PLC ve Otomasyon · Yeni
4–20 mA Akım Döngüsü Gerilim Bütçesi ve Yük Direnci
Besleme gerilimi, vericinin en düşük gerilimi, PLC giriş direnci ve kablo uzunluğundan 4–20 mA döngüsünün gerilim payını ve en büyük yük direncini bulun.
Nasıl çalışır?
4–20 mA döngüsü bir seri devredir: güç kaynağı, verici, kablo ve PLC girişi aynı akımı taşır. Verici akımı ayarlar ama bunu yapabilmesi için kendi uçlarında en az bir gerilim (Umin) kalmalıdır. Geri kalan gerilim, döngüdeki dirençlerin üstünde düşer: U = I · R.
En zor an akımın en büyük olduğu andır. 20 mA’da 250 Ω giriş direnci tek başına 5 V düşürür; buna kablo, gösterge ve bariyer eklenir. Toplam, beslemeden vericinin Umin değeri çıkarıldıktan sonra kalan gerilimi aşarsa verici 20 mA’ya ulaşamaz ve ölçüm üst bölgede “tavana yapışır”.
Vericilerin veri sayfasındaki yük çizgisi aynı hesabı gösterir: RL max = (Us − Umin) / 0,020 A. Örneğin 24 V besleme ve 12 V Umin ile en çok 600 Ω bağlanabilir. Arıza durumunda vericiler 21 mA ve üstüne çıktığı için bu akımda da pay bırakmak iyi bir alışkanlıktır.
- 20 mA’da gereken gerilim
- 17,14 V
- Kablo direnci (gidiş-dönüş)
- 7,12 Ω
- Toplam döngü direnci
- 257,1 Ω
- İzin verilen en büyük döngü direnci RL max
- 600 Ω
- PLC girişindeki gerilim (20 mA)
- 5 V
- Bu kesitle en uzun kablo (tek yön)
- 4.916 m
- 21 mA’da kalan pay
- 6,6 V
Kablo direnci 20 °C bakır içindir; sıcak ortamda direnç artar. Barier ve izolatörlerin düşümü veri sayfasından alınır.
Formül ve Varsayımlar
- 20 mA’da gereken gerilim: U = Umin(verici) + U(ek düşümler) + 0,020 · (R_giriş + R_kablo + R_ek).
- Kablo direnci gidiş-dönüş: R_kablo = 2 · L · ρ / S; bakırda ρ = 0,0178 Ω·mm²/m (20 °C).
- İzin verilen en büyük döngü direnci: RL max = (Us − Umin − U_ek) / 0,020 A.
- Örnek: 24 V, verici 12 V, 250 Ω, 100 m · 0,5 mm² → kablo 7,12 Ω, gereken 17,14 V, pay 6,86 V, RL max 600 Ω.
- Arıza sinyali (NAMUR NE 43, 21 mA ve üstü) de taşınabilsin diye 21 mA’daki pay ayrıca gösterilir.
Kaynak: NAMUR NE 43 · IEC 60381-1 (analog akım sinyalleri). Son kontrol 03.11.2026. Sonuçlar ön boyutlandırma içindir.