какое сечение провода нужно для диодной ленты
Расчет требуемого сечения провода
Стоит помнить, что чем длиннее провода между блоком питания и светодиодной лентой, а также чем они тоньше, тем больше напряжения теряется на этих проводах.
Чтобы узнать, какой кабель можно использовать, введите напряжение питания выбранной светодиодной ленты, длину подключаемой ленты, а также введите мощность одного метра светодиодной ленты или введите номер артикула выбранной светодиодной ленты и её параметры будут подставлены из нашей базы автоматически.
При расчете учитывается допустимое падения напряжения на проводах 1 вольт, а также то, что одноцветная лента подключается кабелем с 2-мя проводами.
Наиболее часто для питания светодиодных лент используется напряжение 12 и 24 вольта. Напряжение 12В более популярно, но использование ленты с таким напряжением питания оправдано только в том случае, если напряжение 24В взять попросту негде, например, в автомобиле. Связано это с тем, что при одной и той же мощности, для ленты с питанием 12В необходим в два раза больший ток, чем для лент с питанием 24В. Соответственно, провод, которым подключается светодиодная лента с питанием 12В, должен иметь большее сечение, чем провод для лент с питанием 24В.
Также не стоит забывать, что существуют светодиодные ленты с напряжением питания 36 вольт. Для них можно использовать провод с ещё меньшим сечением.
Напряжение питания, мощность светодиодной ленты и её артикул указаны на странице товара в нашем каталоге и в инструкции к нему.
Если в описании светодиодной ленты указана только мощность всей катушки, то необходимо вычислить мощность, потребляемую одним метром ленты. Для этого нужно разделить потребляемую мощность на длину катушки (обычно 5 м). Получившийся результат укажите в ячейке калькулятора «Мощность ленты, Вт/м».
Подбор сечения кабеля для подключения светодиодной ленты
Правильно выбранное сечение кабеля поможет избежать заметные потери яркости светодиодной ленты (СДЛ). Поэтому данному расчету следует выделить особое внимание.
Требования к величине сечения кабеля при подключении LED-ленты с напряжением 12, 24 В гораздо выше, чем для сетей на 220 В. Это связано с тем, что падение напряжения (потери мощности) в проводах при протекании одного и того же тока в единицы вольт при напряжении 220 В незначительно, а для 12 В — существенно.
Пример расчёта сечения кабеля
Например, подключаем светодиодную ленту суммарной мощностью P = 60 Вт, постоянное напряжение 12 В, длина медных проводов от блока питания (БП) до ленты L = 6 м. Ток I = P/U = 60/12 = 5 А. Если выбрать сечение жилы провода по таблице 1, которая составлена для переменного напряжения 220 В, то сечение провода будет S = 0,5 мм².
Таблица 1. Для подбора сечения кабеля для медного кабеля при напряжении 220 и 380 В.
Теперь подсчитаем потери напряжения на двухжильном кабеле по формуле (1):
Uk = ((ρ × 2 × L) / S) × I, (1)
где ρ — удельное сопротивление провода [Ом·мм 2 /м], для медного провода оно равно 0,0175. В результате расчета получим потери напряжения на кабеле Uk = 2,1 В. То есть до ленты «дойдет» всего 9,9 В (рис. 2) вместо 12 В. Таким образом, сечение 0,5 мм² нам явно не подходит.
Для расчета кабеля есть специальные таблицы, в которых кабель подбирается исходя из падения напряжения. Но для практических расчетов мы используем упрощенные формулы (2) и (3):
S = 0,5×I, если длина двухжильных проводов менее 10 м; (2)
S = 0,75×I, если длина двухжильных проводов от 10 м до 30 м. (3)
То есть для нашего случая сечение кабеля должно быть S = 0,5 × 5 = 2,5 мм². Разница в пять раз между тем, что мы подсчитали, и между тем, что неправильно выбирают по привычке по таблице 1. Теперь подсчитаем потери напряжения в нашем кабеле с сечением 2,5 мм²: Uk = 0,42 В, что вполне приемлемо, поскольку непосредственно на светодиодной ленте будет 11,58. Блок питания обычно имеют подстроечный резистор (рис. 3), который позволяет отрегулировать напряжение до 12,42 В. Тогда на светодиодной ленте будут положенные 12 В. На БП производители обычно выставляют напряжение 12,5 В, по всей видимости, уже предполагая, что будут какие-то разумные потери.
Рис. 3. Подстрочный резистор у блока питания.
Обращаем внимание, что сечения кабеля можно уменьшить в 2 раза если использовать светодиодную ленту с напряжением питания 24 В. Так, для нашего примера, если бы мы использовали ленту на 24В той же мощности 60 Вт, ток был бы 2,5 А, тогда по формуле (2) требуемое сечение кабеля 1,25 мм². Для систем с большой мощностью рекомендуем использовать светодиодные ленты на 24 В.
Заключительные рекомендации
Используйте вышеуказанные формулы (2) и (3) для расчета сечения кабеля, поскольку из-за неправильного выбора сечения можно потерять заметную часть светового потока. Проверяйте напряжение на концах кабеля перед подключением ленты. Лучше использовать кабель хорошего качества, соответствующий ГОСТу. Некоторые производители могут использовать медь с большим числом примесей, тогда удельное сопротивление ρ будет больше и, соответственно, потери напряжения будут еще больше, чем теоретически рассчитано выше.
По материалам статьи «Как выбирать светодиодные ленты для создания декоративной подсветки интерьера» N1, 2017 led-e.ru
Автор статьи Сергеев П. А. сотрудник компании СветоЯр.
Особенности и критерии выбора кабеля для светодиодной ленты
Декоративная подсветка с помощью светодиодных лент вошла в моду сравнительно недавно. Многие пользователи еще не успели разобраться в специфике эксплуатации и особенностях подключения светильников. В частности, не все могут правильно подобрать кабель для светодиодной ленты. Это важный вопрос, так как неграмотно выполненное соединение может стать причиной выхода подсветки из строя.
Допустимое напряжение питания светодиодной ленты
Большинство светодиодных лент рассчитаны на питание от источника постоянного тока 12 вольт. Есть образцы, рассчитанные на 24 или 48 В. Кроме этого, существуют LED ленты, которые напрямую подключаются к сети переменного тока 220 В. Все необходимые параметры указываются на упаковке или на подложке светильника. Необходимо понимать, что требования для низковольтных лент гораздо выше, чем к светильникам на 220 В.
Для подключения используется специальный блок питания ленты, соответствующий требованиям светильника. Режим подачи энергии для светодиодов не допускает превышения номинальных значений. Это вызовет сильный перегрев и усиленную деградацию LED элементов. Если напряжение ниже, яркость свечения уменьшается. Поэтому важно организовать подачу на контакты светодиодной ленты номинального тока. Экспериментальным путем определено, что большинство светодиодных лент могут работать при 10 % недостатке напряжения, но снижение его еще больше чрезмерно снижает яркость свечения.
Выбор кабеля для диодной ленты
Нередко приходится располагать драйвер на большом расстоянии от самой ленты. Это встречается при создании подсветки рекламных конструкций, интерьеров и прочих объемных объектов. Иногда напряжение, поступающее на вход, не соответствует выходным показателям блока питания. Это вызвано тем, что сечение провода слишком мало, из-за большой длины возникает падение напряжения. Поэтому необходимо предварительно сделать расчет сечения провода и подобрать наиболее подходящий образец.
Светодиодные ленты, которые напрямую подключаются к сети 220 В, нуждаются в установке защиты. При этом, надо понимать, что основным показателем является сила тока. Проще всего руководствоваться общепринятыми соотношениями:
| Сила тока | Сечение кабеля |
| 6 А | 0,5 мм 2 |
| 10 А | 0,75 мм 2 |
| 14 А | 1 мм 2 |
| 15 А | 1,5 мм 2 |
| 19 А | 2 мм 2 |
| 21 А | 2,5 мм 2 |
Внимание! Исходя из этих значений можно определить, какой автомат нужен для лент с питанием от 220 В. При этом, надо выбирать устройство с меньшими параметрами, так как устройство срабатывает с некоторой задержкой, а надо обеспечить опережение отсечки ленты при превышении силы тока.
Для низковольтных лент превышение силы тока не грозит. При выборе кабеля руководствуются величиной падения напряжения между выходом блока питания и контактами ленты. Кроме этого, необходимо стараться максимально ограничивать длину 12-вольтовой линии, поскольку именно она определяет величину расхождения параметров в начале и конце кабеля.
Существует несколько критериев определения размера провода:
По нагрузке ленты
По мощности блока
Мощность драйвера — это неизменяемая величина. Она определяется особенностями схемы, возможностями деталей, использованных в конструкции блока. Кабель для светодиодной ленты должен соответствовать выходным параметрам драйвера, иначе ток на ленту будет поступать с ограничениями. Кроме этого, необходимо сразу выбирать подходящий по своим характеристикам источник питания для данной ленты. Правильным решением будет сначала купить подсветку, и только потом выбрать оптимальный тип драйвера к ней. После этого производят расчет сечения, руководствуясь изложенной выше методикой.
Существуют драйверы с возможностью настройки напряжения на выходе. Эта функция позволяет добиться оптимальной яркости, но во время настройки надо измерять напряжение на светодиодной ленте, чтобы избежать превышений номинала и перегрузки LED элементов.
По марке провода
Марка кабеля представляет собой зашифрованную информацию о его параметрах. Для того, чтобы выбрать оптимальный вариант, надо иметь представление о маркировке проводов, наличии плюсов и минусов каждой разновидности. Специалисты рекомендуют использовать медные многожильные виды кабеля. Они обладают хорошим набором эксплуатационных качеств, легко переносят нагрузки усталости и не ломаются. Помимо материала надо обращать внимание на сечение (его предварительно рассчитывают) и тип изоляции.
Монтаж и пайка проводов
Монтаж и подключение кабеля светодиодной ленты необходимо производить внимательно, соблюдая полярность и рекомендации производителя. От качества соединений зависит соблюдение режима работы ленты и срок ее службы. Для соединения можно использовать штатный LED коннектор, который позволяет быстро и достаточно качественно собрать всю подсветку. Его достоинствами являются:
Важно! Однако, механические коннекторы со временем окисляются и перестают обеспечивать качественное соединение. Поэтому специалисты рекомендуют применять пайку. Для нее нужен паяльник, припой и флюс. Необходимо иметь некоторый навык подобных работ, иначе есть риск замкнуть контакты или перегреть ленту.
Размещение блоков питания
Блок питания должен находиться максимально близко к светодиодной ленте. С этим нередко возникают проблемы, так как несущие поверхности редко позволяют скрытно разместить прибор. Иногда приходится низковольтную линию протягивать на большое расстояние. Специалисты не рекомендуют делать кабель длиннее 35 м, так как его сопротивление будет слишком большим. Многие пользователи решают вопрос иначе — они прячут драйвер в опорной конструкции, за выступами или в углублениях.
Кабель проводят до блока, а низковольтную линию делают максимально короткой. Этот вариант встречается чаще всего. Единственным недостатком является необходимость проводить длинный провод под высоким напряжением, что не всегда удобно или безопасно.
Основные выводы
Подбор кабеля для светодиодной ленты — важная и необходима процедура. Она позволяет улучшить режим свечения ленты, продлить срок службы подсветки. Правильный выбор кабеля производят по следующим критериям:
Расчет сечения кабеля не представляет сложности, но есть более простой способ. Надо найти в сети интернет один из онлайн-калькуляторов и воспользоваться им для быстрого и точного расчета.
Свои методы определения параметров кабеля для светодиодной ленты излагайте в комментариях.
Кабели для светодиодных лент
Расскажу об одном важном моменте, а именно про то, как считать сечение кабеля, необходимого для подключения светодиодной ленты.
В начале важная мысль, которая, я надеюсь, всем известна: сечение кабеля зависит от проходящего по нему тока.
Не напряжения и не мощности, а тока. Который в амперах. Можно легко найти таблицы, которые сообщают нам, какой предельный ток можно пускать по кабелям различного сечения:
Исходя из этого на силовые нагрузки напряжением 220 вольт на кабель сечением 1,5 мм2 ставится автомат 10А, а на кабель сечением 2,5 мм2 ставится автомат 16А. Запас учитывается потому что автомат при номинальном и бОльшем токе сработает не сразу, а чуть погодя. А нам хотелось бы, чтобы по кабелю не шёл максимально допустимый ток. К тому же, кабель, на котором написано 2.5, может в реальности быть не 2.5, а меньше.
Поскольку мы говорим о светодиодной ленте, то напряжение у нас не переменное, а постоянное (ленту с питанием 220 вольт не берём в расчёт), и очень важно понимать, что сечение кабеля мы выбираем не по максимальному току, который может выдержать кабель, а по падению напряжения в кабеле.
Падение напряжения в кабеле
У кабеля есть, как у любой резистивной нагрузки, сопротивление. То есть, когда ток проходит по нему, часть электроэнергии превращается в нагрев самого кабеля. Ток, в замкнутой цепи согласно законам физики, всегда постоянен, а напряжения уменьшается. То количество вольт, на которое уменьшается напряжение при прохождении нагрузки, называется падением напряжения.
Как можно посчитать падение напряжения в кабеле? Вспомнив физику.
У кабеля есть некое значение его удельного сопротивления. Это количество ом на миллиметр квадратный сечения кабеля на метр длины. Чем больше, длина, тем больше сопротивление. Чем больше сечение, тем меньше сопротивление. Измеряется в Омах, можно понятнее представить как Ом*мм2/м, так оно чаще всего и обнаруживается в интернете. Мы возьмём за некое усреднённое значение сопротивление силового кабеля 0,018 Ом*мм2/м. Для более точных расчётов можно подставить сопротивление конкретного кабеля.
Полное сопротивление кабеля равно удельное сопротивление * длина / сечение *2
Умножаем на два потому, что относительно источника напряжения надо считать длину жилы до нагрузки и обратно. Либо можно брать длину кабеля сразу с учётом этого.
U = I * R, поэтому падение напряжения равно сопротивлению кабеля * ток.
Напряжение, которое приходит на нагрузку, равно напряжению питания источника минус падение напряжения.
Это важный момент! Падение напряжения зависит от тока. Иногда спрашивают: какое может быть расстояние до датчика движения? Оно может быть большое, потому что ток потребления датчика движения очень маленький. Для Colt Quad PI это 12 миллиампер. То есть, если используем кабель сечением 0,22мм, то для падения напряжения на 1 вольт нужен кабель длиной 500 метров.
Второй вывод выходит из первого: падение тем меньше, чем больше напряжение. Почему для передачи электроэнергии на большие расстояния используются высоковольтные линии? Потому что если передавать 220/380 вольт, то напряжение быстро упадёт. Надо использовать очень толстый кабель, но дешевле ставить трансформаторные подстанции.
Допустимое напряжение светодиодной ленты
Я провёл эксперимент: подключил 24-вольтовую ленту к источнику напряжения и стал понижать напряжение. Фотографиями не передать изменение яркости свечения, надо вживую смотреть и сравнивать. Вывод такой: при 22 вольтах лента горит тусклее, но только немного тусклее. Скажем так, допустимо. При 21 вольте лента горит ещё тусклее. При 20 вольтах ещё немного тусклее.
Можем считать так: уменьшение напряжения питания ленты на 10% чуть (до 21,6 вольта) снижает яркость свечения, но ещё допустимо. Больше — нежелательно. Лучше принимать за допустимое падение напряжения 6-8%.
Далее считаем по формулам, представленным выше.
Лента бывает разной мощности и разного напряжения. Полагаю, не надо пояснять, что нам всегда выгоднее использовать ленту бОльшего напряжения. Больше напряжения — меньше ток. Меньше ток — меньше нежелательное падение напряжения. Сама распространённая лента имеет напряжение 24 вольта. 12 вольт или ниже не смотрим, кроме случаев совсем короткого кабеля до ленты и наличия свободного 12-вольтового блока питания.
Представим, что у нас лента имеет мощность 9,6 ватта на метр (самый частый вариант), длина 10 метров. Напряжение 24 вольта. Расстояние до ленты от блока питания 20 метров. Какого сечения брать кабель?
Сначала считаем ток. Это 4 ампера (мощность на метр * длина / напряжение). Я сделал табличку в Excel, в которую забил все формулы для простого расчёта падения напряжения в процентах.
Вот эта табличка для всех желающих: home-matic.ru/voltagedrop.xlsx
У меня получилось, что при сечении 1,5 мм2 падение напряжения составит 1,92 вольта или 8%. При длине кабеля 25 метров — 10%. При сечении кабеля 0,75 длина может быть не больше 10 метров. Это максимальные значения, если вы хотите, чтобы лента горела не «немного тусклее обычного», а достаточно ярко, то надо увеличивать сечение. С учётом того, что кабели зачастую продаются меньшего сечения, чем заявлено, стоит взять сечение на шаг больше.
Другой способ — повышать напряжение источника питания. На некоторых блоках питания есть регулировочный винтик (обычно с маркировкой ADJ, «подстройка»), который позволяет повысить напряжение до 27 вольт. При кручении винтика желательно измерять напряжение на ленте, чтобы оно стало ровно 24 вольта, не больше. Не стоит увлекаться этим способом, чрезмерный нагрев кабеля нежелателен.
Ещё существует лента на 36 вольт и 48 вольт. Она не очень распространена, но её использование поможет уменьшить падение напряжения в абсолютном значении и в процентах относительно номинала.
Кабель можно использовать 2-жильный, но если лента будет в алюминиевом профиле или на подложке, то нужна ещё жила заземления.
Размещение блоков питания
Этот вопрос всегда является камнем преткновения между дизайнером и электриком. Электрик спрашивает дизайнера, куда класть блоки питания, а дизайнер говорит, что это не его дизайнерское дело блоки питания класть: вы электрик, вы и кладите. Не будешь же ему про падение напряжения объяснять. На самом деле, я считаю, что хороший дизайнер не должен устраняться от технических моментов, а должен в них вникать и расти над своими не вникающими коллегами, как и электрик, вникающий в вопросы дизайна. Но это тема отдельных размышлений.
Идеально, конечно, размещение блока питания где-то у начала ленты. Часто блок можно положить за бортик двухуровневого потолка, выпускаются очень тонкие модели. Важно заранее подвести питающий кабель не в одну точку потолка, а в несколько, чтобы мощности блока питания хватало на питание подключенной к нему ленты. Кабель от щита до блока питания имеет сечение 1.5, так как напряжение в нём 230 вольт и ток, соответственно, небольшой.
Важно, чтобы блок был обслуживаемым и проветриваемым. Можно предположить, что 5% мощности подключенной ленты пойдут на нагрев блока питания. Для 200Вт это 10 Вт тепла. Нужно также быть готовым к тому, что контакты блока могут оплавиться, что в блоке может взорваться конденсатор, что блок может начать сильно греться. Что он может не пережить короткое замыкание в ленте. В хорошем блоке такого не случится, но надо быть готовым и не класть блок в пожароопасное место (не заклеивать бумагой, чтобы скрыть его в нише потолка).
Можно разместить где-то в мебели один блок питания, от него несколько выводов на ленты. Вот размещение блока питания в шкафу, от него три кабеля сечением 1,5 каждый на свой кусок ленты.
Всегда блок питания ленты должен быть обслуживаемым. Он может, как любая техника, сгореть.
У меня были пара объектов, на которых блоки питания ленты по решению заказчика были замурованы в стенах. Взяли самые дорогие (Meanwell) блоки питания с защитой IP67, мощность выбрана с запасом, трижды проверили, что они работают, и зашили потолком. Уже по меньшей мере три года работают. В общем, вероятность неисправности достаточно низкая, но если что-то случится, придётся расшивать потолок.
Вот фото размещения блоков питания в щите. Блоки питания Chinfa 24 вольта. У каждого есть подстроечный резистор, может давать до 29 вольт.
Рядом с каждым блоком реле для его включения и автомат. Здесь один блок — одна лента.
Выводы
200,666 просмотров всего, 372 просмотров сегодня
Как подобрать сечение провода для подсветки светодиодной лентой (цепь 12 вольт)
Обывателем считается, что напряжение 12 вольт безопасно и прикосновение к оголенному проводу не ощущается, но токи в электрической цепи большие. Поэтому важно не забывать про это и соответственно выбирать необходимое сечение провода.
Но это не единственная проблема – в низковольтных цепях происходит падение напряжение на проводах в соответствии с законом Ома. В результате яркость ламп по мере удаления от трансформатора падает. Ни увеличение мощности трансформатора, ни тем более мощность ламп не исправит ситуацию.
Кроме сечения провода необходимо обращать внимание на качество клеммных соединений. В результате плохого соединения также происходит падение напряжение и снижение яркости ламп. В зоне некачественного контакта происходит повышенный нагрев и даже возможно оплавление колодок.
 |
|---|
| Суммарная мощность нагрузки, Вт | Сечение проводов, мм2, не менее |
|---|---|
| 60 | 0,75 |
| 100 | 1,5 |
| 150 | 2,5 |
| 200 | 3,0 |
| 250 | 3,8 |
| 300 | 4,5 |
| 400 | 5,8 |
Смотрите видео расчёта сечения и длины провода для подсветки светодиодной лентой
Расчёт сечения провода для индукционного трансформатора
Для индукционного трансформатора длина провода ограничена только падением напряжения на проводах. То есть, длина провода может быть значительно большей, чем для электронных (импульсных) блоков, при условии компенсации за счет увеличения сечения провода.
Ниже приведена таблица для выбора сечения проводов в зависимости от суммарной мощности ламп, подключаемых к индукционному трансформатору и длины проводов.