Welche Kabelstärke benötige ich für diese Außenlampen?

Ich habe zwei 700-Watt-Halogenlampen für den Außenbereich, die jeweils an einen Splitter und dann wieder an eine Stromquelle angeschlossen sind. Welche Kabelstärke sollte ich angesichts der unten abgebildeten Entfernungen verwenden?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Was meinst du mit Kabel und Splitter? Meinst du Verlängerungskabel? Sind diese dort angeschlossen, wo Sie die "Stromquelle" anzeigen?
Das Verlängerungskabel geht in einen Splitter und wird zu zwei Verlängerungskabeln, von denen jedes die Lampe mit Strom versorgt.
Auch für eine allgemeinere Anleitung zur Auswahl von Verlängerungskabeln bietet Home Depot eine freundliche Tabelle ohne all die Mathematik. :) (Obwohl es etwas weniger konservativ ist.) General Cable hat auch eine PDF-Anleitung .

Antworten (3)

Um festzustellen, welche Drahtstärke Sie benötigen, müssen Sie zwei Dinge wissen: Wie viel Strom benötigt wird und welche Stromkapazität (Strombelastbarkeit) verschiedenen Drahtstärken entspricht.

Stromtragfähigkeit

Sie können Stromtragfähigkeitsdiagramme online finden ( zum Beispiel ). Dieses Diagramm zeigt auch den Widerstand.

Strombelastbarkeitsdiagramm

Es gibt noch einen weiteren Faktor, den Sie berücksichtigen müssen, nämlich den Spannungsabfall. Lange Drahtlängen haben einen zugehörigen Widerstand (da Kupfer kein Supraleiter ist), daher müssen Sie diesen Widerstand berücksichtigen (möglicherweise sogar einen größeren Draht verwenden, um ihn aufzunehmen, falls erforderlich). Dieser Widerstand bedeutet, dass die Last nicht die volle Spannung erhält, die am anderen Ende des Kabels geliefert wird; dies wird auch als „Spannungsabfall“ bezeichnet.

Ohm'sches Gesetz

Lassen Sie uns also zuerst berechnen, welcher Strom benötigt wird. Mit dem Ohmschen Gesetz können Sie Spannung (Volt), Strom (Ampere), Widerstand (Ohm) oder Leistung (Watt) bestimmen, indem Sie zwei beliebige Werte kennen.

Ohm'sches Gesetz

Der Splitter verbindet beide Lampen parallel und liefert jeweils 120 Volt. Sie wissen, dass es sich um 700 Watt handelt, also können Sie den Strom mit der Formel I = P/E ermitteln.

I = 700 / 120 = 5,83 A

Das Strombelastbarkeitsdiagramm zeigt, dass Sie mindestens 14 AWG (für die Stromübertragung) für die Verbindungen zwischen Ihrem Splitter und den Lampen benötigen würden.

Der Strom vom Splitter zur Quelle wäre natürlich doppelt so hoch (11,7 A), also würden Sie mindestens 10 AWG-Draht benötigen (11 AWG ist ungewöhnlich, daher habe ich die nächstgrößere Größe gewählt).

Die Lampe läuft

Bei einem 14-AWG-Draht hätten Sie einen zusätzlichen Widerstand von 2 * 2,525 Ω / 1000 oder 0,51 Ω. (Denken Sie daran, dass die Drahtlänge tatsächlich doppelt so lang ist; eine für die Leitung und eine für den Neutralleiter.) Sie können den Spannungsabfall des Drahts berechnen, indem Sie ihn wie einen Stromkreis behandeln, in dem die Lampe ein Widerstand und der Draht ein anderer ist, und dann das Ohmsche Gesetz anwenden um die Spannung an beiden Widerständen zu bestimmen. Der Widerstand der Lampe ist (R = E^2 / P):

R = 120 ^ 2 / 700 = 20,5 Ω

Der Gesamtwiderstand (Lampe plus Leitung) beträgt:

20,5 + 0,51 = 21 Ω

Nun ist der Gesamtstrom bei angelegten 120 V (I = E/R):

I = 120 / 21 = 5,7 A

Das ist weniger als der ursprüngliche Strom (5,83 A), weil mit mehr Widerstand (dem langen Draht) weniger Strom fließen kann. Sie können auch den Spannungsabfall bestimmen und wie viel Leistung der Draht selbst abführt (E = R * I, P = R * I^2): 2,9 Volt abgefallen, 16,6 Watt abgeführt. (Das ist nicht viel (weniger als 3 % der Gesamtspannung), also könnten Sie für diese Läufe einfach 14 AWG verwenden. Ein „Upgrade“ auf einen dickeren Draht würde etwas weniger Widerstand bedeuten, aber der Vorteil würde die zusätzlichen Kosten nicht aufwiegen teurer Draht.)

Der Heimlauf

Die Berechnung des "Homeruns" hängt davon ab, was für die Läufe zu jeder Lampe ausgewählt wurde. Wir gehen davon aus, dass Sie vorerst bei 14 AWG geblieben sind, sodass der Gesamtstrom 5,7 * 2 = 11,4 A beträgt. (Wir können den Splitter und die nachgeschalteten Drähte und Lampen als Last von 1368 Watt oder als Widerstand von 10,5 Ω behandeln .)

Gesamtwiderstand mit 10 AWG-Draht (und daran denken, die Lauflänge zu verdoppeln) für den Homerun:

10,5 + 0,2 = 10,7 Ω

Der Gesamtstrom wäre:

120 / 10,7 = 11,2 A

Warum scheint der Strom jedes Mal zu sinken, wenn wir Dinge berechnen? Denn der Drahtwiderstand begrenzt, wie viel Strom fließen kann, genau wie ein Widerstand in einem Stromkreis. Zwei 700-Watt-Lampen mit supraleitenden Kabeln würden tatsächlich jeweils 5,83 A oder insgesamt 11,7 A ziehen. Da die zusätzliche Länge der Drähte Widerstand erzeugt, zieht die gesamte Konfiguration 0,5 A weniger .

Da 10 AWG für eine Stromübertragung von bis zu 15 A ausgelegt ist, ist es ausreichend.

Wenn Sie für den Heimweg ein billiges 16-AWG-Verlängerungskabel verwenden würden, das nur für 3,7 A ausgelegt ist, würden Sie Probleme bekommen.

Das obige Diagramm ist SEHR irreführend. Können Sie erklären, was sie mit "Chassis-Verkabelung" und "Kraftübertragung" meinen? Die Leute sollten sich niemals an solchen erfundenen Diagrammen orientieren. Genaue Informationen hierzu finden Sie beim NEC. Außerdem reicht es nicht aus, nur die Leitergröße zu haben. Sie müssen die Isolierungsart berücksichtigen.
@Speedy Viele Strombelastbarkeitsdiagramme zeigen Werte wie die, die ich verlinkt habe. "Chassis-Verkabelung" ist für die Verkabelung in der Luft gedacht, während "Leistungsübertragung" für die Verkabelung in Bündeln ( ref ) gedacht ist, wie Sie es in einem typischen Verlängerungskabel finden würden. Der Isolationstyp ändert nicht, wie viel Strom ein bestimmter Draht direkt führen kann, ist jedoch wichtig, da ein Draht, der bei hohen Temperaturen hohe Ströme führt, eine Isolierung verbrennen oder schmelzen kann, die nicht dafür ausgelegt ist.
Nun, dann sind viele Stromtragfähigkeitsdiagramme für diese Anwendung falsch. Sie müssen sich an die AC-Gebäudeverkabelung halten und nicht an eine Elektronik oder einen anderen Standort. Wie ich schon sagte, das NEC ist das einzige Diagramm, das Sie brauchen. Auch die Isolierung ist absolut wichtig. Haben Sie schon einmal ein echtes Ampacity-Diagramm von NEC gesehen? Die Isolationstemperatur und die Nennspannung bestimmen, welche Spalte Sie verwenden, um die Strombelastbarkeit zu berechnen. Außerdem sind Ihre Begriffe keine Standardbegriffe für die AC-Gebäudeverkabelung. Nochmals, wenn Sie Ratschläge zu dieser Art der Verkabelung geben, verwechseln Sie die Dinge nicht mit fehlerhaften Begriffen und Diagrammen.
@Speedy Ich habe nicht gesagt, dass die Isolierung keine Rolle spielt, ich habe gesagt, dass es nichts daran ändert, wie viel Strom ein bestimmter Draht führen kann. Je mehr Strom ein Draht führt, desto höher ist die Temperatur, und daher benötigen Sie eine geeignete Art der Isolierung. Verschiedene Diagramme bieten "sichere" Strombelastbarkeiten basierend auf Umgebungstemperatur und Isoliermaterial. Ja, ich habe NEC-Informationen gesehen (und damit gearbeitet). Welche Begriffe finden Sie fehlerhaft oder nicht üblich?
Es ist großartig, dass Sie Informationen von NEC gesehen und damit gearbeitet haben. Daran müssen Sie sich halten, wenn Sie Ratschläge zur AC-Gebäudeverkabelung geben. Sie müssen Ihr Fachgebiet und Ihr Fachwissen von dieser Art der Beratung trennen, da es nur sehr wenige Korrelationen gibt. Begriffe wie Chassisverkabelung und Stromverteilung, so wie Sie sie verwenden, sind in diesem Zusammenhang keine gebräuchlichen Begriffe und dienen nur der Verwirrung. Außerdem werde ich die von Ihnen bereitgestellten Diagramme und Links wiederholen, sie sind für diese Konversation einfach NICHT relevant.
Das einzige, was in dieser Antwort fehlt, ist Isaac Newtons Principia, lol, danke.

Hier ist die Stromtragfähigkeitstabelle von NEC.

Tabelle 400.5(A)

Was hier zu berücksichtigen ist, ist der Spannungsabfall. 200' ist ein LANGER Weg für diese Art von Ladung. Persönlich würde ich nicht mit weniger als 12ga-Kabeln gehen. Denken Sie daran, dass die VD am Ende übermäßig sein kann. Ein #10ga-Kabel zum "Splitter" wäre die beste Wahl.

Die von NEC angegebenen Strombelastbarkeiten sind weniger konservativ als die von mir verwendete Tabelle. Für 10 AWG-Kupferdraht mit einer Nenntemperatur von 60 °C beträgt der angegebene Wert 30 A (im Vergleich zu 15 A). Es spielen viele Faktoren eine Rolle, aber ich würde zögern, ein 10-AWG-Verlängerungskabel für eine 30-A-Last zu verwenden. Außerdem habe ich den Spannungsabfall für ein 14-AWG-Verlängerungskabel mit einer Länge von 100 Fuß (200 Fuß insgesamt) auf < 3 V berechnet, was ich nicht unbedingt als übermäßig erachten würde.
(Ich hätte hinzufügen sollen, dass der Spannungsabfall bei der Last von ~ 5,7 A der Lampe lag. Bei einer höheren Wattlast wäre es mehr.)
Danke, zwischen Ihrer Antwort und der von JYelton habe ich meine Informationen.

Die Verwendung von 14 AWG für 100 Fuß beträgt 0,25 R und zwei 100-Fuß-Feeder mit 16 WG betragen 0,40 R

Unter Vernachlässigung des Überspannungsstarts, wenn jede heiße Lampe 700 W bei 120 V hat, R = 21 Ohm, also zwei Lampen ~ 10 Ohm

Verluste sind proportional zu R (P=I^2Rtot) und 5 % Verteilungsverluste sind akzeptabel . Der 14-AWG-Abschnitt beträgt 0,25/10 oder 2,5 % Verlust und der AWG16-Verlust beträgt 0,4/21 = 2 %, addiert sich zu <5 % für einen akzeptablen Verlust.

Welche Kabelstärke benötige ich für diese Außenlampen?
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