maandag, 19 februari 2018

pad: homeelectronica › kabeldikte van voedingskabels

Kabeldikte van voedingskabels

Publicatie 25-03-2011 09:08 - Aangepast 25-03-2011 09:15

Hoe dik moet die kabel zijn? Een veel gestelde vraag. In de watersportwinkels weet men het ook vaak niet. Uit veiligheid komt men dan vaak een te dikke kabel. Dit kan zeker geen kwaad, maar kost wel meer geld, is zwaarder, is moeilijker te verwerken en weg te werken.

Als vuistregel kan het volgende gehanteerd worden: Bij 12 of 24 Volt gelijkstroom rekent men met 3 Ampère per mm2. Bij 230 Volt wisselstroom tot 6 kW rekent men met 8 Ampère per mm2 (niet opgerold!).

In de vuistregel is geen rekening gehouden met controle over spanningsverlies en lengte van kabels. Hieronder staan een uitleg om hier wel rekening mee te houden.

Kabeldikte berekeningen

De weerstand (R) van een koperdraad is evenredig met de lengte en omgekeerd evenredig met de doorsnee van de draad. Kortom: hoe langer de draad en/ of hoe kleiner de doorsnee, des te groter is de weerstand. De hoeveelheid ontwikkelde warmte is bij gelijke weerstand en tijd evenredig met het kwadraat van de stroomsterkte (I).

Lange en dunne draden hebben nog een tweede nadeel. Als de stroom door een draad loopt, moet hij weerstand overwinnen. Het gevolg daarvan is een verlies aan spanning. Dat verlies is groter naarmate de weerstand groter is, dus naarmate de draad langer en/ of dunner is.

De weerstand van koperdraad bij een lengte van 1 meter en een doorsnede van 1mm2 (r) is 0,0175 Ohm. Dit heet de soortelijke weerstand van koper (sR). Eerder is al gesteld: de weerstand (R) van een koperdraad is evenredig met de lengte en omgekeerd evenredig met de doorsnee van de draad. De formules luiden:

Rdraad = sR * L / D

Dikte draad D = (sR * L) / R met R = Uspanningsval / Idraad
D = (sR * L * I) / U

Voorbeeld #1: We willen een apparaat (8A) voeden met een 12V accu via een draad van 10m  (dan 10 m heen en 10m terug) met een doorsnede van 4mm2, dan wordt 12V 'verdeeld' over 20m draad en het apparaat. Het 'spanningsverlies' over de draad zal zijn: 8 * 0,0175 * 20 / 4 = 0,7V. Het apparaat krijgt dan: 12 - 0,7 = 11,3V.
Het 'spanningsverlies'over de draad bij draaddoorsnede 0,75mm2 zal dus zijn: 8 * 0,0175 * 20 / 0,75 = 3,7V.

Voorbeeld #2: Een maximum spanningsval van 1,5V bij 4,5A, en de afstand is 12 meter is gewenst.
D = (0,0175 * (2 * 12) * 4,5) / 1,5 = 1,26mm2. De draaddrikte wordt dan: 1,5mm2.