Caduta di tensione (circuiti di illuminazione 12 V e 24 V)
La caduta di tensione è la tensione persa nel cablaggio tra batteria e faro. Conta perché le prestazioni fotometriche sono certificate ai morsetti del faro — SAE J1383 misura lì a 12.8 V ± 20 mV — quindi tutto ciò che il cablaggio perde viene tolto direttamente dal fascio certificato.
Il faro non vede la tensione della batteria. Vede la tensione della batteria meno le perdite nel cavo, nei connettori, negli interruttori e nel ritorno di massa, e la sua emissione luminosa segue quel valore più basso.
Non esiste una regola SAE del 3 %
I limiti percentuali citati in questo settore vengono per lo più da altrove. SAE J1292 affronta la caduta prescrivendo una sezione minima del cavo — 12 AWG per i circuiti di alimentazione, 14 AWG per le derivazioni fino a 50 ft — e non una percentuale. I valori del 3 % e del 5 % appartengono al National Electrical Code, dove compaiono come note informative che il 90.5(C) dichiara non vincolanti, e il cui 90.2 esclude del tutto i veicoli a motore dal campo di applicazione. ABYC E-11 11.14.2.6 fissa invece limiti vincolanti, ma è una norma per la nautica e colloca al 10 % l'illuminazione diversa dalle luci di navigazione, riservando il 3 % alle luci di navigazione.
Il riferimento difendibile è la condizione di certificazione stessa: J1383 4.1.4.4 richiede prove fotometriche a 12.8 V ± 20 mV misurati ai morsetti del faro.
Come si calcola
La caduta di tensione è I × R, con R = ρL/A sull'intero percorso della corrente. La resistività del rame è 0.017241 Ω·mm²/m a 20 °C. Esistono due convenzioni e confonderle è l'errore più comune: ABYC misura la lunghezza del conduttore dal collegamento positivo della sorgente al dispositivo e ritorno, quindi nella sua formula non compare alcun fattore due, mentre le formule in stile NEC usano la distanza di sola andata e moltiplicano esplicitamente per due. Usare la lunghezza di andata e ritorno e moltiplicare anche per due spreca rame; usare la lunghezza di sola andata senza il due dimezza la sezione del conduttore.
La temperatura è l'errore più grande. La resistenza del rame aumenta di circa il 24 % tra 20 °C e 75 °C, quindi un cablaggio nel vano motore cade sensibilmente più di quanto preveda il calcolo a temperatura ambiente. Discutere di 3 % contro 5 % calcolando a 20 °C è precisione applicata al decimale sbagliato.
Perché il 24 V è molto più tollerante
Prendiamo un faro da 100 W, 5 m di rame da 2.5 mm² per tratta, a 20 °C. A 12 V la corrente è 8.33 A e la caduta 0.57 V, circa il 4.8 %. A 24 V la corrente è 4.17 A e la caduta 0.29 V, circa l'1.2 %. Stesso cavo, stessa potenza, una perdita percentuale circa quattro volte maggiore sul sistema a tensione più bassa.
Con driver LED a corrente costante la situazione è leggermente peggiore dell'aritmetica semplice: al calare della tensione ai morsetti il driver aumenta la corrente per mantenere la potenza, dando circa il 5.0 % contro l'1.2 %. Sostituire lampade alogene con LED su un cablaggio esistente può quindi far emergere un problema di caduta che le vecchie lampade nascondevano. Vedete ingresso multitensione per i fari che accettano entrambi i sistemi.
Un faro multitensione accetta qualsiasi alimentazione da circa 9 a 32 volt CC: lo stesso codice articolo funziona sui sistemi a 12 V (pick-up, trattori utility) e a 24 V (camion, escavatori, macchine da miniera) senza convertitore.
Driver resinato (potted driver)Il driver resinato è il circuito elettronico del faro completamente incapsulato nella resina, che lo protegge da vibrazioni, umidità e cicli termici: i tre killer dell'elettronica dei fari per veicoli.
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