Quiero encender un dispositivo lejos de la fuente de voltaje a 2 kilómetros. Mi dispositivo funciona a 24VDC o 48VDC / 35W.
Necesito saber cómo es posible amplificar el voltaje de 24Vdc a 240Vdc o superior. De esta manera, la corriente necesaria es menor y la pérdida debido a la resistencia también.
No sé cómo especificar las características de mi cable actual.
¿Hay algo que me ayude a alcanzar este objetivo?
Necesita un convertidor elevador para elevar su 24V DC a 240V DC. Debido a que estos no son 100% eficientes, es probable que la potencia para suministrar 240 V CC a 35 vatios sea aproximadamente 40 vatios.
Luego, debe volver a convertirlo a (digamos) 24 voltios en el extremo distante y esto probablemente signifique que la potencia de entrada total será de aproximadamente 45 vatios.
Con 40 vatios a 240 VCC "bombeados" al cable por el amplificador, la corriente será de 167 mA y ahora debe decidir el calibre del cable: -
Si elige AWG 24, tiene 84.2 ohmios por 1000 m. Duplique esto para la ruta de retorno y multiplíquelo por 2 para una longitud de 2 km y obtendrá una resistencia total de 337 ohmios; esto debe proporcionar 167 mA a la carga y, en consecuencia, perderá voltaje en el camino.
La ley de ohmios simple le dice que los voltios perdidos son 0.167 x 436 ohmios = 56 voltios. Esto debería agregarse a los 240 V CC que genera con el convertidor elevador, por lo que inmediatamente está buscando generar más de 296 voltios en lugar de 240 voltios.
Eso no es un problema para la carga (o el cable) pero su potencia de entrada ha aumentado a unos 50 vatios.
El AWG 16 tiene una resistencia de bucle de 2 km de solo 53 ohmios, por lo que puede elegir esto en su lugar. Con 167 mA fluyendo, la caída del voltio será de aproximadamente 8.8 voltios, así que quizás esta sea una mejor opción.
Espero que esto le ayude a entender el proceso iterativo de elegir el cable adecuado para su presupuesto de energía.
35 vatios a 48 VCC equivale a unos 730 miliamperios en la carga con 48 voltios a través de ella, por lo que para especificar el cable debe conocer la tolerancia permitida en el voltaje de entrada a la carga.
Ejecutarlo a un voltaje más alto le permitirá usar un cable de diámetro más pequeño, así que solo por el bien de este ejercicio, digamos que la especificación de los 48 voltios es de +/- 10% y el dispositivo es lineal, por lo que con 43,2 voltios a través de él dibujará 657 miliamperios de la fuente.
Con una fuente de 48 voltios dando servicio a la carga y solo 43.8 voltios al llegar a la carga, el cable entre la fuente y la carga debe dejar caer la diferencia de 4.8 voltios y, con 657 miliamperios en funcionamiento, representa una resistencia de 7.3 ohmios en la carrera de 4 kilómetros (ida y vuelta).
Eso es aproximadamente 1,83 ohmios por kilómetro, por lo que, al examinar una tabla de alambre de cobre, encontramos que el número 7 AWG, a 1,634 ohmios por kilómetro, llenará la factura, pero el inconveniente es que será caro hacerlo de esa manera .
Otra forma menos costosa y, quizás, más sensata de hacerlo, si la red eléctrica de CA no está disponible en la ubicación remota, sería enviar energía de la red a través de un cable de un diámetro mucho menor desde la ubicación local a la ubicación remota y convertirla a 24 o 48 voltios DC allí; la advertencia es, por supuesto, que está ejecutando un voltaje moderadamente alto en una ruta bastante larga donde pueden ocurrir muchas cosas adversas.
Como, por ejemplo, un bebé que mastica el cable.