Sering kali kita temui pada saat pemakaian beban puncak lampu di rumah berkedip atau terbakar , pemanas menjadi kurang panas, dan pompa air bekerja lebih panas dari biasanya dan terbakar. Direkomendasikan bahwa penurunan tegangan listrik harus kurang dari 5% dalam kondisi beban penuh. Hal ini dapat dicapai dengan memilih kabel yang tepat, dan dengan berhati-hati dalam penggunaan kabel ekstensi dan perangkat serupa.
Ketika arus listrik bergerak melalui kawat, ia didorong oleh potensial listrik (tegangan listrik) dan perlu melampaui tingkat tertentu dari tekanan berlawanan yang disebabkan oleh kawat. Jatuh tegangan adalah jumlah tegangan listrik yang hilang disebabkan oleh tekanan yang berlawanan dari kawat. Jika arus bolak-balik, tekanan sebaliknya disebut impedansi.
Impedansi adalah vektor, atau kuantitas dua dimensi, yang terdiri dari resistansi dan reaktansi (reaksi dari medan listrik yang terbentuk terhadap perubahan arus). Jika arusnya searah, tekanan sebaliknya disebut resistansi.
Hal ini dapat dicapai dengan memilih kabel yang tepat, dan dengan berhati-hati dalam penggunaan kabel ekstensi dan perangkat serupa.
Ada empat penyebab utama jatuh tegangan:
1. Pilihan bahan yang digunakan untuk kawat. Perak, tembaga, emas, dan aluminium adalah beberapa logam dengan konduktivitas listrik terbaik. Tembaga dan aluminium adalah bahan yang paling umum digunakan untuk kabel karena harganya yang relatif rendah dibandingkan dengan perak dan emas. Tembaga adalah konduktor yang lebih baik daripada aluminium dan akan memiliki penurunan tegangan yang lebih sedikit daripada aluminium untuk panjang dan ukuran kawat tertentu.
Ukuran kawat merupakan faktor penting lainnya dalam menentukan penurunan tegangan. Ukuran kawat yang lebih besar (yang berdiameter lebih besar) akan memiliki penurunan tegangan yang lebih sedikit daripada ukuran kawat yang lebih kecil dengan panjang yang sama. Dalam pengukur kawat Amerika, setiap penurunan 6 pengukur menggandakan diameter kawat, dan setiap penurunan 3 pengukur menggandakan luas penampang kawat. Dalam skala Meteran Metrik, pengukurnya adalah 10 kali diameter dalam milimeter, jadi kawat metrik pengukur 50 akan berdiameter 5 mm.
2. Penurunan tegangan listrik disebabkan panjang kawat. Kabel yang lebih pendek akan memiliki penurunan tegangan yang lebih sedikit daripada kabel yang lebih panjang untuk ukuran kabel yang sama. Penurunan tegangan listrik menjadi penting ketika panjang kawat atau kabel menjadi sangat panjang.
Biasanya ini bukan masalah di sirkuit di dalam rumah, tetapi bisa menjadi masalah saat memasang kabel ke bangunan luar, pompa sumur, dll.
3. Jumlah arus yang dibawa dapat mempengaruhi tingkat penurunan tegangan; peningkatan arus melalui kawat menghasilkan penurunan tegangan listrik yang meningkat. Daya dukung arus sering disebut sebagai ampacity, yang merupakan jumlah maksimum elektron yang dapat didorong pada satu waktu – kata ampacity adalah kependekan dari kapasitas ampere.
Ampacity kawat tergantung pada sejumlah faktor. Bahan dasar dari mana kawat dibuat, tentu saja, merupakan faktor pembatas yang penting. Jika arus bolak-balik dikirim melalui kabel, kecepatan bolak-balik dapat mempengaruhi ampacity. Suhu di mana kawat digunakan juga dapat mempengaruhi ampacity.
Kabel sering digunakan dalam bundel, dan ketika disatukan, panas total yang dihasilkannya berpengaruh pada ampacity dan penurunan tegangan. Ada aturan ketat tentang bundling kabel yang harus diikuti untuk alasan ini.
4. Pemilihan kabel yang tepat. Kabel harus mampu membawa beban arus yang dikenakan padanya tanpa terlalu panas. Itu harus dapat melakukan ini dalam kondisi suhu paling ekstrem yang akan dihadapinya selama masa kerjanya. Selain itu harus menawarkan pembumian yang cukup baik untuk (i) membatasi tegangan di mana orang terpapar ke tingkat yang aman dan (ii) memungkinkan arus gangguan membuat sekring trip dalam waktu singkat.
Perhitungan drop tegangan listrik:
Hukum Ohm adalah hukum yang sangat mendasar untuk menghitung jatuh tegangan:
Vdrop = I·R
di mana:
I: arus yang melalui kawat, diukur dalam ampere
R: resistansi kabel, diukur dalam ohm
Resistansi kabel sering diukur dan diberikan sebagai resistansi spesifik panjang, biasanya dalam satuan ohm per kilometer atau ohm per 1000 kaki. Juga, kawatnya tersandung. Oleh karena itu, rumus untuk rangkaian fase tunggal atau arus searah menjadi:
Vdrop = 2·I·R·L
Rumus untuk rangkaian tiga fasa menjadi:
Vdrop = 3·I·R·L
di mana:
I: arus yang melalui kawat
R: resistansi panjang spesifik kabel
L: panjang satu arah
