對於大多數業餘愛好者來說,選擇合適的電線是設計任何電氣項目時容易被忽略的環節。然而,使用過細的電線可能會造成災難性的後果,例如電壓下降導致性能下降,甚至引發意外的電氣火災。
儘管它很重要,但粗線條更昂貴,因此業餘愛好者通常買不起這種材料。
目標是了解盡可能細的電線,同時將專案中的電壓降保持在合理的範圍內並避免任何電氣火災風險。
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了解透過管道輸送的電力
電可能很難形象化,所以讓我們用一個經典的比喻來理解電的工作原理。想像一下管子裡的水,而不是電線裡的電子:

- 電流將成為管道中的水。
- 而電位將成為推動水流過管道的壓力。
- 阻力就是管子本身的直徑。
從很多方面來看,這個比喻非常適合用來理解電線的尺寸。電線的直徑與其內部電阻成正比,就像管道的直徑一樣。電流(或水)流動的空間越小,其流動阻力就越大。
回到那個裝滿水的管道,如果你試圖把100公升水灌進一個只有1公升容量的管道裡,會發生什麼事?你可以想像,你會立刻叫來專業的水管工,因為管道可能會爆裂!
當你試圖在一根非常細的電線中輸送過大的電流時,也會出現類似的現象;只不過,電線流過的不是水,而是溫度升高並熔化。如果電流的電壓夠高,熔化的電線很快就會引發電氣火災。
如果你已經購買了電線,但它不符合你的需求,也不用擔心;你可以用它來做很多有趣的項目。查看 使用 Raspberry Pi 建構智慧電視的最佳項目.
電壓降,以及為什麼電壓會降過大會損壞電路
任何直流電路都會有電壓降,這是此類電路的基本規則。然而,當電壓損失過大時,尤其是由於導線本身的電阻,就會出現問題。
讓我們再來思考一下水管,想像一下,一根非常粗的管道連接到一根細得多的管道。突然間,水流速度減慢,水流背後的壓力下降。緩慢流動的水流沒有足夠的壓力來驅動水車,因此性能下降。

所以,與其使用細得多的水管,不如使用較大的水管。這樣水流才能相對暢通,保持足夠高的壓力來推動水輪。
再來說說電線和電子,原理其實差不多!用電學術語來說,我們可以用物理學基本定律之一——歐姆定律來輕鬆解釋這一點:

歐姆定律規定了電流、電壓和電阻之間的關係。在直流電路中,電流始終恆定,但電壓和電阻成反比。
更簡單地說,隨著電阻的增加,電壓會降低。
為了在實際應用中說明這一點:隨著電線收縮,其電阻會增加。因此,隨著電線收縮,電線兩端的電壓會降低,就像細管會降低水流量一樣!
因此,在電路中使用較粗的電線可以將電壓施加到需要的地方,而不會浪費在電線的電阻上。
計算最佳導線尺寸
到目前為止,確定正確線徑的最佳方法是使用專用的線上計算器。這些應用程式允許使用者輸入電壓、電流 (I)、線長和允許的壓力降。計算完成後,計算器會根據該資料範圍輸出最佳線規。
對於大多數應用來說,大約 3% 的電壓下降是可以接受的——超過這個值,更敏感的電子設備可能會開始出現故障。
我們也始終希望使用設備可能的最大電壓電流—通常會印在設備上。雖然設備可能不會持續消耗該值,但您需要確保受到保護,避免電流湧浪。
以下是線上線規計算器的範例,可在以下網址找到 wiresizecalculator.net:

如您所見,該計算器還允許更多變數輸入,例如絕緣層的熱額定值、電線導體的類型以及放置電線的固定裝置類型。
在這個例子中,我們的最低安全線規是 3 美國線規 (AWG)。
出於安全考慮,最好將電線尺寸加大一到兩倍,所以我們最終會使用 2/0 AWG 電線。請注意,電線規格的分割相當落後;電線越粗,規格越小!因此,2/0 AWG 的電線實際上比 3 AWG 的電線更粗。
您應該選擇哪一種電線?
除了線規之外,需要考慮的其他變數是線數(即電纜包含多少股線)和線材。
一般來說,線股數越多,彈性就越高。如果您在狹小空間內佈線,那麼更高的線股數或許值得投資。
就實際電線材料而言,銅是大多數項目的標準,但也可以使用鋁。
要記住的關鍵是一致性。如果電路中的其他部分使用銅導體和銅線,請使用銅線。混合搭配材料會導致導體磨損和斷裂,因為材料的膨脹和收縮速率不同。檢查 使用這些有用的工具計算電費。.
省錢又安全
在為您的專案選擇合適的電線時,需要考慮一些變數。然而,電氣實踐的首要規則是,如果您感到不放心,請專業人士幫忙。
否則,請根據您計劃通過的最大電流計算線規,購買大一號的線,然後開始建造!始終保持電線和導體之間的材質一致性,並進行計算!
只要稍加考慮,就能消除任何火災風險,還能省下一些意外的錢。現在,您可以查看: 導致專案延期完成的最重要原因以及如何避免.










