Gerilim düşümü hesabı: formül, %1,5 ve %3 sınırı, hazır tablolar

Kısa cevap: Gerilim düşümü, akım kablodan geçerken kablonun direnci yüzünden hattın sonunda gerilimin baştakinden düşük olmasıdır. Monofazede %e = (2 × L × P × 100) ÷ (k × S × U²), trifazede %e = (L × P × 100) ÷ (k × S × U²) ile hesaplanır (L metre, P watt, S mm², bakırda k = 56, U 230 ya da 400 V). Türkiye'de iç tesisatta sayaçtan sonra aydınlatma hatlarında %1,5, kuvvet hatlarında (motor, ısıtıcı, şarj cihazı) %3 sınırı esas alınır. Aşağıdaki tablolar, hesap yapmadan hangi kesitle kaç metre gidebileceğinizi gösterir.

Gerilim düşümü nedir, neden olur?

Her kablonun küçük de olsa bir direnci vardır. Akım geçtiğinde bu direnç üzerinde gerilim kaybolur ve ısıya dönüşür (Ohm yasası: ΔU = I × R). Kablonun direnci uzunlukla artar, kesitle azalır. Bu yüzden gerilim düşümü üç şeye bağlıdır: hattın uzunluğu, çekilen akım ve kablo kesiti. Bakırın iletkenliği alüminyumdan yüksektir; aynı hatta alüminyum kablo daha çok düşüm yapar.

Belirtileri: hattın sonundaki lambalar sönük yanar ya da titrer, LED sürücüler kapanıp açılır, motor ve kompresörler zor kalkar ve ısınır, elektrikli araç şarj cihazı gücünü düşürür ya da "düşük gerilim" hatası verir. Gevşek bir klemens ya da oksitlenmiş bir bağlantı da tek başına büyük düşüm yapar; bu noktalar ısınır ve yangın riski oluşturur.

Gerilim düşümü formülü

Bakır kablo, omik yük (LED, ısıtıcı, şarj cihazı; cos φ ≈ 1) için:

• Monofaze (230 V): %e = (2 × L × P × 100) ÷ (k × S × U²)
• Trifaze (400 V): %e = (L × P × 100) ÷ (k × S × U²)
• Volt olarak, monofaze: ΔU = (2 × L × I) ÷ (k × S)
• Volt olarak, trifaze: ΔU = (√3 × L × I) ÷ (k × S)

L hattın tek yön uzunluğudur (metre), P watt, I amper, S kesit (mm²), k iletkenlik (bakır 56, alüminyum 35). Monofazede akım gidip döndüğü için formülde 2 vardır. Motor gibi endüktif yüklerde akım formülünde cos φ (genellikle 0,8–0,85) çarpan olarak eklenir.

Çözümlü örnek: 230 V, 16 A (3.680 W) priz hattı, 25 m, 2,5 mm². %e = (2 × 25 × 3.680 × 100) ÷ (56 × 2,5 × 230²) = 18.400.000 ÷ 7.406.000 ≈ %2,5. Volt olarak 2 × 25 × 16 ÷ (56 × 2,5) ≈ 5,7 V.

Gerilim düşümü yüzde kaç olmalı?

• Türkiye (Elektrik İç Tesisleri Yönetmeliği), sayaçtan sonra: aydınlatma hatlarında en çok %1,5, kuvvet hatlarında en çok %3.
• Uluslararası öneri (IEC 60364-5-52): şebekeden beslenen tesiste aydınlatmada %3, diğer yüklerde %5. "%3/%5 sınırı" olarak aranan değer budur; Türkiye'deki proje onayında yönetmelik değerleri esas alınır.
• Elektrikli araç şarjı saatlerce tam yükte sürdüğü için hattı %3'ün altında, uzun hatlarda mümkünse %2 civarında tutmak iyi uygulamadır.

Hazır tablo: hangi kesitle kaç metre gidilir? (monofaze 230 V)

Tablo bakır kablo ve sigortanın tam akımı için hesaplanmıştır. Gerçek yük daha düşükse mesafe aynı oranda uzar: akım yarıya inerse gidilebilecek uzunluk iki katına çıkar.

Trifaze (400 V) hatlarda en uzun mesafe

Aynı gücü trifaze taşımak, monofazeye göre gerilim düşümünü yaklaşık altıda bire indirir. Uzak bir yapıyı beslerken ya da 11–22 kW şarj cihazı kurarken trifazenin en büyük avantajı budur. Ayrıntı için monofaze ve trifaze farkı rehberine bakın.

12 V ve 24 V LED'de gerilim düşümü

Düşük gerilimde aynı güç için akım çok büyür, düşüm oranı da çok artar. 12 V'ta 0,36 V kayıp %3 eder; 230 V'ta bu kayıp fark edilmez bile. Sürücüden (trafodan) şerit LED'e giden kablo için en uzun mesafeler (bakır, %3 düşüm):

12 V'ta 2,5 A yaklaşık 30 W, 5 A 60 W, 8,3 A 100 W yüke karşılık gelir; 24 V'ta aynı akımlar iki kat güç taşır. Şeridin kendisinde de düşüm olur: uzun hatlarda şeridin sonu sararır ve sönükleşir. Çözüm, 12 V şeridi en fazla 5 m'de, 24 V şeridi en fazla 10 m'de bir yeniden beslemek, gerekirse iki uçtan ya da ortadan beslemektir. Uzun ve güçlü hatlarda 24 V (ya da 48 V) seçmek, kablo kesitini büyütmekten daha etkilidir. Sürücü gücü hesabı için şerit LED trafo hesabı rehberine bakın.

Örnek hesaplar

Bahçedeki müstakil yapı (garaj, bahçe evi), 50 m, monofaze 25 A: 6 mm² ile ΔU = 2 × 50 × 25 ÷ (56 × 6) ≈ 7,4 V, yani %3,2; sınırın üstünde. 10 mm² ile 4,5 V, %1,9'a iner. Aynı yapı trifaze 3 × 16 A ve 4 mm² ile beslenirse %1,6'da kalır.

Ev tipi şarj cihazı, 7,4 kW monofaze, 40 m: 6 mm² ile %3,3 çıkar; 10 mm² ile %2'ye iner. 11 kW trifaze cihaz aynı mesafede 4 mm² ile yaklaşık %1,2'de kalır. Şarj hattı hesabının tamamı için kablo kesiti hesabı rehberine bakın.

24 V şerit LED, 10 m × 14,4 W = 144 W (6 A), sürücü 5 m uzakta: 1,5 mm² ile 2 × 5 × 6 ÷ (56 × 1,5) ≈ 0,71 V, yani %3. Sürücüyü yaklaştırmak ya da 2,5 mm² kullanmak düşümü %1,8'e indirir.

Bahçe aydınlatması, 80 m hat boyunca 20 × 10 W LED armatür: Yük hat boyunca dağıldığı için hesap yarı uzunlukla (40 m) yapılır; 2,5 mm² ile düşüm %0,2 gibi çok küçük bir değerdir. LED armatürlerin gücü düşük olduğundan bahçe hatlarında sorun çoğunlukla kesit değil, nem ve bağlantı kalitesidir.

Gerilim düşümü nasıl azaltılır?

• Kesiti büyütün: kesit iki katına çıkınca düşüm yarıya iner.
• Uzun hatta ve yüksek güçte trifaze kullanın.
• Panoyu ya da ara dağıtım kutusunu yüke yaklaştırın; sürücüyü (trafoyu) LED'e yakın koyun.
• Düşük gerilimli LED'de 12 V yerine 24 V ya da 48 V seçin, uzun şeridi birkaç noktadan besleyin.
• Bakır kablo kullanın; alüminyumda aynı düşüm için yaklaşık 1,6 kat kesit gerekir.
• Klemensleri sıkın, eklerde uygun bağlantı elemanı kullanın; gevşek bağlantı hem düşüm hem ısınma yapar.

Gerilim düşümü nasıl ölçülür?

Multimetreyle önce yük yokken, sonra tam yükte (ör. şarj cihazı çalışırken ya da ısıtıcı açıkken) hattın sonundaki gerilimi ölçün. Aradaki fark hatta oluşan düşümdür; şebeke geriliminin kendisi gün içinde 220–240 V arasında değişebildiği için iki ölçümü art arda yapın. Pano içinde ölçüm yapmak tehlikelidir; bu işi yetkili bir elektrikçiye bırakın.

Sigorta seçimi için hangi hatta kaç amper sigorta rehberine bakabilirsiniz. Bursa'da yeni hat, şarj istasyonu ya da bahçe hattı için keşif ve projeyle elektrik taahhüt ve şarj istasyonu kurulumu hizmeti veriyoruz.

• → Kablo kesiti hesabı
• → Otomatik sigortalar
• → Şerit LED ürünleri