Kalkulator jatuh tegangan & ukuran penghantar
Setiap penghantar memiliki resistans, sehingga sebagian tegangan hilang ketika arus mengalir dari panel ke beban. Pada jalur pendek, kehilangan ini dapat diabaikan; pada jalur panjang, arus tinggi, atau sistem tegangan rendah, nilainya dapat cukup besar hingga meredupkan lampu, memanaskan kabel secara berlebihan, dan membuat motor serta perangkat elektronik tidak berfungsi dengan baik. Tujuan pemeriksaan jatuh tegangan adalah menentukan ukuran penghantar agar kehilangan ini tetap dalam batas yang diterima.
Kalkulator ini bekerja dalam dua cara. Dalam mode Periksa, kalkulator menerima ukuran penghantar lalu memberi tahu jatuh tegangan pada jalur dalam volt dan persentase, disertai hasil lulus/gagal terhadap batas yang Anda izinkan. Dalam mode Ukuran, kalkulator menelusuri katalog penghantar dan memberikan ukuran terkecil yang menjaga jatuh tegangan dalam target Anda. Kalkulator mendukung tembaga atau aluminium, AWG atau mm², dan fase tunggal, tiga fase, atau DC — imperial atau metrik, seluruhnya di browser Anda.
Apa itu jatuh tegangan?
Jatuh tegangan adalah penurunan tegangan antara sumber dan beban yang disebabkan oleh resistans penghantar pembawa arus. Menurut hukum Ohm, jatuh tegangan sebanding dengan arus, resistans penghantar per satuan panjang, dan panjang jalur — jadi nilainya meningkat pada kabel yang lebih panjang, beban yang lebih besar, atau penghantar yang lebih tipis. Karena arus mengalir menuju beban dan kembali, perhitungan menggunakan lintasan pergi-pulang, bukan hanya panjang satu arah.
Hal ini penting karena beban menerima tegangan sumber dikurangi jatuh tegangan tersebut. Lampu menyala lebih redup dan filamen yang lebih panas lebih cepat menua; motor menarik lebih banyak arus dan bekerja lebih panas untuk menghasilkan daya yang sama; perangkat elektronik sensitif dapat mengalami reset atau gangguan. Jatuh tegangan yang berlebihan juga membuang energi sebagai panas di dalam kabel. Karena itu, ketentuan merekomendasikan agar jatuh tegangan dijaga pada beberapa persen — paling umum 3% pada sirkit cabang dan 5% secara keseluruhan — dan alat ini memeriksanya terhadap target tersebut.
Rumus jatuh tegangan
Jatuh tegangan merupakan penerapan langsung hukum Ohm di sepanjang jalur. Kalikan arus beban dengan resistans penghantar untuk lintasan pergi-pulang dan Anda mendapatkan volt yang hilang; bagi dengan tegangan sumber untuk menyatakannya sebagai persentase. Perbedaannya hanya pada faktor fase — 2 untuk fase tunggal dan DC, √3 untuk tiga fase — serta resistans yang ditabelkan per 1.000 satuan panjang, sehingga nilainya diskalakan dengan ÷1.000.
Kedua mode memakai dua rumus transparan yang sama — tanpa kotak hitam.
Jatuh tegangan
Vdrop = k × I × (R ÷ 1000) × L- I adalah arus beban dalam ampere; L adalah panjang jalur satu arah (ft untuk AWG, m untuk mm²).
- R adalah resistans penghantar yang ditabelkan — Ω per 1.000 ft untuk AWG, Ω per km untuk mm² — sehingga diskalakan dengan ÷1.000.
- k adalah faktor fase: 2 untuk fase tunggal dan DC, √3 ≈ 1,732 untuk tiga fase. Faktor ini memperhitungkan lintasan pergi-pulang, jadi Anda hanya perlu memasukkan panjang satu arah.
Persentase jatuh tegangan dan tegangan pada beban
%VD = Vdrop ÷ V × 100 · Vload = V − Vdrop- V adalah tegangan sistem (nominal); %VD adalah nilai yang dibandingkan dengan batas yang Anda izinkan dalam pemeriksaan lulus/gagal.
- Tegangan pada beban adalah tegangan sumber dikurangi jatuh tegangan — yaitu tegangan yang benar-benar diterima peralatan.
Resistans penghantar dan batas yang diizinkan
Kalkulator menyediakan nilai resistans untuk setiap ukuran penghantar dalam masing-masing sistem: ukuran AWG dalam ohm per 1.000 ft (NEC Bab 9, Tabel 8, pada 75 °C) dan ukuran mm² dalam ohm per km (IEC 60228, pada 20 °C). Penampang yang lebih kecil berarti resistans lebih tinggi dan jatuh tegangan lebih besar, sehingga menaikkan ukuran penghantar adalah solusi yang lazim saat suatu jalur gagal. Aluminium memiliki resistans lebih tinggi daripada tembaga untuk ukuran yang sama, sehingga penghantar aluminium mengalami jatuh tegangan lebih besar daripada penghantar tembaga yang setara.
Batas jatuh tegangan yang diizinkan di bawah ini digunakan untuk menentukan lulus/gagal. Batas ini merupakan rekomendasi, tidak selalu menjadi aturan wajib, dan ketentuan setempat atau otoritas yang berwenang atas instalasi Anda tetap menjadi penentu akhir.
Resistans arus searah untuk penghantar AWG umum, tembaga dan aluminium, dalam ohm per 1.000 ft (NEC Bab 9, Tabel 8, 75 °C). Penghantar yang lebih tipis memiliki resistans lebih tinggi dan mengalami jatuh tegangan lebih besar; aluminium selalu berada di atas tembaga untuk ukuran yang sama.
| Ukuran | Tembaga (Ω/kft) | Aluminium (Ω/kft) | ≈ Metrik |
|---|---|---|---|
| 14 AWG | 3,07 | 5,06 | ≈ 2.5 mm² |
| 12 AWG | 1,93 | 3,18 | ≈ 4 mm² |
| 10 AWG | 1,21 | 2,00 | ≈ 6 mm² |
| 8 AWG | 0,764 | 1,26 | ≈ 10 mm² |
| 6 AWG | 0,491 | 0,808 | ≈ 16 mm² |
| 4 AWG | 0,308 | 0,508 | ≈ 25 mm² |
| 2 AWG | 0,194 | 0,319 | ≈ 35 mm² |
| 1/0 AWG | 0,122 | 0,201 | ≈ 50 mm² |
| 2/0 AWG | 0,0967 | 0,159 | ≈ 70 mm² |
| 4/0 AWG | 0,0608 | 0,100 | ≈ 95–120 mm² |
| 250 kcmil | 0,0515 | 0,0847 | — |
Batas rekomendasi yang digunakan kalkulator untuk pemeriksaan. Angka 3% merupakan nilai NEC untuk sirkit cabang sekaligus nilai IEC/BS 7671 untuk penerangan — pilihan bawaan terbaik untuk kedua ketentuan.
| Batas | Berlaku untuk | Dasar ketentuan |
|---|---|---|
| 3% | Sirkit cabang; sirkit penerangan | NEC 210.19 (Catatan Informasi); IEC 60364-5-52 Lampiran G; BS 7671 |
| 5% | Feeder; beban lain; total gabungan feeder + cabang | NEC 215.2 (Catatan Informasi); IEC 60364-5-52; BS 7671 |
| 6% / 8% | Instalasi dengan pasokan sendiri (transformator atau generator sendiri) | IEC 60364-5-52 Lampiran G; BS 7671 (penerangan / penggunaan lain) |
Contoh perhitungan
Sirkit cabang fase tunggal dengan masukan bawaan kalkulator. Angka Anda akan berbeda setelah mengatur material, panjang, arus, dan tegangan jalur — indikator jatuh tegangan dan tangga ukuran penghantar diperbarui langsung saat Anda mengetik.
Tembaga, 12 AWG, panjang satu arah 100 ft, beban 20 A, 120 V fase tunggal, diperiksa terhadap jatuh tegangan 3% yang diizinkan.
- Diketahui
- Penghantar tembaga, 12 AWG (R = 1,93 Ω/kft)
- Panjang satu arah 100 ft, beban 20 A, 120 V, fase tunggal (k = 2)
- Jatuh tegangan yang diizinkan 3%
- Langkah
- Vdrop = 2 × 20 × (1,93 ÷ 1.000) × 100 = 7,72 V
- %VD = 7,72 ÷ 120 × 100 = 6,43% → gagal memenuhi batas 3%
- Tegangan pada beban = 120 − 7,72 = 112,28 V
- Menaikkan ukuran: 8 AWG menghasilkan 3,06 V (2,55%) → ukuran terkecil yang lulus pada 3%
- Hasil
- Jatuh tegangan 6,43% — gagal memenuhi 3%. Ukuran penghantar tembaga terkecil yang lulus adalah 8 AWG (2,55%).
Cara memeriksa atau menentukan ukuran penghantar dengan kalkulator ini
- Pilih satuan dan modePilih imperial (AWG, kaki) atau metrik (mm², meter), lalu pilih Periksa jatuh tegangan untuk menguji ukuran yang diketahui atau Tentukan ukuran penghantar untuk mencari ukuran minimum.
- Masukkan sirkitTentukan material penghantar, panjang jalur satu arah, arus beban, tegangan sistem, dan fase (1 fase, 3 fase, atau DC).
- Tentukan jatuh tegangan yang diizinkanPertahankan nilai bawaan 3%, pilih preset 5%, atau masukkan batas khusus seperti 6% untuk instalasi dengan pasokan sendiri.
- Baca hasilnyaMode Periksa menunjukkan jatuh tegangan dalam volt dan persen dengan hasil lulus/gagal; mode Ukuran memberikan penghantar terkecil yang lulus. Indikator jatuh tegangan dan tangga ukuran penghantar memvisualisasikan keduanya.
Pertanyaan umum
Apa itu jatuh tegangan?
Jatuh tegangan adalah tegangan yang hilang akibat resistans penghantar antara sumber dan beban. Nilainya meningkat pada jalur yang lebih panjang, arus yang lebih tinggi, atau penghantar yang lebih tipis, sehingga peralatan menerima tegangan di bawah nilai nominal. Menjaganya dalam beberapa persen mencegah lampu redup, kabel terlalu panas, dan kinerja motor yang buruk.
Berapa jatuh tegangan yang dapat diterima?
Rekomendasi umum adalah 3% pada sirkit cabang atau penerangan dan 5% untuk feeder atau total gabungan. Angka ini berasal dari catatan informasi NEC dan IEC 60364-5-52 / BS 7671; instalasi dengan pasokan sendiri mengizinkan 6%/8%. Ini merupakan rekomendasi, bukan kewajiban universal, jadi pastikan batas yang diberlakukan oleh ketentuan setempat.
Apakah kalkulator mendukung tembaga dan aluminium?
Ya. Pilih material penghantar dan kalkulator akan menggunakan resistans yang sesuai. Aluminium memiliki resistans lebih tinggi daripada tembaga untuk ukuran yang sama, sehingga jatuh tegangannya lebih besar — penghantar aluminium biasanya perlu dinaikkan satu atau beberapa ukuran dibandingkan tembaga untuk jalur yang sama.
Apakah kalkulator juga memeriksa kemampuan hantar arus?
Tidak. Ini hanya perhitungan jatuh tegangan. Kalkulator tidak memeriksa kemampuan hantar arus (KHA) penghantar, proteksi arus lebih, atau kepatuhan penuh terhadap ketentuan. Penghantar yang lulus pemeriksaan jatuh tegangan masih dapat terlalu kecil untuk rating arus sirkit, jadi pastikan KHA secara terpisah berdasarkan ketentuan setempat.
Bagaimana dengan fase tunggal, tiga fase, dan DC?
Pengaturan fase mengubah pengali yang diterapkan pada panjang satu arah: 2 untuk fase tunggal dan DC (arus pergi dan kembali melalui dua penghantar), serta √3 ≈ 1,732 untuk tiga fase antarfase. Pilih fase yang sesuai dengan sirkit Anda lalu masukkan panjang jalur satu arah; lintasan pergi-pulang akan diperhitungkan secara otomatis.