چرا کابل بلند باعث کاهش توان میشه

کابل بلند به چند دلیل باعث کاهش توان (افت توان) می‌شود:

**1. مقاومت کابل:**

* **مقاومت ذاتی:** هر ماده‌ای (حتی بهترین رساناها) مقداری مقاومت الکتریکی دارد. کابل‌های بلندتر، طول بیشتری از این مقاومت را در مسیر جریان قرار می‌دهند.
* **رابطه مقاومت و طول:** مقاومت الکتریکی یک رسانا (کابل) مستقیماً با طول آن متناسب است. یعنی هرچه کابل بلندتر باشد، مقاومت آن بیشتر است.
* **قانون اهم:** طبق قانون اهم (V=IR)، ولتاژ (V) برابر است با جریان (I) ضربدر مقاومت (R). وقتی مقاومت افزایش می‌یابد (در کابل بلند)، برای حفظ همان جریان، به ولتاژ بیشتری نیاز است. اگر ولتاژ منبع ثابت باشد، جریان کاهش می‌یابد.
* **افت ولتاژ:** عبور جریان از یک مقاومت (مانند کابل) باعث افت ولتاژ می‌شود. این افت ولتاژ، توانی است که در کابل به صورت گرما تلف می‌شود و به بار (دستگاه متصل به انتهای کابل) نمی‌رسد.

**2. تلفات دی الکتریک (در کابل‌های AC):**

* **خازن:** کابل‌ها، به خصوص کابل‌های AC (جریان متناوب)، بین هادی (سیم) و عایق، خاصیت خازنی دارند.
* **تلفات دی الکتریک:** در ولتاژهای AC، عایق (دی الکتریک) بین هادی‌ها انرژی را جذب و آزاد می‌کند. این فرآیند باعث ایجاد گرما و تلفات توان می‌شود.
* **کابل بلندتر = خازن بزرگتر:** کابل‌های بلندتر، ظرفیت خازنی بیشتری دارند و در نتیجه تلفات دی الکتریک بیشتری خواهند داشت.

**3. اثر پوستی (در کابل‌های AC با فرکانس بالا):**

* **توزیع غیر یکنواخت جریان:** در فرکانس‌های بالا، جریان AC تمایل دارد بیشتر در سطح کابل (پوست کابل) جریان پیدا کند و از مرکز آن عبور نکند.
* **افزایش مقاومت موثر:** این پدیده باعث می‌شود مقاومت موثر کابل افزایش یابد، زیرا از تمام سطح مقطع کابل برای عبور جریان استفاده نمی‌شود.
* **کاهش توان:** افزایش مقاومت موثر، منجر به افزایش افت ولتاژ و کاهش توان می‌گردد.

**4. القایی:**

* **ایجاد میدان مغناطیسی:** عبور جریان از یک کابل باعث ایجاد میدان مغناطیسی در اطراف آن می‌شود.
* **خود القایی:** تغییرات جریان در کابل، باعث القای ولتاژ در خود کابل می‌شود که این ولتاژ القایی، با جریان اصلی مخالفت می‌کند.
* **کاهش جریان:** این پدیده باعث کاهش جریان و در نتیجه کاهش توان در انتهای کابل می‌شود.

**به طور خلاصه:**

کابل‌های بلند به دلیل افزایش مقاومت، تلفات دی الکتریک (در AC)، اثر پوستی (در AC با فرکانس بالا) و پدیده القایی، باعث افت ولتاژ و جریان می‌شوند و در نتیجه، توان کمتری به دستگاه متصل در انتهای کابل می‌رسد.

**راهکارهایی برای کاهش افت توان در کابل‌های بلند:**

* **استفاده از کابل‌های با قطر بیشتر:** افزایش قطر کابل، مقاومت آن