Jännitehäviöistä

Jännitehäviöistä tarkoitetaan jännitteessä tapahtuvaa pudotusta sähköjohtojen, liitosten ja muiden komponenttien vastusten sekä reaktanssien vaikutuksesta virran kulkiessa. Häviö syntyy, kun sähköenergia muuttuu lämmöksi johtimen vastuksen ja mahdollisen reaktanssin vuoksi. Päätekijöitä ovat johtimen pituus ja poikkipinta-ala, materiaali (esim. kupari tai alumiini), lämpötila sekä taajuus ja virran luonne (DC tai AC). Pidemmät tai pienemmän poikkipinta-alan johdot aiheuttavat suuremman häviön, ja liitosten sekä muuntajien sisäiset vastukset voivat lisätä jännitehäviöitä.

Laskenta ja perusperiaatteet: DC- tai yksivaiheisessa AC-järjestelmässä jännitehäviö voidaan likimääräisesti esittää V_drop = I · R. AC-järjestelmässä kokonaisimpedans (Z) huomioiden V_drop ≈ I · Z, missä Z = sqrt(R^2 + X^2) ja X on reaktanssi. Prosentuaalinen jännitehäviö VD% lasketaan kaavalla VD% = (V_drop / V_source) × 100. Käytännössä taustalla on sekä resistanssi että reaktanssi sekä taajuus ja virran vaihe.

Merkitys ja hallinta: merkittävä jännitehäviö voi alentaa laitteen saamia jännitteitä, heikentää toimivuutta ja lisätä lämpenemistä. Häviöitä voidaan pienentää käyttämällä suurempaa johtimen poikkipinta-alaa, lyhentämällä kaapelia, hyödyntämällä korkeampaa käyttöjännitettä, parantamalla liitäntöjä sekä tarvittaessa käyttämällä jännitteenkorjausta tai regeneraatiota.

Suositukset ja mittaukset: suunnittelussa ja toteutuksessa käytetään standardien antamia laskentatapoja sekä käytännön mittauksia. Eri sovelluksissa tavoitteet vaihtelevat, mutta yleisesti loppukäytössä pyritään noin 3–5 prosentin kokonaisjännitehäviöön.