Как выбрать сечение провода для подключения ленты 12В
Светодиодная лента пользуется огромной популярностью при создании декоративного освещения в интерьере, также широко используется профессионалами в рекламном и дизайнерском бизнесе. 
При подключении светодиодной ленты через блок питания важно правильно выбрать сечение кабеля. Правильно выбранное сечение кабеля поможет избежать заметные потери яркости светодиодной ленты. Сечение проводов следует выбирать с учетом суммарной мощности подключаемых приборов и длины проводов.
Важно! Сечение кабеля зависит от проходящего по нему тока.
Ниже приведены значения, которые сообщают нам, какой предельный ток можно пускать по кабелям различного сечения:
• Сечение кабеля 0.5 мм2 — 5-7 ампер • Сечение кабеля 0.75 мм2 — 10-12 ампер
• Сечение кабеля 1 мм2 — 14 ампер
• Сечение кабеля 2 мм2 — 20 ампер
• Сечение кабеля 2.5 мм2 — 21 ампер
Пользоваться этими данными необходимо с 10% запасом. Так, например, на силовые нагрузки напряжением 220 вольт на кабель сечением 0,75 мм2 ставится автомат 6А, а на кабель сечением 2,5 мм2 ставится автомат 15А. Запас учитывается для стабильной работы, потому что автомат при номинальном и большом токе сработает не сразу, а чуть позже. К тому же, заводской кабель, на котором написано 1.5мм2, может в реальности быть не 1.5, а меньше.
При подключении светодиодной ленты, с постоянным напряжением 12В или 24В (через блок питания) очень важно учитывать падение напряжения в кабеле. Требования к величине сечения кабеля при подключении LED-ленты с напряжением 12, 24 В гораздо выше, чем для сетей на 220 В. Это связано с тем, что падение напряжения (потери мощности) в проводах при протекании одного и того же тока в единицы вольт при напряжении 220 В незначительно, а для 12 В — существенно.
Допустим нам надо подключить светодиодную ленту суммарной мощностью P=60Вт. Постоянное напряжение U= 12 В, длина медных проводов от блока питания (БП) до ленты L = 6 м. Ток I = P/U = 60/12 = 5А.
Воспользуемся таблицей 1 и получим результат, что для данного примера необходимо сечение провода S = 0,5 мм². Проверим это значение с учетом потери напряжения в кабеле.
Падение напряжения в кабеле
У кабеля, как у любой резистивной нагрузки, есть сопротивление. То есть, когда ток проходит по нему, часть электроэнергии расходуется на нагрев самого кабеля. Ток, в замкнутой цепи согласно законам физики, всегда постоянен, а напряжение уменьшается. То количество вольт, на которое уменьшается напряжение при прохождении нагрузки, называется падением напряжения.
Ниже приведена формула подсчета падения напряжения на двухжильном кабеле.
Uk = ((ρ × 2 × L) / S) × I, (1)
где ρ — удельное сопротивление провода [Ом•мм2/м], для медного провода оно равно 0,0175. Умножаем на 2 потому, что относительно источника напряжения надо считать длину жилы до нагрузки и обратно. Далее умножаем на L – длину медного провода от блока питания до ленты, затем делим все на S (сечение кабеля) и умножаем на ток (А) – значение I.
Подставим наши значения в формулу:
Uk =((0,0175х2х6)/0.5) х 5 = 2.1В
В результате расчета на нашем примере получим потери напряжения на кабеле Uk = 2,1 В. То есть до ленты «дойдет» всего 9,9 В вместо 12 В. Таким образом, сечение 0,5 мм² нам явно не подходит.
Для расчета кабеля есть специальные таблицы, в которых кабель подбирается исходя из падения напряжения. Но для практических расчетов мы используем упрощенные формулы:
S = 0,5×I, если длина двухжильных проводов менее 10 м; (2)
S = 0,75×I, если длина двухжильных проводов от 10 м до 30 м. (3)
То есть для нашего случая сечение кабеля должно быть S = 0,5 × 5 =2,5 мм². Разница в пять раз между тем, что мы подсчитали, и между тем, что неправильно выбирают по привычке по таблице 1. Теперь подсчитаем потери напряжения в нашем кабеле с сечением 2,5 мм²: Uk = 0,42 В, что вполне приемлемо, поскольку непосредственно на светодиодной ленте будет 11,58 и она не потеряет своей яркости.
Максимально допустимое значение потери напряжения – 10%, больше этого значения лента будет гореть очень тускло.
Лента бывает разной мощности и разного напряжения. Всегда выгоднее использовать ленту большего напряжения. Больше напряжения — меньше ток. Меньше ток — меньше нежелательное падение напряжения. Так, сечения кабеля можно уменьшить в 2 раза если использовать светодиодную ленту с напряжением питания 24 В. Рекомендуется размещать блок питания где-то ближе к началу ленты, это позволяет значительно уменьшить потери напряжения.
Можно предположить, что 5-10% мощности подключенной ленты пойдут на нагрев блока питания, поэтому его тоже нужно брать с запасом. Не следует размещать блок питания в труднодоступном месте, важно, чтобы блок был обслуживаемым и проветриваемым.
newdiod.ru
Подбор сечения кабеля для подключения светодиодной ленты
Правильно выбранное сечение кабеля поможет избежать заметные потери яркости светодиодной ленты (СДЛ). Поэтому данному расчету следует выделить особое внимание.
Рис. 1. Кабель.
Требования к величине сечения кабеля при подключении LED-ленты с напряжением 12, 24 В гораздо выше, чем для сетей на 220 В. Это связано с тем, что падение напряжения (потери мощности) в проводах при протекании одного и того же тока в единицы вольт при напряжении 220 В незначительно, а для 12 В — существенно.
Пример расчёта сечения кабеля
Например, подключаем светодиодную ленту суммарной мощностью P = 60 Вт, постоянное напряжение 12 В, длина медных проводов от блока питания (БП) до ленты L = 6 м. Ток I = P/U = 60/12 = 5 А. Если выбрать сечение жилы провода по таблице 1, которая составлена для переменного напряжения 220 В, то сечение провода будет S = 0,5 мм².
Таблица 1. Для подбора сечения кабеля для медного кабеля при напряжении 220 и 380 В.
Теперь подсчитаем потери напряжения на двухжильном кабеле по формуле (1):
Uk = ((ρ × 2 × L) / S) × I, (1)
где ρ — удельное сопротивление провода [Ом·мм
Рис 2. 9,9 Вольт.
Для расчета кабеля есть специальные таблицы, в которых кабель подбирается исходя из падения напряжения. Но для практических расчетов мы используем упрощенные формулы (2) и (3):
S = 0,5×I, если длина двухжильных проводов менее 10 м; (2)
S = 0,75×I, если длина двухжильных проводов от 10 м до 30 м. (3)
То есть для нашего случая сечение кабеля должно быть S = 0,5 × 5 = 2,5 мм². Разница в пять раз между тем, что мы подсчитали, и между тем, что неправильно выбирают по привычке по таблице 1. Теперь подсчитаем потери напряжения в нашем кабеле с сечением 2,5 мм²: Uk = 0,42 В, что вполне приемлемо, поскольку непосредственно на светодиодной ленте будет 11,58. Блок питания обычно имеют подстроечный резистор (рис. 3), который позволяет отрегулировать напряжение до 12,42 В. Тогда на светодиодной ленте будут положенные 12 В. На БП производители обычно выставляют напряжение 12,5 В, по всей видимости, уже предполагая, что будут какие-то разумные потери.
Рис. 3. Подстрочный резистор у блока питания.
Обращаем внимание, что сечения кабеля можно уменьшить в 2 раза если использовать светодиодную ленту с напряжением питания 24 В. Так, для нашего примера, если бы мы использовали ленту на 24В той же мощности 60 Вт, ток был бы 2,5 А, тогда по формуле (2) требуемое сечение кабеля 1,25 мм². Для систем с большой мощностью рекомендуем использовать светодиодные ленты на 24 В.
Заключительные рекомендации
Используйте вышеуказанные формулы (2) и (3) для расчета сечения кабеля, поскольку из-за неправильного выбора сечения можно потерять заметную часть светового потока. Проверяйте напряжение на концах кабеля перед подключением ленты. Лучше использовать кабель хорошего качества, соответствующий ГОСТу. Некоторые производители могут использовать медь с большим числом примесей, тогда удельное сопротивление ρ будет больше и, соответственно, потери напряжения будут еще больше, чем теоретически рассчитано выше.
По материалам статьи «Как выбирать светодиодные ленты для создания декоративной подсветки интерьера» N1, 2017 led-e.ru
Автор статьи Сергеев П. А. сотрудник компании СветоЯр.
22.11.2017
svetoyar.pro
Как выбрать светодиодную ленту, блок и провода
Сегодня трудно представить себе какой-либо интерьер, выполненный без качественной подсветки светодиодной лентой.
Однако те, кто впервые сталкивается с выбором и монтажом такого освещения, часто допускают ошибки в самом первоначальном этапе. Рассмотрим наиболее распространенные из них.
Напряжение питания
Зачастую люди покупают ленту, не особо задумываясь о ее напряжении. То, что насоветовал продавец, то и берут. А они далеко не всегда компетентны.
Наиболее оптимальным является выбор led подсветки на 12 вольт. У нее есть ряд преимуществ:
- большой ассортимент, который всегда есть в наличии во многих магазинах
Данная лента поставляется в бобинах по 5 метров. Соединять последовательно их друг с другом нельзя.
На 12 вольтах, при большой протяженности (свыше 5м), идут существенные потери напряжения. Ток в цепи возрастает, и в конечном итоге светодиоды выходят из строя.
Еще из преимуществ:
- данную марку можно резать на маленькие кусочки по 5см
Тем самым, очень легко подобрать оптимальный размер по габаритам конструкции.
К тому же, такие маленькие кусочки легко запитать напрямую от батарейки, без всяких громоздких источников напряжения.
Из-за больших потерь напряжения, источник питания должен быть размещен как можно ближе к началу ленты. Если у вас нет такой возможности, то выбирайте модели на 24 или 36 вольт.
У светодиодной ленты 220В тоже есть ряд преимуществ и недостатков. К преимуществам можно отнести тот факт, что она поставляется строительной длиной до 100м.
Это очень удобно, когда необходимо подсветить участки фасада дома, либо какие-то металлоконструкции.
Вдобавок ко всему, она изначально идет в герметичном исполнении. Но ее толщина в данном силиконе является одновременно и недостатком.
Использовать такую ленту внутри помещений не удобно, так как она будет занимать много места.
Помимо этого, существенным недостатком является тот факт, что резать ее можно только каждые полметра. Ну и стоимость качественных экземпляров будет существенным образом отличаться от низковольтных моделей.
Дешевая светодиодная лента
Самая распространенная ошибка и проблема, это покупка недорогой подсветки. Такие экземпляры исправно проработают максимум 1 год.
После чего, вам придется ее перекладывать и дополнительно оплачивать как само изделие, так и стоимость работ.
Поэтому здесь сэкономить не получится точно.
Выбор мощности блока питания
Многие покупая БП, выбирают его ровно такой же мощности, как и сама светодиодная лента. Это в корне не правильно.
Если вся ваша led подсветка имеет мощность 60Вт, то нельзя покупать источник питания тоже на 60Вт. Необходимо взять его с запасом 30%. То есть, если лента 60-70Вт, берите смело 100 ваттный.
Если у вас очень мощная лента, или подсветка состоит из множества параллельных участков, то и источник питания нужно выбирать соответствующий.
Однако не многие знают, что блоки от 250Вт и больше, зачастую комплектуются вентиляторами охлаждения.
Закажите такие изделия на АлиЭкспресс и только после распаковки посылки обнаружите сюрприз.
А представьте, что вам его устанавливать в спальне. Первый месяц он может быть и будет работать относительно бесшумно, зато в дальнейшем, такое освещение из-за постоянного гула, ничего кроме раздражения вызывать не будет.
Поэтому всегда обращайте внимание на этот, казалось бы несущественный момент. Лучше заказать 2шт поменьше, чем один большой.
Это будет достойной альтернативой мощному блоку с вентилятором. Половину участка подключите от одного, половину от другого.
Место установки
Не нужно прятать блоки питания в тех местах, куда по окончании ремонта не будет доступа.
Речь идет о закрытых гипсокартоном и натяжных потолках. Дело в том, что БП это такой же расходный материал, как лампа для любого светильника.
И рано или поздно его придется менять. По сути, блок питания это одно из самых слабых звеньев во всей подсветке. Поэтому позаботьтесь заранее, чтобы к нему был доступ.
Провода для подключения
Вы можете идеально подобрать блок и купить качественную ленту, но подключив ее слишком тонким проводом, так и не получите хорошего результата. Как правильно подобрать и рассчитать сечения проводов питания?
Для этого можно применить два способа.
Выбор по нагрузке ленты
Во-первых, они должны быть медными. Во-вторых, чтобы не изучать таблицу соответствий номинальных токов и подходящих сечений проводов (а она не всегда будет под рукой), примените универсальную формулу.
На каждые 10А нагрузки требуется медный провод сечением 1мм2.
Этого сечения вам хватит с запасом, и все будет работать исправно. Как узнать какой ток потребляет вся подсветка?
Путем простого расчета. Допустим, у вас SMD 5050 напряжением 12В и мощностью 14,4Вт/метр. Общая длина всей led подсветки – 15 метров (3 куска по 5м параллельно подсоединены к блоку).
Для одного 5 метрового отрезка мощность будет равна:
P=14,4Вт/м*5м=72Вт
Данную мощность делим на напряжение и получаем ток:
I=P/U=72Вт/12В=6А
Осталось расчетную величину тока 6А разделить на 10А, согласно универсальной формуле и получим требуемое сечение провода для монтажа:
6А/10А=0,6мм2
Ближайшим стандартным значением будет провод сечением 0,75мм2.
Однако учтите, такой расчет приемлем, только если лента находится в непосредственной близости от источника питания.
Если же блок спрятан за 5м и более от самой подсветки, тогда желательно применять провода, начиная от 1,5мм2 и более.
Даже несмотря на то, что расчет будет давать меньшие значения.
Когда у вас RGB подсветка, общий ток, который получается при вычислениях по формуле I=P/U нужно разделить на три канала (R-G-B). Ведь каждый цвет вы будете подключать отдельным проводником.
Выбор по мощности блока
Второй способ опирается не на мощность ленты, а на мощность блока питания.
Согласно ему, провода должны быть такого сечения, чтобы спокойно выдержали 135% номинального тока, который способен выдать источник питания.
Помимо нормальной работы подсветки, никто ведь не отменял возможные короткие замыкания. Защита блока срабатывает обычно при перегрузке от 105% до 135%.
Если в БП есть ”Hiccup” защита, то он будет периодически отключаться и пробовать включаться заново. Провода вы в этом случае не спалите. Блок будет клацать и щелкать, пока не устранится КЗ.
Но значение это будет приемлемо для блока, а не для тонких проводов!
И если ваш провод слишком слабый, это может привести к пожару.
Марки провода
Рекомендуемые марки проводов для подключения – ШВВП, КСПВ, ПуГВ, акустические провода. Только не путайте подключение ленты и подключение блока питания.
Для БП уже необходим полноценный электрический кабель ВВГнг-Ls или NYM, по которому можно будет безопасно передать 220В.
Применение здесь проводов акустики или пожарно-охранной сигнализации будет грубейшей ошибкой и нарушением.
Герметичная лента
По степени влагозащиты ленты подразделяются на 4 вида:
Не имеет защитного покрытия и их можно применять только внутри сухих помещений.
Имеет двойной слой лака защищающий от пыли, но не от воды. Можно различить по характерному блеску.
С защитой от пыли и струй воды.
- IP-68
Полностью погружены в силиконовую оболочку и имеют двойную изоляцию проводов.
Их можно использовать в воде для подсветки бассейнов и аквариумов.
Для монтажа внутри помещений (подсветка мебели, потолка в спальне, зале) некоторые выбирают герметичную светодиодную ленту с защитой IP65. Она не полностью в силиконовом шланге, а просто сверху как бы пролита герметиком.
Это дает ей защиту от брызг воды. Люди думают, что будет здорово и удобно протирать с нее пыль.
Однако применение такой модели в сухом помещении никогда себя не оправдает. Вы получите больше минусов, чем плюсов.
В таких комнатах, особенно в зимний период работы отопления, наблюдается низкая влажность. И герметик, нанесенный поверх ленты при таких условиях, имеет свойство быстро усыхать.
В некоторых случаях силикон просто будет выкрашиваться как стекло и осыпаться. А еще этот силикон при высыхании начинает ”вести”.
Он тянет за собой подложку и происходит обрыв мест соединения с платой. Начинает пропадать контакт и подсветка местами тухнет, горит не равномерно.
Никакой ремонт здесь уже не поможет. Придется менять все целиком.
А еще у многих не получается нормально запаять герметичную ленту. Здесь есть свои нюансы и особенности.
Тот же силикон начинает со временем желтеть, что в итоге изменяет (загрязняет) цвет подсветки. Проверить качество силикона в магазине проблематично.
Этот эффект (пожелтение), скажется только через несколько месяцев. Не забывайте еще и о запахе, который неизменно будет исходить от герметика, когда лента нагреется.
Поэтому герметичную ленту применяйте там, где ей место – во влажных помещениях ванных комнат, на кухне под фартуком, возле раковины.
Ошибки подключения полярности
Многие задаются вопросом, а что будет, если неправильно подключить светодиодную ленту? То есть, перепутать полярность, плюс и минус местами.
Она взорвется, загорится, выйдет из строя? Нет, ничего подобного произойти не должно.
Led лента состоит из светодиодов. А светодиод в свою очередь, хоть и светоизлучающий, но все же ДИОД.
Диод это полупроводник, который в одну сторону пропускает ток, а в другую сторону, если изменить полярность – нет. То есть в этом случае, led изделие у вас просто не будет светиться.
Подключили неправильно – не светится. Поменяйте полярность, и она обязательно загорится.
Однако помните, что это только касается светодиодной ленты.
Если вы перепутаете полярность при подключении контроллера или усилителя, то эти электронные приборы запросто могут выйти из строя.
Выбор цвета свечения
Почему-то мало кто обращает внимание, на такой важный момент, как точность воспроизведения цветов. Сами цвета подразделяются на:
- нейтральный белый
- холодный белый
Для жилых помещений лучше всего подойдет теплый белый – 2700 Кельвин. Нейтральный (4000К) и холодный (6000К) монтируйте там, где чаще всего работаете.
Параметр точности воспроизведения цвета указывается как CRI (Colour Redering Index). Если для жилой или рабочей зоны выбрать ленту с CRI<70, то некоторые предметы и объекты будут казаться синеватого или зеленоватого оттенка.
Представьте себе синий лимон на кухонном столе. Тут ненароком и аппетит может пропасть. Поэтому лучше всего для таких мест использовать марки с CRI от 80 до 90.
Частые вопросы
1Какая лента подойдет для организации максимально равномерной подсветки?Идеальным вариантом будут модели со 120 светодиодами на 1 метр.
Это та, которая может менять свою цветовую температуру. От теплого до холодного белого света.
Для регулировки температуры лучше всего использовать специальный диммер.
3Какие ленты подойдут для арок и других конструкций сложных форм?
Для таких целей рекомендуется использовать фигурные светодиодные ленты. Их сегменты могут спокойно загибаться под углом до 90 градусов.
svetosmotr.ru
Расчет требуемого сечения провода
Стоит помнить, что чем длиннее провода между блоком питания и светодиодной лентой, а также чем они тоньше, тем больше напряжения теряется на этих проводах.
Чтобы узнать, какой кабель можно использовать, введите напряжение питания выбранной светодиодной ленты, длину подключаемой ленты, а также введите мощность одного метра светодиодной ленты или введите номер артикула выбранной светодиодной ленты и её параметры будут подставлены из нашей базы автоматически.
При расчете учитывается допустимое падения напряжения на проводах 1 вольт, а также то, что одноцветная лента подключается кабелем с 2-мя проводами.
Наиболее часто для питания светодиодных лент используется напряжение 12 и 24 вольта. Напряжение 12В более популярно, но использование ленты с таким напряжением питания оправдано только в том случае, если напряжение 24В взять попросту негде, например, в автомобиле. Связано это с тем, что при одной и той же мощности, для ленты с питанием 12В необходим в два раза больший ток, чем для лент с питанием 24В. Соответственно, провод, которым подключается светодиодная лента с питанием 12В, должен иметь большее сечение, чем провод для лент с питанием 24В.
Также не стоит забывать, что существуют светодиодные ленты с напряжением питания 36 вольт. Для них можно использовать провод с ещё меньшим сечением.
Напряжение питания, мощность светодиодной ленты и её артикул указаны на странице товара в нашем каталоге и в инструкции к нему.
Если в описании светодиодной ленты указана только мощность всей катушки, то необходимо вычислить мощность, потребляемую одним метром ленты. Для этого нужно разделить потребляемую мощность на длину катушки (обычно 5 м). Получившийся результат укажите в ячейке калькулятора «Мощность ленты, Вт/м».
arlight.su
Подключение светодиодной ленты к блоку питания
Современные научные разработки эффективно изменяют освещение жилых и производственных помещений, улучшают бытовые условия, поднимают имидж владельца в глазах окружающих людей.
Однако надо хорошо представлять, что малейшее нарушение технологии монтажа светодиодов или правил их эксплуатации может значительно повредить дорогостоящее оборудование, сократить ресурс его использования.
В этой статье я показываю, как необходимо правильно выполнять подключение светодиодной ленты к блоку питания и исключить типовые ошибки, допускаемые не только начинающими мастерами.
Содержание статьи
Светодиодная лента для освещения: устройство и эксплуатационные характеристики
Правильная работа светодиодов зависит от конструкции источника света и его блока питания. Анализу этих вопросов посвящена первая часть статьи.
Какие бывают светодиодные ленты: что важно знать каждому мастеру
Базовым составом конструкции является полиамидная пластмасса толщиной подложки около 0,2 мм с диэлектрическими характеристиками пробоя слоя изоляции порядка 7 кВ/мм.
Светодиодная лента для освещения выпускается различной длиной, а ширина ее бывает только 10 или 20 миллиметров. На ней монтируется электрическая схема:
- светодиоды;
- шины и цепи подвода тока;
- токоограничивающие резисторы;
- контактные площадки.
Основой электрической схемы служат отдельные секции из светодиодов и резисторов, на которые по токоведущим шинам подается напряжение 12 или 24 вольта.
На краях каждой секции выполнены продолговатые контактные площадки. На них проводится пайка проводов и по ним режут длинную конструкцию на короткие участки, требуемые по условиям монтажа. В любых других местах резать ее нельзя.
Количество светодиодов и плотность их расположения на одинаковых длинах отличается. Для создания монохромного белого свечения используют подвод тока по двум магистралям положительного и отрицательного потенциалов.
Монохромный белый цвет используют чаще всего для дополнительной подсветки помещений.
Четырехканальные шины располагают на RGB лентах для создания цветовых
эффектов. По ним происходит подача положительного потенциала на каналы
красного, зеленого, голубого свечения, а отрицательного — к общему, земляному.
Цветовые эффекты RGB ленты применяют в декоративных целях.
Внешнее устройство светодиодных лент для белого освещения и RGB подсветки примерно одинаковое. Показываю их на фотографии ниже. Сравнивайте.
Простейшая схема монохромного освещения может быть представлена последовательным подключением резистора и светодиодов под напряжение 12 вольт.
Маркировка светодиодной ленты: как общаться с продавцом
Современная промышленность выпускает светодиоды для освещения по старой, отработанной технологии и новой — усовершенствованной.
В обоих случаях для маркировки используется буквенное обозначение SMD (оборудование поверхностного монтажа), а также размеры длины (две первых цифры) и ширины площадки (еще 2 цифры) полупроводниковой матрицы в десятых долях миллиметра.
Например: SMD 5050, SMD 5630 или SMD 3528.
Маленький модуль 3528 выполняется одним кристаллом полупроводникового перехода, а 5050 состоит из трех кристаллов ячейки 3528. Они могут соединяться для монохромной или цветной передачи спектра.
Модуль 5050 обладает повышенной мощностью и световым потоком.
Более новая технология производства светодиодов основана на применении усовершенствованных материалов. По ней выпускается лента 2835. Внутри одного ее модуля размещены 3 кристалла. Они обладают еще меньшими размерами, но повышенной яркостью.
Процесс отвода тепла с ленты 2835 происходит лучше, что продлевает ее ресурс. Еще одно ее преимущество — стоимость. Она дешевле аналогичной модели 5050 за счет более доступной и экономически обоснованной технологии производства.
Следующая цифра маркировки обозначает количество светодиодов на длине участка в один метр. Их число может быть: 30, 60, 120, 240.
Важными характеристиками является мощность потребления, указываемая в ваттах на метр длины и величина светового потока, выражаемая в люменах.
Потребляемая мощность складывается от количества светодиодов и подключенных к ним резисторов. Ее увеличение повышает световой поток и требует дополнительных мер к отводу тепла от электронной схемы.
Степень защиты светодиодной конструкции обозначают буквами IP и двумя цифрами, например:
- IP20 (без использования защитного покрытия) для сухих и чистых помещений;
- IP23, IP43 или IP44 с защитным слоем от влаги и пыли для работы в неотапливаемых, но закрытых от атмосферных осадков местах;
- или IP65, IP67, IP68 со слоем прозрачной изоляции для работы на улице.
Защитное покрытие класса «Элит» и «Премиум» при хранении и эксплуатации не желтеет и не отслаивается, а стандартное может терять свои свойства.
Мои рекомендации по оптимальному применению светодиодных лент сведены в таблицу.
| Предпочтительные условия работы источника света | Тип светодиодов | Количество светодиодов в погонном метре |
| Внутренние полости шкафов, полок, стеллажей | SMD 3528 | 60 |
| Дополнительное освещение спальни, детской комнаты | SMD 3528 или SMD 5050 | 60 |
| Дополнительная подсветка больших комнат | SMD 5050 или SMD 2835 | 60÷240 |
| Освещение больших производственных помещений, например, магазинов, офисов | SMD 5630 или SMD 5730 | 60÷240 |
| Внутренняя подсветка автомобильного салона | SMD 5050 | 60÷120 |
| Терраса, беседка, вход в дом | SMD 5050 с классом IP65 или выше | 60÷120 |
Почему перегорает светодиодная лента: на что обращать внимание при ее покупке и эксплуатации
Можно, конечно, во всем винить недобросовестных продавцов или производителей осветительного оборудования. Но я рассматриваю чисто технические вопросы снижения ресурса именно качественных приборов.
Почему перегорает светодиодная лента, или мерцает свет при эксплуатации, объясняю ниже.
Световое излучение создается только при прямом направлении полярности через полупроводниковый переход. Если через него пропускать переменный ток, то будет заметно сильное моргание за счет образования пауз в свечении во время прохождения отрицательных полугармоник.
Величина светового потока полупроводникового перехода сильно зависит от силы протекающего тока. Причем его увеличение сопровождается резким возрастанием тепловых потерь.
Производители тщательно выбирают оптимальную величину тока: излишнее тепло значительно сокращает ресурс, заложенный в конструкцию.
Для уменьшения нагрева полупроводникового слоя инженеры используют два технологических приема:
- Рассеивание выделяемого тепла в окружающую среду.
- Четкую стабилизацию силы тока.
Первая методика основана на том, что печатная плата корпуса светодиода у ламп монтируется на дополнительном теплоотводящем радиаторе.
Для лент же используют специальные алюминиевые профили различного сечения и габаритов.
Однако этого не достаточно. Дело в том, что даже небольшое колебание входного напряжения, которое не может предотвратить блок стабилизированного питания, вызывает ощутимое изменение тока через светодиод.
Поэтому для подключения светодиодных лент используют специализированные
электронные устройства — драйверы. Они дополняют работу блоков питания и часто
встраиваются в их конструкцию.
Длительную и надежную работу светодиодов обеспечивают всего две вещи: исключение перегрева полупроводникового перехода и стабильный ток оптимальной величины через него.
Другие характеристики светодиодного освещения я опубликовал специальной статьей. Кого они заинтересуют, читайте здесь. Материал полезен для общего развития.
Блоки питания для светодиодных лент 12 вольт: 4 типа конструкции для разных условий эксплуатации
Поскольку световое оборудование на светодиодах выпускается на 12 и 24 вольта, то под каждое из них создаются специальные блоки питания. Особых различий при выборе для покупки и эксплуатации у них нет.
Поэтому я буду о них рассказывать на примере двенадцативольтовых устройств.
Блок питания работает по принципу инверторного преобразования электрической мощности за счет использования:
- сетевого фильтра, блокирующего поступление в схему электрических помех;
- диодного выпрямителя со сглаживающим фильтрам, создающих совместной работой стабилизированное напряжение строго постоянной величины;
- высокочастотного генератора инвертора, вырабатывающего импульсы прямоугольной формы с действующим напряжением 220 вольт;
- силового трансформатора, понижающего напряжение до оптимальной величины 12 или 24 вольта;
- выходного выпрямителя с фильтром, окончательно подготавливающих выходной сигнал.
Блоки питания для светодиодной ленты, которые выпускает промышленность, можно условно разделить на 4 класса по условиям их эксплуатации для работы:
- в сухих и чистых помещениях с обычными габаритами;
- либо в ограниченном пространстве;
- во влажной среде или на открытом воздухе;
- с мощными осветительными приборами.
Типовой блок питания специально не ограничивается своими размерами. Он имеет широкий клеммник с защитной планкой из диэлектрического пластика и металлическую перфорированную крышку. Через ее отверстия обеспечивается воздухообмен и отвод тепла от нагревающейся электроники.
Малогабаритный блок питания ограничен своими размерами. Он тоже
имеет вентиляционные вырезы, но меньшее количество клемм. Внешний вид и
габариты однотипных модулей можете визуально сравнить на этой фотографии.
Герметичный импульсный блок питания создается для работы во влажной
среде. Его электронную начинку надежно защищает специальное покрытие корпуса с
классом IP67.
Он способен надежно работать на улице, в ванной, бане, бассейне и других подобных помещениях. Однако не вздумайте его погружать в воду, например, в аквариум. Из такой затеи ничего хорошего не получится.
Самые мощные блоки питания снабжаются системой принудительной вентиляции. У них внутри корпуса встроен кулер, как у компьютерного блока. Его применение вызвано необходимостью эффективного отвода тепла от нагревающейся электроники.
Вентилятор создает небольшие проблемы для владельцев: шум, который может раздражать отдельных людей. Это следует учесть заранее: продумать место для размещения мощного блока и способы снижения раздражающих звуков на этапе планирования электромонтажных работ в квартире.
Отказываться же от принудительного обдува нельзя: сразу начнутся проблемы со вздутыми конденсаторами, пробитыми диодами и вышедшими из строя силовыми транзисторами.
По этой же причине вам стоит позаботиться о хорошей циркуляции воздуха через внутреннюю схему корпуса. Он должен свободно поступать к электрической схеме и выходить наружу, убирая излишнее тепло с электронных компонентов.
Блок питания для светодиодной ленты своими руками: полезные рекомендации
Принцип работы и схема импульсного блока питания не так уж сложна, как может показаться с первого взгляда. В нем происходит инверторное преобразование электрической мощности.
Основная трудность, с которой придется столкнуться самодельщикам — это сборка и настройка высокочастотного генератора. Схем для работы этого каскада много.
Наиболее перспективным направлением является пушпульная схема.
Ее обзор, а также других аналогичных устройств я уже сделал в отдельной статье, посвященной ремонту ИБП. Тем, кого интересует кропотливая работа по сборке подобных модулей, рекомендую почитать информацию там.
Процесс самостоятельной сборки импульсного блока довольно сложный. Сейчас намного проще использовать для подключения к светодиодной ленте готовые конструкции, которые остались от отработавшей свой ресурс электронной техники.
Один из таких вариантов — компьютерный блок питания. Он построен по тем же принципам, поэтому отлично справится со светодиодными нагрузками.
Его надо просто подключить к сети 200 вольт, а выход потенциалов +12VDC и —12VDC взять с соответствующих гнезд выходного штеккера на 20 или 24 pin.
Не забывайте, что ИБП не любят режим холостого хода. Для их проверок рекомендуется собирать резистивную схему нагрузки.
Без ее подключения дорогостоящие электронные компоненты могут преждевременно выйти из строя.
Блок питания ноутбука тоже хорошо подходит для подключения к светодиодной схеме. Обращайте внимание на его выходную мощность. Она указывается на этикетке корпуса.
В отдельных случаях подсветку можно запитать от батареек или аккумуляторов. Такие технические решения уже имеются в продаже для использования во внутренних пространствах шкафов, полочек, стеллажей.
Любой самодельный или заводской импульсный блок питания до подключения к схеме и нагрузке должен быть проанализирован и подобран по своим техническим характеристикам. Его надежная работа требует создания запаса мощности.
Расчет блока питания для светодиодной ленты 12В: как обеспечить длительную безаварийную работу всей осветительной системы
Начать вычисления необходимо с определения величины мощности, которую должен надежно обеспечивать ИБП.
Расчет блока питания для светодиодной ленты на 12 или 24 вольта проводим по характеристикам, опубликованным производителем на упаковке или в другой сопроводительной документации. Рассмотрим его на примере Flexible led strip на 24 В.
Ее мощность соответствует 19,2 ватта на один метр длины, а всего их 5. Далее я просто показываю картинкой, как рассчитать блок питания для светодиодной ленты по простой формуле.
С длиной и мощностью в принципе все понятно, а коэффициент запаса обычно выбирают величиной в 30% или 50%.
30% запаса создают для ИБП, работающих при нормальном режиме эксплуатации и имеющих обычные размеры. Для экстремальных условий работы или использования малогабаритных блоков его рекомендуется увеличить до 50%.
В нашем примере расчет блока питания будет выглядеть следующим образом:
Pбп = 19,2 х 5 х 1,3 = 124,8 Вт для обычного ИБП.
Pбп = 19,2 х 5 х 1,5 = 144 Вт для малогабаритного блока.
По условиям надежной работы расчетная мощность не должна превышать реальные возможности выбираемого импульсного блока питания. Сильно завышать эту величину не стоит по экономическим показателям.
Поэтому для работы светодиодного освещения выбираем ближайший оптимальный вариант. Например, во втором случае хорошо подойдет ИБП на 150 ватт, а для первого расчета «с натягом» допустимо применить 120 Вт.
Связаны эти рекомендации со многими факторами:
- погрешности конструкций;
- предельные нагрузки и аварийные режимы в питающей сети, создающие перегрев электроники;
- возможные нарушения теплообмена;
- другие случайные процессы.
В общем, учитывайте, что запас мощности нужен для компенсации отклонения реальных условий эксплуатации от идеального расчетного состояния, под которое проектируется ИБП.
Запас должен быть учтен: он сильно не вредит, но его излишняя величина «оттягивает карман» не только на покупку оборудования, но и увеличивает эксплуатационные расходы.
Я объяснил, как выполнить расчет блока питания для светодиодной ленты 12в по мощности. Еще существует аналогичная методика для тока.
Пользоваться ею просто: напряжение ИБП и питания сборки светодиодов одно и то же. Далее потребуется пересчитать величины мощности (ватты) в токи нагрузок (амперы) и сравнивать их, как показано выше.
Как подсоединить светодиодную ленту к блоку питания строго по науке
Длительная и эффективная работа даже качественного светодиодного оборудования очень сильно зависит от правильного подключения.
Это важный вопрос, ему надо уделить особое внимание. Выделяю четыре момента, которые надо обязательно выполнить:
- Подключение соединительных проводов выполняется строго по схеме инструкции.
- Монтаж дополнительных участков освещения проводится только параллельными цепочками.
- Сопротивление соединительных проводов должно минимально ограничивать рабочий ток.
- Обеспечить качественный отвод тепла от нагревающихся светодиодов.
Как подключить провода правильно.
На любом промышленном блоке питания выполнены клеммы для подключения проводов. Они маркируются специальными знаками, подписываются, выделяются в группы. Например, так.
На входных цепях важно правильно подводить потенциалы фазы и нуля, хотя их допустимо поменять местами. Защитный РЕ проводник используется в системах заземления квартир по схеме TN-S, TN-C-S.
В старых зданиях со схемой заземления TN-C на эту клемму ничего не подключают.
В выходных цепях следует правильно подать «плюс» источника питания на «+» светодиодной ленты. С минусом поступают аналогично.
Если выхода с ИБП + и — перепутать, то светодиоды будут закрыты, ток через полупроводниковый переход не пойдет, свечения не будет.
Как подключать дополнительную цепочку освещения к блоку питания
Производители выпускают светодиодные ленты фиксированными отрезками по 5 метров. Это связано с токовыми нагрузками, которые создаются на дорожки, и постепенным падением уровня напряжения при увеличении расстояния.
Поэтому самый простой блок питания предусматривает способ подключения одного стандартного отрезка 5 метров.
Однако более равномерное освещение светодиоды будут давать при подаче напряжения с обеих сторон подключаемого участка: потери тока в дорожках уменьшатся.
С точки зрения электрика вполне допустимо подать еще напряжение в середине каждого участка, но в большинстве случаев этот прием не требуется.
В реальных условиях заводской длины 5 м может не хватить, если потребуется освещать 10, 15 или большее количество метров. Для их подключения подойдет только метод параллельного соединения сопротивлений, а не последовательно.
Показываю на примере двух участков. Верхний вариант простой, но не правильный: зачеркнул его красными линиями.
При последовательном соединении даже двух лент свечение конечных светодиодов будет снижено.
Каждый случай подключения дополнительного сопротивления требует повторного расчета блока питания.
Как выбрать провода для светодиодного освещения
Ленточные источники освещения располагают в разных местах, часто создают из них светящиеся фигуры сложной формы. Для этих целей лучше подходят гибкие медные провода, сплетенные из большого количества проволочек, а не одножильные.
С учетом создаваемых токовых нагрузок светодиодными конструкциями их общее поперечное сечение должно быть не менее 1,5 мм квадратных. Можно больше, но это затруднит монтажные работы.
Более тонкие провода внесут свою лепту в повышение резистивного сопротивления цепочки, что крайне нежелательно.
Соединять концы проводов с контактными площадками ленты лучше пайкой. Подключение же их под винт клеммника следует выполнять через обжимные втулки наконечника.
Как эффективно отвести тепло от светодиодной ленты
Обычно источник света располагают вверху помещения на потолке, а там температура всегда выше за счет естественного движения теплого воздуха от нагревательных элементов, что усугубляет работу светодиодов.
Упростить условия их работы позволяет отвод тепла через алюминиевые профили.
Но в этом случае рекомендую:
- Для крепления отказаться от заводского двойного скотча — он со временем может отойти, отклеиться. Крепите ленту на саморезы. Не ленитесь зенковать отверстия под них. Это обеспечит более плотное прилегание всех светодиодов к профилю, защитит их от перегорания.
- Если решились выполнять заводское крепление скотчем, то обязательно обезжиривайте обе стыкуемые поверхности: профиля и ленты. Сцепление будет лучше и долговечнее.
- Избегайте плохих электрических контактов, не пользуйтесь тонкими и длинными проводами. Все они увеличивают общий нагрев профиля.
- Анодированные алюминиевые профили практически не подвергаются коррозии, а, значит, более пригодны для отвода тепла во время длительной эксплуатации. У необработанного алюминия могут появиться следы оксидной пленки.
На качестве длительной работы освещения могут сказаться ошибки, которые допускают не достаточно опытные мастера. Постарайтесь пользоваться услугами квалифицированных специалистов.
Приведу пример. О специальном оборудовании для светодиодного освещения обычный электрик может не знать. С профессиональными коннекторами и приемами пайки тонких дорожек на электронных платах знакомы не все.
Светодиодная лента 220В: подключение без блока питания к обычной сети — недостатки конструкции
Производители постарались учесть запросы обычных потребителей и стали выпускать ленту на 220 вольт.
Ее очень просто подключать к бытовой проводке через небольшой блок из выпрямительных диодов и сглаживающего конденсатора. Его стоимость намного ниже, чем ИБП.
Выходящие из ленты провода просто вставляются в пластиковые наконечники.
Осветительную схему можно собирать последовательными цепочками до 100 метров длиной, а снижения светового потока на ее конце практически не будет заметно.
Вся конструкция помещена в прочную защитную оболочку, которая надежно исключает поражение током от напряжения 220 вольт. Подключение к выходным гнездам выпрямительного блока осуществляется с торца через вмонтированные контактные гнезда.
Порядок сборки следующий. Вначале надевают защитный диэлектрический колпачок.
Через него в контактные гнезда устанавливают переходную колодку.
Подготовленный конец вставляют в разъем выпрямителя с соблюдением полярности: иначе светодиоды не станут светить.
С обратной стороны надевают защитный колпачок.
Остается вставить блок питания в розетку и собранная конструкция станет работать.
Однако я хочу предупредить начинающих мастеров о скрытой опасности: никто не застрахован от ошибок. Их совершают даже опытные электрики. Поэтому любая подача напряжения на новое оборудование должна выполняться через автоматический выключатель.
Он спасет вас и подключенные светодиоды от критической ситуации: случайно созданного короткого замыкания или перегруза электрической схемы.
Однако здесь не все так просто, как кажется на первый взгляд. Обратите внимание на недостатки, которыми обладает светодиодная лента на 220 вольт:
- Питающая сеть подвержена колебаниям напряжения, в ней присутствуют различные электрические помехи и наводки. Вопросы фильтрации посторонних сигналов и стабилизации питания простым выпрямительным устройством не обеспечиваются.
- Равномерности освещения нет, глазу заметны небольшие мерцания, обусловленные низким качеством напряжения.
- Охлаждение ленты 220 V не предусмотрено, при работе она перегревается, что значительно укорачивает ее ресурс.
- Силиконовое покрытие при нагреве выделяет неприятный запах.
Поэтому напрашивается вывод: светодиодная лента 220 В, созданная для подключения без блока питания не должна устанавливаться в жилых помещениях. Ее место на улице или в хорошо проветриваемых местах.
В заключение рекомендую посмотреть короткий видеоролик от интернет магазина Luxiled “Подключение светодиодной ленты к блоку питания”.
Если у вас появились вопросы или желание прокомментироватьполученный материал, то воспользуйтесь специальным разделом.
electrikblog.ru
Как выбрать и подключить светодиодную ленту
Светодиодная лента занимает одно из первых мест в создании декоративной подсветки фасадов домов, магазинов, рекламных вывесок и конструкций. Широко используется для декоративного освещения в доме: подсветка кухонных зон, мебели, штор, применяется для создания светопроводящих потолков. Популярность использования светодиодной ленты объясняется ее многофункциональностью, разнообразием цветовой гаммы, низкому энергопотреблению и простоте эксплуатации. Сегодня мы расскажем как самостоятельно, без помощи специалистов, подключить светодиодную ленту через блок питания.
Светодиодная лента представляет собой гибкую печатную (монтажную) плату, на которой равноудалённо друг от друга расположены светодиоды. Обычно ширина ленты составляет 8-20мм, толщина (со светодиодами) 2—3 мм. При изготовлении лента наматывается в рулоны отрезками по 5 м.
С внутренней стороны ленты обычно приклеивается двухсторонний скотч, которой значительно облегчает её монтаж и фиксацию на нужную поверхность.
В нашем каталоге представлен широкий ассортимент светодиодных лент с разной цветовой температурой, цветом свечения, мощностью и областью применения.
Как подключить светодиодную ленту в домашних условиях
Как мы уже говорили выше, светодиодная лента поставляется в катушках по 5 метров. Длиной этой ленты легко управлять, ее можно наращивать или, наоборот, разрезать на отрезки необходимой длины, вплоть до нескольких сантиметров. Лента легко гнётся и принимает абсолютно любую форму.
Каждая лента характеризуется количеством светодиодов, которые приходятся на один метр длины. Этот параметр указывается на упаковке. Поэтому, стоит учитывать, чем больше светодиодов приходится на один погонный метр, тем больше светоотдача и, соответственно, потребляемая мощность. Сами светодиоды могут располагаться в один ряд или в два. Также, они могут быть покрыты лаком или силиконом (влагозащищенные), или быть вообще без защиты (открытые светодиодные ленты).
Особенность светодиодной ленты заключается в том, что питание происходит от постоянного тока с напряжением 12В или 24В. Если вы подключите такую ленту в сеть 220V она моментально выйдет из строя. Поэтому, подключение светодиодной ленты осуществляется через блок питания.
Обычные блоки питания обеспечивают постоянное стабилизированное напряжение на выходе в независимости от скачков входного сетевого напряжения и перепадов тока потребления. Его характеристики выбираются в соответствии с заявленной мощностью, которую будет потреблять светодиодная лента. При выборе блока питания, рекомендуется предусматривать 25-30% запас мощности. Если блок питания будет использоваться без запаса, то сократится срок его службы.
Как указывалось выше, для каждого типа ленты существует определённая заявленная мощность, рассчитываемая на один погонный метр, которая указывается в паспорте. В зависимости от этих данных и подбирается необходимый блок питания, подходящий для этих параметров. Если длина ленты оказывается существенно больше, то её необходимо разрезать на несколько частей и каждую из них подключить к отдельному трансформатору.
Для того чтобы не ошибиться с параметрами блока питания при его выборе, необходимо знать полную мощность ленты, подключаемой в сеть. Маркировка с техническими характеристиками указывается на катушке. Потребляемая мощность напрямую зависит от того, сколько диодов будет находиться на одном метре ленты.
Например, вам нужно подключить светодиодную ленту SMD LED 3528, то следует знать, что плотность светодиодов на ней может быть: 60, 120 или 240 (штук на метр). В этом случае, потребляемая мощность составит: 4,8 Вт/метр, 9,6 Вт/метр, 19,2 Вт/метр, соответственно. Эти данные указаны на упаковке.
В этом случае, если мы имеем 5 метров 3528 ленты с 60 диодами (с размером диода 3,5*2,8мм) на метр (300 шт. на катушке) и напряжением 12 вольт, то нам будет необходим источник питания: 4,8 х 5 = 24 Вт. Желательнее выбирать блок питания с запасом на 25-30%, поэтому оптимальным решением будет устройство, рассчитанное на 36 Вт.
На что следует обратить внимание перед подключением светодиодной ленты
Запрещается:
• Последовательно подключать ленты общей длиной более 5м, это приводит к значительным перепадам напряжения, перегреву и выходу ленты из строя.
• Монтаж и использование ленты на теплой поверхности с температурой, превышающей +40°С.
• Нажатие или давление на поверхность светодиодов, протирка.
• Использование лент в помещении, подверженном влажности (для таких помещений используется влагозащищенная лента)
Важно:
• Использовать параллельное подключение лент, если их общая длина превышает 5м.
• Соблюдать полярность при подключении.
• Питание ленты должно производиться от стабилизированных источников.
• При установке ленты на металлические и другие токопроводящие поверхности, необходимо изолировать ленту от поверхности во избежание короткого замыкания. Для этого рекомендуется использовать специальный алюминиевый профиль для ленты.
• Не допускать повреждений.
• Ленту и находящиеся на ней светодиоды нельзя подвергать механическим нагрузкам. Минимальный радиус изгиба ленты не должен превышать 2 см.
Резка ленты.
Часто случается, что необходимо подключить к сети только небольшую часть ленты, а не все 5 метров, как в стандартной катушке. Обычно, кратность резки составляет 3 светодиода. Заводом – изготовителем заранее нанесена метка, где можно резать ленту.
Соединение кусков светодиодной ленты
Соединение двух кусков ленты осуществляется при помощи пайки. Около каждой линии реза имеются специальные контактные площадки. Перед пайкой их необходимо предварительно зачистить и залудить. Далее, каждую площадку на торце одной части ленты необходимо соединить с аналогичной площадкой на другом торце, с помощью проводов, диаметром не более 0,5 мм2. Так, соединяем все нужные отрезки ленты. Что касается влагозащищенных лент, то для начала нужно добраться до контактных площадок, для этого снимаем силиконовое покрытие на ленте. После этого припаиваем провода к этим площадкам.
Можно соединить светодиодную ленту при помощи специальных коннекторов, которые продаются в тех же магазинах, что и лента. Коннектор является своего рода проводником, нужно всего лишь вложить в него 2 конца ленты, соблюдая полярность, и закрыть коннектор.
Соединение ленты при помощи коннектора.
Место соединения двух кусков ленты пайкой
Подключение светодиодной ленты к сети 220в.
Итак, после того как вы определились с выбором ленты и подобрали к ней оптимальный блок питания нужно произвести подключение светодиодной ленты к этому источнику. Рассмотрим 2 варианта подключения:
1) Когда необходимо подключить ленту до 5 метров;
2) Когда необходимо подключить ленту большей длины.
1. Схема. Один блок питания – одна лента до 5 метров включительно.
Светодиодная лента продаётся намотанной на катушку по 5 метров. На её внешнем конце присоединены короткие провода для подключения. Если проводов нет, то их необходимо припаять самостоятельно. Для этого, берём многожильные провода разных цветов (красный – “+”, чёрный – “-“), отмеряем их по длине, так, чтобы они могли достать до блока питания и зачищаем их с двух сторон.
С помощью канифоли и олова лудим провода
svetosfera.com
Провод для светодиодной ленты. Как рассчитать сечение? Выбрать
Рассмотрим некоторые формулы для расчета мощности, напряжения и сопротивления провода(так же подойдет для расчета длины проводов для ленты). Произведем расчет в зависимости от сечения.
Формула связи мощности и напряжения:
P = I × U
Формула связи напряжения и сопротивления:
U = R × I
Из этих формул можно сделать вывод, что при понижении напряжения потери на проводе увеличиваются, чтобы этого избежать, необходимо увеличивать сечение провода.
Рассмотрим в частности медный, его R постоянному току (потери напряжении).
Оно связано и зависит от удельного сопротивления материала, из которого изготовлен провод и обозначается ρ (читается как «ро»), и измеряется в Ом×мм²/м.
Формула расчета сопротивления в зависимости от сечения и материала, из которого он изготовлен:
R = (ρ×l)/S
R – сопр-ие, выбранного отрезка, измеряется в Ом
ρ – удельное сопр-ие, измеряется Ом×мм²/м
l – длина, взятого отрезка, измеряется в м
S – площадь поперечного сечения, измеряется в мм²
Удельное сопротивление различных металлов при комнатной температуре 20 ˚C
Как можно увидеть из таблицы ρ меди равно от 0,0172 до 0,018 Ом×мм²/м. Берем среднее значение 0,0175 Ом×мм²/м. Конечно данные в таблице приведены для чистых металлов, а не их сплавов. Сплав определенного металла может улучшить или ухудшить данные характеристики, например, если в медь добавить железо то R вырастит, проводимость ухудшится. Произведем расчет R провода с различным сечением.
Если необходимо рассчитать U, то в формулу связи его и сопротивления (U = R × I) подставляем формулу для расчета сопротивления провода в зависимости от сечения и материала (R = (ρ×l)/S) и получаем:
U = ((ρ×l)/S) × I
Приведем таблицу падения напряжения на медном проводе разного сечения и разном подаваемом токе. Длина провода составляет 1 метр.
Обозначения и описание таблицы:
Верхняя строчка – площадь сечения (S)
Левый столбец — значение силы тока (I)
Красным цветом указаны значения, при которых будет перегрев провода, то есть ток будет выше максимально допустимого.
Синим цветом, обозначены значения, когда применение слишком «толстого» провода финансово не выгодно и не обусловлено никакими факторами. За порог было взято падение менее 1 В на длине 100 м.
Пример использования:
Использование таблицы очень простое и удобное. Для понимания лучше воспользоваться примером.
Пример.
Нам необходимо подать питание на прибор, потребление которого 12 В постоянного тока 10 А. Допустим расстояние от питания до устройства 5 метров (т.е. длина 5 метров). На выходе блока питания устанавливаем U = 12,5 В – что означает, что возможное падение его может составлять максимум 0,5 В иначе устройство либо будет работать не в полную мощность, либо вообще из-за нехватки напряжения не будет работать.
Пусть у нас в наличии будет провод 1,5 мм². Обращаемся к таблице. На 1 метре при токе в 10 А будет потеря 0,1167 В, а на пяти значит будет 0,1167 × 5 = 0,5835 В. Эта потеря будет составлять на одном, допустим на «+», но у нас есть и второй — «-». Соответственно на нем будет такая же потеря – 0,5835 В, а значит общая потеря составляет 0,5835 × 2 = 1,167 В. Исходя из расчетов наше устройство будет получать питание равное 12,5 – 1,167 = 11,333 В. Этот пример в частности подходит для питания светодиодной ленты и как рассчитать необходимый проводник, чтобы U было достаточным для свечения светодиодной ленты. Так же конечно стоит понимать, что метал из которого изготовлен не имел примесей и ρ бралось равным 0,0175 Ом×мм²/м. В данном случае лучше использовать сечение, допустим, 2,5 мм² или же установить источник питания ближе к потребителю (блок питания ближе к светодиодной ленте).
Можно сделать вывод, что чем толще и короче, тем лучше.
lampa-led.com
