Рассчитать электроснабжение на расстоянии

Провод 20 калибра имеет сопротивление около$33.31m\Omega / m$. Для 20-метрового кабеля это фактически резистор.$33.31\frac{\Omega}{m} \cdot 20m \approx 1 \Omega$. Ваша схема такова:

Вам нужно 30 А через двигатель, а поскольку это последовательная цепь, это также означает 30 А через R1 и R2. Падение напряжения на резисторе определяется законом Ома: напряжение равно произведению тока на сопротивление:

$V_{R1} = 30A \cdot 1\Omega = 30V$

Таким образом, вы теряете 30 В на R1 и еще 30 В на R2, поэтому вам потребуется 60 В плюс любое напряжение, необходимое на двигателе, чтобы получить 30 А. Хуже того, мощность равна произведению напряжения и тока. Мы знаем, что напряжение на резисторе R1 равно 30 В, а ток равен 30 А, поэтому потери в проводе составляют:

$P_{R1} = 30A \cdot 30 V = 900 W$

Для сравнения, типичный электрический обогреватель имеет мощность около 1000 Вт. У вас есть два провода, поэтому ваши общие потери составляют 1800 Вт. Вполне вероятно, что вы отключите автоматический выключатель, если сможете волшебным образом предотвратить воспламенение проводов, а мы еще даже не включили двигатель.

Есть два очевидных решения:

• сделать провода короче
• сделать провода толще

Если вы не можете сделать ни того, ни другого, есть менее очевидное решение:

• держите мощность такой же, повышая напряжение и уменьшая ток

Это решение, которое использует электрическая компания, чтобы избежать огромных потерь при передаче электроэнергии. Если вы объедините два предыдущих уравнения, вы увидите, что мощность через фиксированное сопротивление можно рассчитать только через ток:

$P = I^2 R$

12В при 30А это 360Вт. 360 В при 1 А также составляет 360 Вт и теоретически может производить такую ​​​​же механическую мощность на вашем двигателе. Но потери в ваших проводах будут намного меньше, за счет минимизации$I^2$срок выше.

Для этого ищите двигатель, работающий на более высокое напряжение, или ставьте рядом с двигателем механизм преобразования напряжения.

Это невозможно. Проблема в том, что будет падение напряжения на проводах. Вам придется использовать блок питания с более высоким выходным напряжением. Этот расчет показывает, сколько вольт вам понадобится:

Вам нужно будет рассчитать сопротивление кабелей. Когда вы знаете, какое сопротивление имеет 1 м кабеля, вы можете рассчитать общее сопротивление, умножив его на 2*30. Вы можете найти здесь , что 20Gauge имеет сопротивление 33,31 Ом на километр, то есть 0,03331 на метр. Таким образом:

После этого:

Вы видите, что это довольно много. Я бы порекомендовал вам разместить блок питания рядом с двигателем или использовать провода большего диаметра.

Все ответы до сих пор забывают о том, что двигатель использует номинальное значение 30А (вероятно). Но при различной механической нагрузке напряжение на конце двигателя с этими тонкими проводами будет сильно различаться. Оба ответа пока находятся в одном диапазоне 60-70 В для источника питания, поэтому в качестве аргумента скажем, что оба расчета верны. Это означает, что когда механическая нагрузка (и с этим током) уменьшается, напряжение на двигателе может возрасти с номинального значения 12 В до 70 В в худшем случае. Это резко повлияет на ожидаемый срок службы двигателя.