전압 강하·전선 굵기 계산기
직류 24 V 센서 전원부터 단상·3상까지, 전류·거리·전선 굵기(mm²·AWG)로 전압 강하와 강하율을 계산하고 허용 강하율에 맞는 최소 굵기와 최대 거리를 찾습니다.
계산식
- 한 가닥 저항 R = ρ × L ÷ A (ρ: 저항률 Ω·mm²/m, L: 편도 m, A: mm²)
- 직류·단상 2선: ΔV = 2 × I × R (가는 선 + 오는 선)
- 3상 3선(평형, 선간 전압): ΔV = √3 × I × R
- 온도 보정: ρ(T) = ρ20 × (1 + α × (T − 20))
- 강하율 = ΔV ÷ 전원 전압 × 100
구리 ρ20 = 1/58 ≈ 0.01724 Ω·mm²/m, α = 0.00393 /°C(IEC 60028). 알루미늄 ρ20 = 0.028264, α = 0.00403(IEC 60889). 국내 교재의 e = 35.6·L·I ÷ (1000·A)(단상·직류), e = 30.8·L·I ÷ (1000·A)(3상 3선)는 같은 식에 도전율 97 % 구리(ρ ≈ 0.01778)를 넣어 상수로 줄인 것입니다 — 그래서 이 계산기(ρ = 1/58)보다 약 3 % 크게 나옵니다.
이 계산이 다루지 않는 것
- 리액턴스·역률: 선 저항만 셉니다. 굵은 교류 케이블은 리액턴스 몫이 커져 실제 강하가 이보다 클 수 있습니다.
- 허용 전류: 전선 굵기는 전압 강하와 별개로 허용 전류(포설 방법·주위 온도·묶음 수에 따름)도 만족해야 합니다. 허용 전류표는 KEC·IEC 60364-5-52 같은 그 나라 규정을 따릅니다.
- 실제 케이블 저항: IEC 60228 은 도체 등급(단선·연선·가요선)별 최대 저항을 따로 정하고, 연선·주석 도금선은 같은 mm² 라도 조금 높습니다. 정확한 값은 케이블 제조사 자료를 봅니다.
- 허용 강하율 기준: 몇 % 까지 괜찮은지는 부하(장비의 입력 전압 범위)와 그 나라 규정이 정합니다. 24 V 장비라면 장비 매뉴얼의 최소 입력 전압과 «부하 쪽 전압» 을 비교하는 것이 가장 확실합니다.
mm² 별 저항 (구리, 20 °C, 계산값)
| 단면적 | Ω/km (한 가닥) | 왕복 1 A·100 m 당 강하 |
|---|---|---|
| 0.5 mm² | 34.48 | 6.897 V |
| 0.75 mm² | 22.99 | 4.598 V |
| 1 mm² | 17.24 | 3.448 V |
| 1.5 mm² | 11.49 | 2.299 V |
| 2.5 mm² | 6.897 | 1.379 V |
| 4 mm² | 4.310 | 0.862 V |
| 6 mm² | 2.874 | 0.575 V |
| 10 mm² | 1.724 | 0.345 V |
| 16 mm² | 1.078 | 0.216 V |
| 25 mm² | 0.690 | 0.138 V |
| 35 mm² | 0.493 | 0.099 V |
| 50 mm² | 0.345 | 0.069 V |
| 70 mm² | 0.246 | 0.049 V |
| 95 mm² | 0.181 | 0.036 V |
| 120 mm² | 0.144 | 0.029 V |
| 150 mm² | 0.115 | 0.023 V |
| 185 mm² | 0.093 | 0.019 V |
| 240 mm² | 0.072 | 0.014 V |
| 300 mm² | 0.057 | 0.011 V |
AWG ↔ mm² 환산 (ASTM B258)
| AWG | 지름 mm | 단면적 mm² | Ω/km (구리 20 °C) |
|---|---|---|---|
| 30 AWG | 0.255 | 0.051 | 338.6 |
| 28 AWG | 0.321 | 0.081 | 212.9 |
| 26 AWG | 0.405 | 0.129 | 133.9 |
| 24 AWG | 0.511 | 0.205 | 84.22 |
| 22 AWG | 0.644 | 0.326 | 52.96 |
| 20 AWG | 0.812 | 0.518 | 33.31 |
| 18 AWG | 1.024 | 0.823 | 20.95 |
| 16 AWG | 1.291 | 1.309 | 13.17 |
| 14 AWG | 1.628 | 2.081 | 8.286 |
| 12 AWG | 2.053 | 3.309 | 5.211 |
| 10 AWG | 2.588 | 5.261 | 3.277 |
| 8 AWG | 3.264 | 8.366 | 2.061 |
| 6 AWG | 4.115 | 13.302 | 1.296 |
| 4 AWG | 5.189 | 21.151 | 0.815 |
| 2 AWG | 6.544 | 33.631 | 0.513 |
| 1 AWG | 7.348 | 42.408 | 0.407 |
| 0 AWG | 8.251 | 53.475 | 0.322 |
자주 묻는 것
24 V DC 를 50 m 보내면 얼마나 떨어지나요?
2 A 를 1.5 mm² 구리선으로 편도 50 m 보내면 왕복 100 m 저항이 약 1.15 Ω 이라 약 2.3 V(9.6 %)가 떨어져 부하 쪽은 약 21.7 V 입니다. 2.5 mm² 면 약 1.38 V(5.7 %)입니다.
거리는 왕복으로 넣나요, 편도로 넣나요?
편도(전원에서 부하까지 케이블 길이)를 넣습니다. 직류·단상은 계산 안에서 가는 선과 오는 선 두 가닥을 곱합니다.
AWG 와 mm² 는 어떻게 바꾸나요?
ASTM B258 식 d = 0.127 × 92^((36 − AWG) ÷ 39) mm 로 지름을 구하고 단면적 = π ÷ 4 × d² 입니다. 18 AWG ≈ 0.82 mm², 16 AWG ≈ 1.31 mm², 14 AWG ≈ 2.08 mm² 입니다.
4–20mA 루프처럼 전원 전압이 빠듯한 신호 배선은 4–20mA 루프 부하 계산기 로 전송기 쪽 전압까지 확인합니다.