Spanningsval (verlichtingscircuits van 12 V en 24 V)

De lamp krijgt niet de accuspanning te zien. Zij ziet de accuspanning minus de verliezen in kabel, connectoren, schakelaars en massaretour, en haar lichtopbrengst volgt die lagere waarde.

Er bestaat geen SAE-regel van 3 %

De percentagegrenzen die in deze branche worden aangehaald, komen meestal ergens anders vandaan. SAE J1292 pakt de spanningsval aan door een minimale draaddikte voor te schrijven — 12 AWG voor voedingscircuits, 14 AWG voor aftakkingen tot 50 ft — en niet door een percentage. De waarden 3 % en 5 % horen bij de National Electrical Code, waar ze staan als informatieve noten waarvan 90.5(C) vermeldt dat het geen afdwingbare eisen zijn, en waar 90.2 motorvoertuigen volledig buiten het toepassingsgebied plaatst. ABYC E-11 11.14.2.6 stelt wel afdwingbare grenzen, maar het is een maritieme norm en die zet andere verlichting dan navigatieverlichting op 10 %, met 3 % voorbehouden aan navigatieverlichting.

Het verdedigbare referentiepunt is de certificeringsvoorwaarde zelf: J1383 4.1.4.4 eist fotometrische tests bij 12.8 V ± 20 mV, gemeten op de aansluitklemmen van de lamp.

Zo berekent u het

Spanningsval is I × R, met R = ρL/A over het volledige pad dat de stroom aflegt. De soortelijke weerstand van koper is 0.017241 Ω·mm²/m bij 20 °C. Er bestaan twee conventies en die door elkaar halen is de gebruikelijke fout: ABYC meet de geleiderlengte van de positieve bronaansluiting naar het apparaat en terug, zodat in die formule geen factor twee voorkomt, terwijl formules van het NEC-type de enkele afstand gebruiken en expliciet met twee vermenigvuldigen. De heen-en-terugweg gebruiken én ook met twee vermenigvuldigen verspilt koper; de enkele afstand gebruiken zonder die twee halveert de geleider.

Temperatuur is de grotere fout. De weerstand van koper stijgt ongeveer 24 % tussen 20 °C en 75 °C, dus een kabelboom in de motorruimte verliest merkbaar meer dan de rekensom bij kamertemperatuur voorspelt. Twisten over 3 % versus 5 % terwijl bij 20 °C wordt gerekend, is nauwkeurigheid op de verkeerde decimaal.

Waarom 24 V veel vergevingsgezinder is

Neem een lamp van 100 W, 5 m koper van 2.5 mm² per richting, bij 20 °C. Bij 12 V is de stroom 8.33 A en de val 0.57 V, ongeveer 4.8 %. Bij 24 V is de stroom 4.17 A en de val 0.29 V, ongeveer 1.2 %. Dezelfde draad, hetzelfde vermogen, ruwweg vier keer zoveel procentueel verlies op het systeem met de lagere spanning.

Bij LED-drivers met constante stroom is het iets ongunstiger dan de eenvoudige rekensom: als de klemspanning daalt, verhoogt de driver de stroom om het vermogen vast te houden, wat ongeveer 5.0 % tegen 1.2 % oplevert. Halogeenlampen vervangen door LED's op een bestaande kabelboom kan daardoor een spanningsvalprobleem blootleggen dat de oude lampen verborgen. Zie multivoltage-ingang voor lampen die beide systemen accepteren.