DC 전원 케이블 전압강하·손실 계산기 사용 안내
계산 과정
기본 입력값으로 계산하면 케이블 끝 부하 도달전압은(는) 4.7 V입니다. 항목별 내역은 위 표에서 확인할 수 있습니다.
결과가 실제와 달라지는 경우
- 편도 길이를 이미 왕복 길이로 측정해 넣으면 도체 저항을 두 번 계산합니다. 전원에서 기기까지 2m 케이블은 전류가 나가는 선과 돌아오는 선을 지나므로 계산상 도체 길이가 4m가 됩니다.
- AWG만으로 미터당 저항이 하나로 고정되지는 않습니다. 순동과 동도금 알루미늄, 연선 구조, 실제 단면적, 20°C와 고온 상태가 모두 저항을 바꾸므로 판매 문구보다 제조사 저항 사양이나 실측값이 정확합니다.
- USB-C PD처럼 전압 협상을 하는 장치는 케이블 손실이 커지면 충전기가 출력전압을 보상하거나 기기가 전류를 낮출 수 있습니다. 이 계산은 입력한 전압과 전류가 일정한 정적 상태이며 제어 루프의 반응을 예측하지 않습니다.
- 커넥터 접촉저항은 오염, 마모, 체결 압력과 온도에 따라 급증할 수 있습니다. 새 커넥터 총 0.02Ω으로 계산해도 느슨한 한 접점이 0.1Ω이 되면 3A에서 그 접점만 0.9W를 내 열화가 더 빨라질 수 있습니다.
- 교류 고주파 신호 케이블의 삽입손실, 임피던스 불일치와 표피효과는 이 DC 저항 모델로 계산할 수 없습니다. HDMI·이더넷의 데이터 오류나 RF 동축 감쇠는 주파수별 dB 사양을 사용해야 합니다.
알아두면 좋은 기준
- 옴의 법칙에 따라 전압강하는 전류×저항입니다. 기본값에서 왕복 도체 저항은 2m×2×0.02Ω/m=0.08Ω이고 커넥터 0.02Ω를 더하면 총 0.10Ω입니다.
- 5V에서 3A가 흐르고 총저항이 0.10Ω이면 0.30V가 떨어져 부하에는 4.70V가 도달합니다. 손실은 I²R이므로 3²×0.10=0.90W이며 공급전력 15W의 6%입니다.
- 전류가 두 배가 되면 전압강하는 두 배지만 발열 손실은 네 배가 됩니다. 같은 0.10Ω 케이블에서 3A 손실은 0.9W, 6A 손실은 3.6W라 고전류에서 굵은 도체와 낮은 접촉저항이 특히 중요합니다.
- 전압강하율의 허용범위는 기기 입력 규격과 시스템 설계에 따라 다릅니다. 공통 3%나 5%를 이 도구에 고정하지 않았으므로 계산된 도달전압을 해당 기기의 최소 입력전압과 직접 비교해야 합니다.
자주 묻는 질문
USB 케이블이 길수록 충전이 느려지는 이유가 무엇인가요?
같은 굵기라면 길이에 비례해 저항과 전압강하가 늘어납니다. 0.02Ω/m 도체의 편도 1m와 3m는 왕복 도체 저항이 각각 0.04Ω와 0.12Ω이고, 3A에서는 도체에서만 0.12V와 0.36V가 떨어집니다.
케이블 저항은 멀티미터로 바로 재면 되나요?
일반 멀티미터의 리드와 접점 저항이 짧고 굵은 케이블 저항과 비슷할 수 있습니다. 가능하면 일정 전류를 흘려 양끝 전압차를 재어 R=V/I로 구하거나 4선식 저항 측정을 사용하고, 커넥터를 포함했는지 구분하세요.
계산된 부하 도달전압이 음수로 나오면 실제로 음전압이 생기나요?
아닙니다. 입력한 전류를 그 전압원과 저항 경로에서 유지할 수 없다는 뜻입니다. 실제 전원은 전류 제한에 걸리거나 기기가 꺼져 전류가 줄어듭니다. 전류, 케이블 저항, 전원 출력능력을 다시 확인해야 합니다.