Στο παρόν άρθρο θα ασχοληθούμε με την ΠΤΩΣΗ ΤΑΣΗΣ. Την ακούμε αρκετά συχνά αλλά ξέρουμε περί τίνος πρόκειται;

Ας ξεκινήσουμε φέροντας στο μυαλό μας τι είναι η τάση ή η διαφορά δυναμικού. Είναι τα βολτ (Volt V). Είναι η αιτία που θα εμφανιστεί το ρεύμα (Αμπέρ Α) αν υπάρχει η σωστή καλωδίωση. Αν έχουμε την καλωδίωση αλλά δεν υπάρχει η τάση, τότε ΔΕΝ εμφανίζεται το ρεύμα. Συνεπώς πρέπει να υπάρχει τάση για να εμφανιστεί το ρεύμα.

Αυτή την τάση μάς την παρέχει η μπαταρία του μηχανήματός μας και είναι η ονομαστική τάση της, συνήθως 12V. Έχουμε δηλαδή 12V στα άκρα, στους πόλους της μπαταρίας και είμαστε έτοιμοι να τροφοδοτήσουμε το φορτίο μας.

Ας υποθέσουμε ότι έχουμε ένα προβολέα με λυχνία ιωδίου 50W. Η λυχνία θέλει ρεύμα I = P/V = 50/12 = 4,17A για να λειτουργήσει. Μόλις τροφοδοτήσουμε τον προβολέα με ρεύμα (κλείνοντας το διακόπτη) τα 4,17Α ξεκινούν από την μπαταρία και πηγαίνουν προς τη λυχνία του προβολέα για της δώσουν την ενέργεια που απαιτείται. Στο δρόμο όμως μέσα στις καλωδιώσεις, στις επαφές του διακόπτη, στους ακροδέκτες, κλπ, «ζορίζονται» και χάνουν κάποια από την ενέργεια που μεταφέρουν. Φτάνουν τελικά στη λυχνία του προβολέα, αποδίδουν όση ενέργεια μπορούν και επιστρέφουν στην μπαταρία, συνεχίζοντας και πάλι να χάνουν ενέργεια. Εκεί ανακτούν τα αποθέματα και ξεκινούν πάλι για τη λυχνία.

Αυτό το χάσιμο της ενέργειας που απλοϊκά περιγράφηκε πριν, είναι η πτώση τάσης. Θα προσπαθήσουμε με απλές αριθμητικές πράξεις να δείξουμε τι πραγματικά συμβαίνει. Αν τα καλώδια έχουν μια αντίσταση περίπου 0,1Ω, οι ακροδέκτες και οι επαφές συνολικά 0,2Ω (αριθμοί αρκετά μεγάλοι) τότε έχουμε συνολική αντίσταση 0,1+0,2 = 0,3Ω που «φορτίζουν» επιπλέον το ρεύμα μας των 4,17Α στην πορεία του προς τη λυχνία. Η πτώση τάσης που εμφανίζεται είναι 0,3 x 4,17 = 1,25V. Δηλαδή τελικά στη λυχνία μας φτάνουν 12-1,25 = 10,75V. Αυτή λοιπόν είναι η πτώση τάσης. Ξεκινούν 12V και τελικά προσδίδονται στη λυχνία 10,75V. Η λυχνία θα λειτουργήσει αλλά όχι βέλτιστα διότι θέλει 12V.

Αλλά το πρόβλημα που υπάρχει είναι αλλού. Η πτώση τάσης είναι απώλεια ενέργειας με τη μορφή θερμότητας. Στην συγκεκριμένη περίπτωση έχουμε μια ισχύ ίση με Pαπώλ = Vπτωσης x Ι = 1,25 x 4,17 = 5.2W, όχι και πολύ ανησυχητική τιμή. Αν όμως είμαστε στο κύκλωμα της μίζας και μια επαφή του ακροδέκτη ή του μποτόν μίζας ή η καλωδίωση η ίδια εμφανίσει μια αντίσταση της τάξης των 0,1Ω και το ρεύμα μας είναι της τάξης των 300Α τότε η απώλεια είναι P = I2 x R = 3002 x 0,1 = 9.000W = 9kW ικανή να προκαλέσει πυρκαγιά και ολική καταστροφή. (Οι διάφοροι μαθηματικοί τύποι που χρησιμοποιούνται μπορεί να φαίνονται διαφορετικοί αλλά είναι στην ουσία ισοδύναμοι. Ας μείνουμε μόνο στα αποτελέσματα).

Γι’ αυτόν λοιπόν το λόγο προσέχουμε πάντα οι ηλεκτρικές επαφές να είναι καλά σφιγμένες και τα καλώδια να είναι όσο «χοντρά» χρειάζεται για την κάθε περίσταση. Διότι όλα αυτά συνεισφέρουν στην πτώση τάσης και σε τοπικές υπερθερμάνσεις που μπορεί να είναι πολύ επικίνδυνες.

Σισμανίδης Δ. Πασχάλης

Διπλ. Ηλεκτρολόγος Μηχανικός Α.Π.Θ., Msc