监控电源线衰减计算
导线压降与以下因素有关:
1、传输线的规格,即线径;知道线径通过计算即可知道其电阻率!
2、传输线的距离;
3、前端设备(摄像机、云台、解码器)的动作电流\额定功率;
4、要知道控制端的控制电压和前端负载的额定电压。
1.线径计算:电线电缆的规格都是用横截面积表示,如1.5mm、2.5mm等,通常可以将导线的线径除以2,再平方,乘以3.14。如1.5平方独股铜线线径1.38mm,计算(1.38/2)×(1.38/2)×3.14×1股=1.494954平方,这就是合格的国标线径。
2.电阻计算:电阻值=电阻率*长度/横截面。
3.如果把各种材料制成长1m、横截面积1mm的导线,在20℃时测量它们的电阻(称为这种材料的电阻率)并进行比较,则银的电阻率最小,其次是按铜、铝、钨、铁、锰铜、镍铬合金的顺序,电阻率依次增大。
铝导线的电阻率是铜导线的1.5倍多,它的电阻率p=0.0294Ωmm/m,铜的电阻率p=0.01851Ω·mm/m,电阻率随温度变化会有一些差异。
则如果200m长的2*1.0的铜线作为电源线的话,电阻值=0.01851*200/1=3.702Ω
4.线路允许的电压降:普通红外枪机要求电压为直流12v,如果采用15v直流电源为枪机供电的话,允许的电压差是3v。
5.线路最大电流=设备工作电流*设备个数,如某条线路上工友2个枪机,每个枪机工作电流为500mA,则该线路最大电流=500mA*2。
6.导线的电阻=线路允许的电压降/线路最大电流;
由以上公式可以推导出,如果为某台要求工作电压12v,工作最大电流为500mA的枪机供电时,用15v直流电源进行远端供电,采用2*1.0的铜导线进行供电传输,线路最大长度应为:
导线的电阻=(15-12)/0.5=6Ω
导线的电阻应为小于6Ω
电阻值=电阻率*长度/横截面长度=电阻值*横截面/电阻率
所以,允许的导线长度最大=6*/0.01851=324m
所以采用2*1.0的铜线,导线长度应小于324m,由于导线为双股,所以如果采用2*1.0的铜线,长度应小于324/2=162m。
从上面计算可以看出,一般情况下,应采用前端供电方式,即总线采用220v电源线,到每个摄像机变压,是经济实用的方式。
12v,1A的电源,通过300m(如果300m是距离那么回路长就是600m,要按600m线计算)铜质电源线,衰减得到的电压有多少?
加入线缆是1mm的铜线:
即得如下:线缆衰减电压U=距离300m*电流1A*(铜导线1mm阻值0.018Ω)/导线截面积(假如是1mm)=5.4v(如果是600m的话,则压降能降10.8v)
金属线材选用
几种金属导体在20℃时的电阻率(Ωm)
① 银 1.65 * 10-8
② 铜 1.75 * 10-8
③ 铝 2.83 * 10-8
④ 钨 5.48 * 10-8
⑤ 铁 9.78 * 10-8
⑥ 铂 2.22 * 10-7
⑦ 锰铜 4.4 * 10-7
⑧ 汞 9.6 * 10-7
⑨ 康铜 5.0 * 10-7
⑩ 镍铬合金 1.0 * 10-6
铁铬铝合金 1.4 * 10-6
铝镍铁合金 1.6*10-6
石墨(8-13)*10-6
可以看出金属的电阻率较小,合金的电阻率较大,非金属和一些金属氧化物更大,而绝缘体的电阻率极大。锗、硅、硒、氧化铜、硼等的电阻率比绝缘体小而比金属大,我们把这类材料叫做半导体。
总结:常态下导电性能最大的依次是银、铜、铝,这三种材料是最常用的,常被用来作为导线等,其中铜用的最为广泛,几乎现在的导线都是铜的(精密仪器,特殊场合除外)。
铝线由于化学性质不稳定容易氧化已被淘汰。由于铝密度小,取材广泛,且价格比铜便宜,目前被广泛用于电力系统中传输电力的架空输电线路。为解决铝材刚性不足缺陷,一般采用钢芯铝绞线,即铝绞线内部包有一根钢线,以提高强度。
银导电性能最好但由于成本高很少被采用,只有在高要求场合才被使用,如精密仪器、高频振荡器、航天等。顺便说下金,在某些场合仪器上触点也有用金的,那是因为金的化学性质稳定故采用,并不是因为其电阻率小所致。
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