導線電阻計算機
依長度、直徑、材料電阻率與電流,計算導體電阻、電壓降及電阻功率損耗。
電線電阻
輸入單根導體的長度。調整電阻率即可評估銅、鋁或其他導電材料。
關於導線電阻
實際導體都會阻礙電荷移動。對均勻圓導線而言,電阻可用 R = ρL/A 計算。其中 R 為電阻,單位是歐姆;ρ 為材料電阻率,單位是歐姆公尺;L 為導體長度,單位是公尺;A 為截面積,單位是平方公尺。計算機以輸入直徑透過 A = π(d/2)² 求得面積,並在套用電阻公式前將毫米換算成公尺。
預設電阻率 1.724 × 10⁻⁸ Ω·m 代表接近 20°C 的退火銅。欄位以 10⁻⁸ Ω·m 為單位,因此銅只需輸入 1.724,不必輸入很長的小數。鋁通常近似為 2.82,銀約為 1.59,其他合金可能高出許多。材料純度、製造方式與溫度會影響實際數值,要求精確時請採用供應商規格。
求得電阻後,計算機以歐姆定律 V = IR 估算電壓降,並用 P = I²R 計算發熱損耗。兩項都使用輸入的電流。輸入長度只計入一次,因此適合評估單根導體或元件。雙線供電與回流電路應輸入兩根導體的合計長度,或分別計算各導體。這個差異很重要,因為漏掉回流路徑可能使電路電壓降低估一半。
金屬導體變熱時,電阻通常增加。連接點、接續處、端子、絞線結構、交流集膚效應及安裝條件,都可能產生這個簡化直流模型未納入的影響。因此,結果最適合比較、初步設計、實驗練習及核對量測值。電氣安裝仍須符合適用的安培容量、絕緣、溫度與電壓降規定。涉及安全關鍵配線時,請查閱法規表格並諮詢合格專業人員。
導線電阻範例
| 輸入參數 | 計算結果 | 判讀 |
|---|---|---|
| 100 m 銅線,直徑 2 mm,5 A | 0.5488 Ω;電壓降 2.7438 V | 較長且相對較細的導體 |
| 10 m 銅線,直徑 4 mm,10 A | 0.01372 Ω;電壓降 0.1372 V | 增加直徑可大幅降低電阻 |
| 25 m 鋁線,直徑 2.5 mm,8 A | 0.1436 Ω;電壓降 1.1489 V | 採用鋁的電阻率值 2.82 |
如何使用計算機
- 以公尺輸入導體長度。
- 以毫米輸入導體直徑。
- 依顯示的縮放單位輸入材料電阻率。
- 輸入工作電流,並選擇「計算電阻」。
- 評估完整電路時,應包含去程與回程導體長度。
常見問題
導線電阻的公式是什麼?
均勻導線符合 R = ρL/A。電阻隨長度與電阻率增加而上升,隨截面積增加而下降。
為什麼電阻率使用縮放單位輸入?
常見導體的電阻率以歐姆公尺表示時非常小。按 10⁻⁸ 縮放後,銅的 1.724 等數值較容易輸入與比較。
應輸入單程還是往返長度?
本計算機直接使用輸入的導體長度。評估完整雙導體電路時,請將去程與回程長度相加。
溫度如何影響電阻?
金屬電阻通常隨溫度升高而增加。預設銅值接近 20°C,因此運作時較熱的導體通常會有較高電阻。
為什麼直徑較大會降低電阻?
截面積取決於直徑的平方,因此較大的直徑會大幅增加截面積。面積越大,電荷可用的導電路徑越多,電阻就越低。