Підземний провід для житлового ланцюга зазвичай прокладається за допомогою підземного кабелю фідера (UF), який розрахований на зовнішнє використання і пряме заглиблення. Така установка типова під час прокладання ланцюга до зовнішніх об’єктів, таких як гараж, сарай або інша господарська споруда, а також до дворового світильника або водного об’єкта. Визначення розмірів проводів, або провідників, для підземного кабелю не відрізняється від визначення розмірів для інших побутових ланцюгів і зазвичай ґрунтується на загальному навантаженні або потребі в електриці пристроїв у ланцюгу. Однак, якщо кабель довгий, як це часто буває в підземних мережах, може знадобитися збільшити розмір дроту, щоб врахувати падіння напруги – втрату напруги в ланцюзі, спричинену природним опором у дротах. Падіння напруги відбувається в будь-якому дроті, але воно рідко є проблемою для внутрішньої проводки, де відстань від панелі автоматичного вимикача до кінця ланцюга зазвичай відносно невелика. Однак зовнішні ланцюги часто бувають досить довгими і падіння напруги може бути значним.

Розуміння падіння напруги

Усі провідники електрики, включаючи дроти, чинять опір потоку електрики. Одним із наслідків цього опору, званого також імпедансом, є втрата напруги. Це називається падінням напруги і виражається у відсотках від загальної напруги, що подається на джерело живлення ланцюга. Якщо ви вимірюєте напругу в ланцюгу на панелі обслуговування (рубильник), ви повинні отримати показання близько 120 вольт (для стандартного ланцюга). Якщо ви проведете ще один вимір напруги в ланцюгу на самому віддаленому від щитка пристрої і отримаєте показання 114 вольт – різниця в 6 вольт – у цьому ланцюзі падіння напруги становить 5 відсотків (5 відсотків від 120 = 6).

Надмірне падіння напруги означає, що двигуни, прилади та інші пристрої не працюють так швидко та ефективно, як вони призначені, навіть за наявності виділених електричних кіл. Це може призвести до зниження продуктивності, непотрібного зношування і навіть передчасного виходу з ладу електрообладнання. Падіння напруги також є марною витратою електроенергії, оскільки енергія втрачається у вигляді тепла, а не може бути використана пристроями ланцюга.

Причини падіння напруги

Оскільки падіння напруги обумовлено опором провідників, що більше провідників, то більше вписувалося падіння напруги. Якщо йдеться про підземні дроти, то чим довше провід, тим більше падіння напруги. Розмір дроту – ще один фактор: Проводи меншого діаметра мають більший опір, ніж дроти більшого діаметра. Мідний дріт має менший опір, ніж алюмінієвий, але велика ймовірність, що ви у будь-якому випадку використовуватимете мідь. В наші дні у більшості нових житлових проектів алюміній використовується тільки в кабелях для введення в будинок від комунальних служб, хоча ви можете побачити алюміній у таблицях падіння напруги.

Як навантаження впливає падіння напруги

Падіння напруги збільшується в міру збільшення навантаження на ланцюг, а навантаження ланцюга сприяє надмірному падінню напруги. Іншими словами, якщо ви підключите занадто велике навантаження до одного ланцюга і перевищите стандартну 80-відсоткову безпечну потужність (1440 ват для 15-амперних ланцюгів; 1920 ват для 20-амперних ланцюгів), ви збільшите непотрібне падіння напруги. Рішення просте: навантаження на ланцюг на рівні 80 відсотків або менше від загальної потужності. Ця умова приймається у багатьох розрахунках та таблицях падіння напруги.

Визначення розмірів провідників

Національний електричний кодекс (NEC) рекомендує максимальне падіння напруги в 3 відсотки для окремих побутових ланцюгів (відомих як відгалуження). Це хороша мета, до якої слід прагнути щодо розмірів провідників для підземного кабелю. Нижче наведено максимальні довжини кабелю, які можна використовувати, зберігаючи при цьому 3-відсоткове падіння напруги для даного розміру дроту (AWG) та напруги ланцюга. Наприклад, для 120-вольтового ланцюга можна прокласти до 50 футів кабелю 14 AWG без перевищення 3-відсоткового падіння напруги.