電圧降下をマスター: 高機能計算機、実践例、NEC基準

高機能電圧降下計算機（解説例 & 公式付き）

許容電圧降下とは？

NEC（全米電気規格）[210.19 A (1)] FPN番号4 および [215.2 A (3)] FPN番号2 によると、幹線の許容電圧降下は3%、最終分岐回路および分岐回路の許容電圧降下は5%とされ、適切かつ効率的な運用のための基準となっています。

例えば、電源電圧が 110V の場合、許容電圧降下の値は以下のようになります。
許容電圧降下 = 110 × (3/100) = 3.3V。

電気配線工事における適切なケーブルサイズの選定（SI単位系と英国単位系、例題付き）については既に解説済みです。同記事内で電圧降下計算と公式、オンラインケーブルサイズ計算機も説明しています。

本記事では、オンライン高機能電圧降下計算機と電圧降下公式を、解説例付きで詳細に紹介します。

知っておくと良いこと: 計算機の下部にある全説明をお読みください。電圧降下計算公式は複数あり例題も豊富です。さらに、電圧降下を計算する非常にシンプルな方法も紹介しています。

合わせてチェック:

• 電線・ケーブルサイズ計算機 (銅 & アルミ)
• AWG単位 電線・ケーブルサイズ計算機

電圧降下計算機（高機能版）

値を入力し「計算」をクリック。結果が表示されます

注: この計算機は無料Androidアプリ「Electrical Technology」でも利用可能です

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電圧降下公式と計算

基本電圧降下公式

基本的な電気的電圧降下公式は、

V_D = I × R …… (オームの法則)。

各記号の意味：

• V_D = 電圧降下 (V)
• I = 電流 (A)
• R = 抵抗 (Ω)

しかし、この基本式だけでは対応できないケースが多々あります（理由は以下のケース参照）。

鋼管コンduit配線の電圧降下公式

力率1、ケーブル温度75℃、鋼管内のケーブル導体という条件での近似電圧降下公式です。

V_D = (2 × k × Q × I × D) / cm （単相）

V_D = (1.732 × k × Q × I × D) / cm （三相）

各記号：

• cm = 導体の断面積 (サーキュラミル)
• D = 片道距離 (フィート)
• I = 回路電流 (A)
• Q = 交流抵抗と直流抵抗の比 (R_AC/R_DC) - 2/0より太い導体のスキン効果用
• k = 固有抵抗率 = アルミ21.2、銅12.9

単相および直流回路の電圧降下公式

電線長がフィート単位の場合

V_D = I × R

V_D = I × (2 × L × R / 1000)

各記号：

• V_D = 電圧降下 (V)
• I = 電線電流 (A)
• R = 電線抵抗 (Ω) [Ω/kft]
• L = 電線距離 (フィート)

電線長がメートル単位の場合

V_D = I × (2 × L × R / 1000)

各記号：

• V_D = 電圧降下 (V)
• I = 電線電流 (A)
• R = 電線抵抗 (Ω) [Ω/km]
• L = 電線距離 (メートル)

三相システムの電圧降下計算と公式

• 三相3線式システム（デルタ結線）

V_D = 0.866 × I × R

V_D = 0.866 × I × 2 × L × R / 1000

• 三相4線式システム（スター結線）

V_D = 0.5 × I × R

V_D = 0.5 × I × 2 × L× R/ 1000

各記号：

• V_D = 電圧降下 (V)
• I = 電線電流 (A)
• R = 電線抵抗 (Ω) [Ω/km または Ω/kft]
• L = 電線距離 (メートルまたはフィート)

電線断面積の計算

キロサーキュラミル (kcmil) での電線断面積

A_n = 1000×d_n² = 0.025 × 92^(36-n)/19.5

各記号：

• A_n = 「n」ゲージ電線サイズの断面積 (kcmil)
• kcmil = キロサーキュラミル
• n = ゲージ番号
• d = 電線径の2乗 (in²)

平方インチ (in²) での電線断面積

A_n = (π/4)×d_n² = 0.000019635 × 92^{(36–n)/19.5}

各記号：

• A_n = 「n」ゲージ電線サイズの断面積 (in²)
• n = ゲージ番号
• d = 電線径の2乗 (in²)

平方ミリメートル (mm²) での電線断面積

A_n = (π/4) ×d_n² = 0.012668 × 92^(36-n)/19.5

各記号：

• A_n = 「n」ゲージ電線サイズの断面積 (mm²)
• n = ゲージ番号
• d = 電線径の2乗 (mm²)

合わせて読みたい: ケーブル故障の特定方法？ ケーブル故障、種類、原因

電線径の計算

• 電線径 (インチ) 公式

d_n = 0.005 × 92^(36-n)/39 …. インチ

「n」はゲージ番号、「d」は電線径 (インチ)。

• 電線径 (mm) 公式

d_n = 0.127 × 92^(36-n)/39 …. ミリメートル (mm)

「n」はゲージ番号、「d」は電線径 (mm)。

電線抵抗計算公式

(1) R_n = 0.3048 × 10⁹ × ρ / (25.4² × A_n)

各記号：

• R = 電線導体抵抗 (Ω/kft)
• n = ゲージ番号
• ρ (ロー) = 固有抵抗率 (Ω·m)
• A_n = nゲージの断面積 (in²)

または;

(2). R_n = 10⁹ × ρ/ A_n

各記号：

• R = 電線導体抵抗 (Ω/km)
• n = ゲージ番号
• ρ (ロー) = 固有抵抗率 (Ω·m)
• A_n = nゲージの断面積 (mm²)

ケーブル末端電圧の公式と計算

V_End = V − V_D

各記号：

• V_End = ケーブル末端の電源電圧
• V = 電源電圧
• V_D = ケーブル導体の電圧降下

サーキュラミルでの電圧降下計算公式

V_D = ρ × P × L × I / A

各記号：

• V_D = 電圧降下 (V)
• ρ = 固有抵抗率 (Ω・サーキュラミル/フィート)
• P = 位相定数 = 2 (単相・直流系)、√3 = 1.732 (三相系)
• L = 電線長 (フィート)
• A = 電線面積 (サーキュラミル)

銅導体の電圧降下計算方法（単相・三相）

銅導体の電圧降下は、以下のシンプルな公式と次の表を用いて計算できます。

V_D = f × I … L = 100フィート

各記号：

• f = 以下の表からの係数
• I = 電流 (A)
• L = 導体長 (フィート) (100フィート)

(表の下の解説例を参照して理解を深めてください)

電圧降下計算の解説例

例題: 電圧220V単相、電流5A、導体長100フィート、電線ゲージ(AWG)#8 の場合、電圧降下を計算せよ。

解答:

以下の公式で電圧降下を求める
V_D = f × I … L = 100フィート

上表より #8 AWG導体の係数は 0.125。この値を公式に代入。

V_D = 0.125 × 5A × (100フィートの場合)
V_D = 電圧降下 = 0.625V.

注: 上記電圧降下計算機は近似値を提供します。実際のケーブル、導体、線材、材料抵抗率、撚線数、温度・気象条件、コンduit、PVC等により結果が変わるため、100%の精度を保証するものではありません。

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