Падение напряжения (цепи освещения 12 V и 24 V)

Фара не видит напряжение аккумулятора. Она видит напряжение аккумулятора за вычетом потерь в кабеле, разъёмах, выключателях и обратном проводе массы, и её световой поток следует за этой меньшей величиной.

Правила SAE о 3 % не существует

Процентные пределы, которые цитируют в этой отрасли, в основном взяты из другого места. SAE J1292 решает вопрос падения через минимальное сечение провода — 12 AWG для питающих цепей, 14 AWG для ответвлений длиной до 50 ft — а не через проценты. Цифры 3 % и 5 % принадлежат National Electrical Code, где они приведены как информационные примечания, о которых 90.5(C) прямо говорит, что они не являются обязательными требованиями, и где 90.2 вообще исключает автомобильную технику из области применения. ABYC E-11 11.14.2.6 действительно задаёт обязательные пределы, но это судовой стандарт, и он отводит освещению, кроме навигационных огней, 10 %, а 3 % оставляет за навигационными огнями.

Обоснованная точка отсчёта — само условие сертификации: J1383 4.1.4.4 требует проводить фотометрические испытания при 12.8 V ± 20 mV, измеренных на клеммах фары.

Как это считать

Падение напряжения равно I × R, где R = ρL/A по всему пути тока. Удельное сопротивление меди — 0.017241 Ω·mm²/m при 20 °C. Существуют два соглашения, и их смешение — типичная ошибка: ABYC отсчитывает длину проводника от плюсовой точки подключения к потребителю и обратно, поэтому множителя два в его формуле нет, тогда как формулы в стиле NEC используют длину в одну сторону и умножают на два явно. Если взять длину туда и обратно и ещё умножить на два, медь будет израсходована зря; если взять длину в одну сторону и не умножить на два, сечение проводника окажется вдвое меньше нужного.

Температура даёт большую погрешность. Сопротивление меди растёт примерно на 24 % в диапазоне от 20 °C до 75 °C, поэтому жгут в моторном отсеке теряет заметно больше, чем предсказывает арифметика при комнатной температуре. Спорить о 3 % против 5 %, считая при 20 °C, — это точность не в том разряде.

Почему 24 V гораздо снисходительнее

Возьмём фару 100 W, по 5 m медного провода 2.5 mm² в каждую сторону, при 20 °C. При 12 V ток составляет 8.33 A, падение — 0.57 V, около 4.8 %. При 24 V ток составляет 4.17 A, падение — 0.29 V, около 1.2 %. Тот же провод, та же мощность — и примерно вчетверо большая процентная потеря в системе с меньшим напряжением.

С драйверами стабилизированного тока получается чуть хуже простой арифметики: по мере падения напряжения на клеммах драйвер поднимает ток, чтобы удержать мощность, и выходит около 5.0 % против 1.2 %. Поэтому замена галогенных ламп на светодиодные на существующем жгуте способна вскрыть проблему падения, которую старые лампы скрывали. Фары, работающие в обеих системах, смотрите в статье мультивольтный вход.