電圧降下（12 V および 24 V の照明回路）

ランプはバッテリー電圧をそのまま受け取りません。ケーブル、コネクター、スイッチ、アース戻り線での損失を差し引いた電圧を受け取り、光出力はその低い数値に従います。

SAE の 3 % ルールというものは存在しません

この業界で引用される百分率の上限値は、その大半が別の出典から来ています。SAE J1292 は電圧降下を最小電線サイズの規定で扱っており、給電回路は 12 AWG、50 ft までの分岐は 14 AWG で、百分率ではありません。3 % と 5 % という数値は National Electrical Code のもので、そこでは情報提供の注記として現れ、90.5(C) はそれらが強制力のある要求事項ではないと述べています。さらに 90.2 は自動車を適用範囲から除外しています。ABYC E-11 11.14.2.6 は強制力のある上限を定めていますが、これは舟艇の規格であり、航行灯以外の照明は 10 %、3 % は航行灯に限られます。

根拠として持ち出せる基準点は、認証条件そのものです。J1383 4.1.4.4 は、測光試験をランプの端子で測定した 12.8 V ± 20 mV で行うことを求めています。

計算の仕方

電圧降下は I × R で、R = ρL/A を電流が通る全経路にわたって求めます。銅の抵抗率は 20 °C で 0.017241 Ω·mm²/m です。二つの流儀があり、これを混ぜることがよくある誤りです。ABYC は導体長を電源のプラス側接続から機器までとその戻りで測るため、式に 2 倍の係数は現れません。一方、NEC 系の式は片道距離を使い、明示的に 2 を掛けます。往復長を使ったうえでさらに 2 を掛ければ銅を無駄にし、片道長を使って 2 を掛けなければ導体断面が半分になります。

より大きな誤差は温度です。銅の抵抗は 20 °C から 75 °C の間で約 24 % 上昇するため、エンジンルームのハーネスは常温の計算が示すよりも明らかに大きく降下します。20 °C で計算しながら 3 % か 5 % かを論じるのは、見るべきでない桁の精度にこだわることです。

24 V がはるかに余裕を持つ理由

100 W のランプ、片道 5 m の 2.5 mm² 銅線、20 °C を例にします。12 V では電流が 8.33 A、降下は 0.57 V で約 4.8 % です。24 V では電流が 4.17 A、降下は 0.29 V で約 1.2 % です。同じ電線、同じ電力で、低い方の電圧系ではおよそ 4 倍の百分率損失になります。

定電流方式の LED ドライバーでは、単純な計算よりわずかに悪化します。端子電圧が下がるとドライバーは電力を保つために電流を上げるため、1.2 % に対して約 5.0 % となります。そのため、既存のハーネスでハロゲンランプを LED に置き換えると、旧来のランプが隠していた電圧降下の問題が表面化することがあります。両方の電圧系に対応するランプについてはマルチボルト入力をご覧ください。