Jännitehäviö (12 V:n ja 24 V:n valaistuspiirit)

Valaisin ei näe akkujännitettä. Se näkee akkujännitteen, josta on vähennetty kaapelin, liittimien, kytkimien ja maadoituspaluun häviöt, ja sen valontuotto seuraa tuota alempaa arvoa.

SAE:n 3 %:n sääntöä ei ole olemassa

Tällä alalla siteeratut prosenttirajat ovat useimmiten peräisin muualta. SAE J1292 käsittelee jännitehäviötä määrittelemällä johtimen vähimmäiskoon – 12 AWG syöttöpiireille, 14 AWG haaroille 50 ft:iin asti – ei prosenttilukua. Luvut 3 % ja 5 % kuuluvat National Electrical Codeen, jossa ne esiintyvät tiedoksi annettuina huomautuksina, joiden osalta 90.5(C) toteaa, etteivät ne ole velvoittavia vaatimuksia, ja jossa 90.2 rajaa moottoriajoneuvot kokonaan soveltamisalan ulkopuolelle. ABYC E-11 11.14.2.6 asettaa kyllä velvoittavat rajat, mutta se on veneilystandardi ja asettaa muun kuin kulkuvalaistuksen rajaksi 10 %, kun 3 % on varattu kulkuvaloille.

Puolustettava vertailukohta on itse sertifiointiehto: J1383 4.1.4.4 edellyttää fotometriset testit jännitteellä 12.8 V ± 20 mV mitattuna valaisimen liittimistä.

Laskeminen

Jännitehäviö on I × R, jossa R = ρL/A koko sen matkan yli, jonka virta kulkee. Kuparin resistiivisyys on 0.017241 Ω·mm²/m lämpötilassa 20 °C. Käytäntöjä on kaksi, ja niiden sekoittaminen on tavallinen virhe: ABYC mittaa johtimen pituuden positiiviselta syöttöliitännältä laitteelle ja takaisin, joten sen kaavassa ei esiinny kerrointa kaksi, kun taas NEC-tyyppiset kaavat käyttävät yhdensuuntaista etäisyyttä ja kertovat kahdella erikseen. Meno-paluupituuden käyttäminen ja lisäksi kahdella kertominen tuhlaa kuparia; yhdensuuntaisen pituuden käyttäminen ilman kahta puolittaa johtimen.

Lämpötila on suurempi virhelähde. Kuparin resistanssi nousee noin 24 % välillä 20 °C ja 75 °C, joten moottoritilan johtosarjassa häviö on huomattavasti suurempi kuin huoneenlämmössä laskettu arvo ennustaa. Kiisteleminen 3 %:n ja 5 %:n välillä 20 °C:ssa laskien on tarkkuutta väärässä desimaalissa.

Miksi 24 V on paljon anteeksiantavampi

Otetaan 100 W valaisin, 5 m kuparia poikkipinnaltaan 2.5 mm² kumpaankin suuntaan, lämpötilassa 20 °C. Jännitteellä 12 V virta on 8.33 A ja häviö 0.57 V, noin 4.8 %. Jännitteellä 24 V virta on 4.17 A ja häviö 0.29 V, noin 1.2 %. Sama johdin, sama teho, karkeasti nelinkertainen prosentuaalinen häviö matalamman jännitteen järjestelmässä.

Vakiovirtaisilla LED-drivereilla tilanne on hieman huonompi kuin yksinkertainen laskutoimitus antaa ymmärtää: liitinjännitteen laskiessa driver nostaa virtaa pitääkseen tehon ennallaan, jolloin tulokseksi tulee noin 5.0 % vastaan 1.2 %. Halogeenilamppujen vaihtaminen LEDeihin olemassa olevassa johtosarjassa voi siksi paljastaa häviöongelman, jonka vanhat lamput peittivät. Katso laaja käyttöjännitealue, kun valaisimen on sovittava molempiin järjestelmiin.