Рассмотрим случай подключения видеокарты к блоку питания компьютера с выходным напряжением 12 В.
Расчет потерь напряжения в кабелях блока питания
где ρ0 = 0,01724…0,01800 – удельное сопротивление меди, Ом·м/мм2; Lпр – длина провода, м; Sпр – сечение провода, мм2.
В случае нагрузки с освещением, полупроводниковой техникой и т.п. коэффициент мощности (косинус «фи», power factor) будет менее 1. В среднем, он может составлять 0,6…0,98, в зависимости от типа нагрузки, питающих кабелей, протяженности линии и т.п. Тогда значения полной, активной и реактивной мощности системы, соответственно, составят:
Сопротивление одного провода питающего светодиодную ленту будет равно (в нашем случае одноцветной ленты их два):
В соответствии с ГОСТ 13109-97 о показателях и нормах качества электрической энергии в электрических сетях систем электроснабжения общего назначения допустимая перегрузка по току может составлять 30%. В связи с этим максимальный ток через систему будет равен:
Тогда падение напряжения на 12 проводах питания видеокарты составит:
В приведенных выше расчетах не учитывались возможная компенсация реактивной мощности в блоке питания, индуктивные и емкостные сопротивления провода, видеокарты, потери в самой карте, потери в местах подключения кабелей и переходников/удлинителей.
Примеры расчетов
1. Рассчитаем падение напряжения для разных длин провода питания видеокарты мощностью 180 Вт. Примем коэффициент мощности равный 0,8, учитывающий возможные потери в системе. В этом случае падение напряжения на проводах составит:
Исходя из полученных данных можно сделать вывод о том, что для питания видеокарты энергопотреблением 180 Вт достаточно сечение провода принять равным 0,75 мм2 (с учетом длины не более 1,0 м).
2. Рассчитаем падение напряжения для разных длин провода питания видеокарты мощностью 250 Вт. Примем коэффициент мощности равный 0,8, учитывающий возможные потери в системе. В этом случае падение напряжения на проводах составит:
Исходя из полученных данных можно сделать вывод о том, что для питания видеокарты энергопотреблением 250 Вт достаточно сечение провода принять равным 0,75 мм2 (с учетом длины не более 0,7 м). Для длины питающих проводов до 1 м рекомендуется использовать сечение 1,0 мм2.
Выводы
Для подключения к блоку питания современных видеокарт необходимо использовать медный луженый провод сечением не менее 0,75 или 0,823 мм2 (18 AWG). Для питания профессиональных видеокарт с потреблением более 350 Вт рекомендуется использовать провод сечением не менее 1,0 мм2.
Все расчеты сделаны с учетом низкого коэффициента мощности (cos ϕ = 0,8) и с учетом возможной допустимой перегрузки по току 11% от питающей сети. Однако, следует обратить внимание на то, что в современных блоках питания коэффициент мощности в рабочем диапазоне близок к единице. Это дает дополнительный 15-20% запас по рассчитанным потерям напряжений и длинам питающих кабелей.
Необходимые кабели можно посмотреть в разделе "Кабели".
3. Рассчитаем падение напряжения для разных длин провода питания видеокарты мощностью 320 Вт. Примем коэффициент мощности равный 0,8, учитывающий возможные потери в системе. В этом случае падение напряжения на проводах составит:
Исходя из полученных данных можно сделать вывод о том, что для питания видеокарты энергопотреблением 320 Вт достаточно сечение провода принять равным 0,75 мм2 (с учетом длины не более 0,7 м). Для длины питающих проводов до 1 м рекомендуется использовать сечение 1,0 мм2.
