Расчет падения напряжения

Ошибка при выборе сечения проводников линии связи с оповещателями - одна из основных причин, по которой реальный уровень звукового сигнала может значительно отличаться от расчетного. С повышением температуры сопротивление проводников растет, например, для меди температурный коэффициент сопротивления равен 0,0039. Соответственно, при увеличении температуры медного проводника с 20 до 75° C его сопротивление повышается в 1,2145 раза, т.е. примерно на 20%.

При одинаковой длине линии связи для оповещателей с большим суммарным током потребления необходимо пропорционально увеличивать сечение проводников кабеля. Различия здесь могут быть значительными, например для оповещателей с током потребления 300 мА необходимо выбирать сечение в 20 раз больше, по сравнению с 15 мА оповещателями.

В связи с этим ведущие производители постоянно работают над снижением тока потребления оповещателей, что приводит также к общему снижению электропотребления в режиме «Пожар». Оценку напряжения на оповещателе и величину падения напряжения на линии связи можно получить по закону Ома. Необходимо знать следующие параметры: 

• эквивалентное сопротивление всех оповещателей, подключенных к линии связи;
• сопротивление проводников линии связи;
• напряжение источника питания оповещателей.

Для эквивалентной схемы, приведенной на рис. 1, исходя из сопротивления оповещателя Rоп, примерно равного отношению номинального напряжения питания к току потребления оповещателя Rоп ~ Uном / Iоп, можно рассчитать напряжение на оповещателе и величину падения напряжения на линии связи: 
Uоп = UипRоп/(Rоп + Rлс), (1) 
{Uлс = Uип - Uоп, (2) где Uоп - напряжение на оповещателе; Uлс - падение напряжения на линии связи; Uип - напряжение источника питания; Rоп - сопротивление оповещателя; Rлс - сопротивление проводников линии связи. 
Некоторые производители рекомендуют выполнять расчет, исходя из падения напряжения не более 10%. То есть до 21,6 В для оповещателей, рассчитанных на номинальное напряжение 24 В, и до 10,8 В для оповещателей на 12 В. При формировании допустимого снижения напряжения питания оповещателей в процентах соответствующее сопротивление линии связи можно вычислить по формуле: 
Rлс = Rоп{%/(100 - {%), (3) 
где {% - величина снижения напряжения питания оповещателей в процентах. 
Если оповещатели имеют широкий диапазон напряжений питания, можно допустить большее падение напряжения питания на линии связи, однако при этом необходимо учитывать снижение уровня звукового сигнала. Например, напряжение питания оповещателя ЕМА1224B4R от 9 до 33 В при 24 В, уровень сигнала 103 дБА на расстоянии 1 м, а при 12 В уровень сигнала 97 дБА. Снижение уровня на 6 дБА объясняется тем, что снижение напряжения в 2 раза при одинаковом внутреннем сопротивлении оповещателя вызывает снижение тока в 2 раза, 2 х 2 = 4 раза, что равносильно 3 дБ + 3 дБ = 6 дБ. В любом случае не допускается снижение напряжения питания до нижнего уровня диапазона напряжений питания оповещателя, указанного в технической документации. 
Выражения (1-3) можно использовать для нескольких оповещателей, при этом в качестве Rоп необходимо использовать эквивалентное сопротивление оповещателей Rэоп. При параллельном включении n однотипных оповещателей Rэоп равно: 
Rэоп = Rоп/n. (4) 
Точный результат в этом случае будет получен, если длина линии связи до первого оповещателя значительно превышает длину связи между извещателями. В других случаях расчетное значение падения напряжения будет несколько больше, чем реальная величина, т.е. будет обеспечен некоторый запас по напряжению.