Spanningsdrops

Spanningsdrops, in dit artikel ook aangeduid als spanningsval, is het verschil tussen de spanning aan de voedingsbron en de spanning die bij de belasting verschijnt wanneer stroom door geleiders en verbindingen loopt. Bij gelijkstroom volgt deze daling uit de weerstand van de geleiders: Vdrop = I × R. Bij wisselstroom werkt men met impedantie Z, zodat Vdrop = I × Z; hierbij spelen zowel weerstand als reactantie een rol, en het klopt dat dit in het algemeen een vectoriële som betreft.

Oorzaken van spanningsdrops zijn onder meer de weerstand van kabels en aansluitingen, de lengte van de kabel, de doorsnede van de geleider, contactweerstand bij verbindingen, en de hoeveelheid stroom die door het netwerk loopt. Hoge temperaturen kunnen weerstand verhogen en zo de drop vergroten. Ook verdelers en meerdere parallelle takken kunnen bijdragen aan de totale drop.

Effecten van spanningsdrops kunnen onder spanning dalen bij de belasting veroorzaken, wat de werking kan beïnvloeden, sensoren kan laten meten met afwijkingen, of leiden tot extra warmteontwikkeling in kabels en schakelingen. In ontwerp en installatie wordt rekening gehouden met een aanvaardbaar drop-niveau, bijvoorbeeld een percentage van de nominale spanning (veelal rond de 3–5%).

Berekenen en voorkomen: Vdrop = I × R voor DC, en Vdrop = I × Z voor AC. Per meter kan de drop worden uitgerekend via de weerstand per meter van de kabel en de totale lengte. Meten gebeurt door de spanning vóór en na de kabel te vergelijken terwijl de belasting aanstaat; bij hoge stromen kan Kelvin-sensing of een four-wire meting nuttig zijn.

Mitigatie omvat het kiezen van dikkere kabels, kortere bekabeling, betere verbindingen en terminaties, en het plaatsen van de voeding dichter bij de belasting of het gebruik van spanningsregelaars en decoupling. Zie ook spanningsval, impedantie, Ohmse wet, kabelontwerp.