설계에서 정확한 전압 강하 계산에 필수적입니다.
| AWG 규격 | 구리 (Ω/1000ft) | 알루미늄 (Ω/1000ft) | 일반적인 용도 |
|---|---|---|---|
| 14 AWG | 3.07 | 5.06 | 조명 회로 (15A) |
| 12 AWG | 1.93 | 3.18 | 일반 콘센트 (20A) |
| 10 AWG | 1.21 | 1.99 | 건조기, 온수기 (30A) |
| 8 AWG | 0.764 | 1.26 | 레인지, EV 충전기 (40-50A) |
| 6 AWG | 0.491 | 0.808 | 서브패널, HVAC (55-65A) |
| 4 AWG | 0.308 | 0.508 | 대형 가전제품 (70-85A) |
| 2 AWG | 0.194 | 0.319 | 인입구 (95-115A) |
| 1/0 AWG | 0.122 | 0.201 | 메인 서비스 (125-150A) |
| 4/0 AWG | 0.0608 | 0.100 | 대형 서비스 (180-230A) |
전기 회로의 전압 강하 이해하기
전압 강하는 전기 회로 설계에서 가장 중요한 요소 중 하나이며, 전기 기술자, 엔지니어 및 전기 설비 작업을 하는 모든 사람에게 필수적인 지식입니다. 전류가 도체를 통해 흐를 때, 도체의 저항으로 인해 전기 에너지의 일부가 열로 변환됩니다. 이러한 에너지 손실은 전원과 부하 사이의 전압 감소로 나타납니다.
모터 고장
과열 및 정지
조명 감소
깜박임 및 출력 감소
에너지 낭비
전선의 열 손실
코드 위반
검사 불합격
국가 전기 규정 (NEC) 요구 사항
NFPA 70 국가 전기 규정은 NEC 210.19(A) 및 215.2(A)에 따라 허용 가능한 전압 강하 수준에 대한 권장 사항을 제공합니다 NFPA 70 National Electrical Code:
3%
분기 회로
패널에서 콘센트, 조명 및 가전제품까지
3%
피더 회로
인입구에서 배전반까지
5%
통합 합계
피더 + 분기, 전원에서 부하까지
참고: 이는 의무 요구 사항이 아닌 권장 사항이지만 업계 모범 사례를 나타냅니다. 많은 지역 관할 구역에서 이러한 제한을 시행하며, 검사관은 일반적으로 이를 초과하는 설치를 표시합니다.
전압 강하 계산 공식
단상 회로
VD = 2 × I × R × L ÷ 1000
• 계수 2 = 왕복 거리
• 120V 및 240V 단상에 사용
3상 회로
VD = √3 × I × R × L ÷ 1000
• √3 ≈ 1.732 상 계수
• 208V, 480V 3상에 사용
| 변수 | 설명 | 단위 |
|---|---|---|
| VD | 전압 강하 | 볼트 (V) |
| I | 전류 (부하 전류량) | 암페어 (A) |
| R | 전선 저항 (NEC Table 8 기준) | Ω per 1000 ft |
| L | 편도 전선 길이 | 피트 (ft) |
전압 강하에 영향을 미치는 주요 요인
전선 게이지 (AWG)
더 굵은 전선(낮은 AWG 번호)은 저항이 낮습니다. 10 AWG는 12 AWG보다 저항이 약 40% 적습니다. 전선 게이지를 늘리는 것이 과도한 전압 강하에 대한 가장 일반적인 해결책입니다.
전선 길이
전압 강하는 길이에 비례하여 증가합니다. 100피트 배선은 50피트 배선의 두 배의 전압 강하가 발생합니다. 별도 건물로의 긴 배선은 신중한 계산이 필요합니다.
전류 부하
높은 전류 = 더 큰 전압 강하. EV 충전기 및 용접기와 같은 고전류 응용 분야는 전압 강하 문제에 특히 민감합니다.
도체 재질
구리는 알루미늄 저항의 약 61%입니다. 알루미늄은 동등한 성능을 위해 2 AWG 크기가 더 커야 하지만 대형 피더의 경우 비용이 저렴합니다.
전압 강하를 줄이는 실용적인 전략
| 전략 | 효과 | 최적 용도 |
|---|---|---|
| 전선 게이지 증가 | 크기 증가당 약 26% 감소 | 긴 배선, 고전류 부하 |
| 전선 배선 단축 | 비례적 감소 | 신축, 배치 계획 |
| 더 높은 전압 사용 | 240V = 120V의 절반 % 강하 | 고전력 장비 |
| 서브패널 추가 | 분기 회로 길이 감소 | 차고, 작업장, 별도 건물 |
| 구리 사용 (알루미늄 대비) | 약 39% 낮은 저항 | 개조, 제한된 전선관 공간 |
| 병렬 도체 | 저항 절반 (2개 도체) | 대형 인입구 |
일반적인 전압 강하 시나리오
분리된 차고 작업장
100 ft
거리
50A
서브패널
240V
전압
4 AWG
권장
6 AWG는 3.4% 강하 (불합격). 4 AWG는 2.1%로 감소 (합격). 전동 공구 및 용접에 적합합니다.
레벨 2 EV 충전기
80 ft
거리
40A
부하
240V
전압
8 AWG
최소
80피트에서 8 AWG = 2.9% (허용 가능). 120피트에서는 6 AWG로 업그레이드 필요. 다음을 참조하세요 EV 충전기 배선 가이드.
농장 관개 펌프
500 ft
거리
20A
부하
240V
전압
4 AWG
최소
긴 농업용 배선은 상당한 전선 크기 조정이 필요합니다. 4 AWG는 강하를 5% 미만으로 유지합니다. 태양광 시스템 크기 조정 요구 사항도 고려하세요.
정확한 전압 강하 계산이 중요한 이유
장비 성능
모터와 장비는 지정된 전압 범위 내에서 작동합니다. 저전압은 비효율성, 과열 및 조기 고장을 유발합니다.
에너지 효율성
전압 강하 = 열로 낭비되는 에너지. 강하가 높을수록 전기 요금이 높아지고 탄소 발자국이 증가합니다.
코드 준수
많은 관할 구역에서 NEC 권장 사항을 시행합니다. 검사 불합격은 프로젝트를 지연시키고 비용이 많이 드는 수정이 필요합니다.
허용 가능한 전압 강하 비율은 얼마입니까?
NEC는 분기 회로의 경우 최대 3% 전압 강하, 피더 및 분기 회로 통합의 경우 총 5%를 권장합니다. 그러나 민감한 전자 장비의 경우 2% 이하의 낮은 전압 강하가 바람직할 수 있습니다.
전압 강하는 LED 조명에 어떤 영향을 미칩니까?
LED 조명은 일반적으로 백열전구보다 전압 변동에 더 내성이 있습니다. 그러나 상당한 전압 강하는 여전히 조명 감소, 색온도 변화 및 수명 단축을 유발할 수 있습니다. 조명 회로의 경우 전압 강하를 3% 미만으로 유지하세요.
구리선을 사용해야 합니까, 아니면 알루미늄선을 사용해야 합니까?
구리는 저항이 낮아 대부분의 응용 분야에 선호됩니다. 알루미늄은 대형 피더 및 인입구에 비용 효율적이지만 더 큰 전선 크기가 필요합니다(일반적으로 동일한 허용 전류에 대해 구리보다 2 AWG 번호가 더 큼).
모터 회로의 전압 강하는 어떻게 계산합니까?
모터 회로의 경우 모터 명판의 정격 부하 전류를 사용하세요. 모터 시동의 경우 전압 강하가 일시적으로 더 높을 수 있지만, 운전 전압은 정격 전압의 3% 이내로 유지되어야 합니다.
전선관 유형이 전압 강하에 영향을 미칩니까?
전선관 유형(EMT, PVC, 리지드)은 전압 강하에 직접적으로 영향을 미치지 않습니다. 그러나 열 방출에 영향을 줄 수 있으며, 이는 도체 저항에 간접적으로 영향을 미칩니다. 강철 전선관은 자기 효과로 인해 AC 회로에서 추가 임피던스를 도입할 수도 있습니다.
공식 표준 및 추가 기술 정보는 다음 권위 있는 출처를 참조하세요: