¿Cuál es la razón detrás de estas advertencias sobre los cables de extensión?

Digamos que sus cables de extensión tienen un área de sección transversal de 1 mm².

• La resistencia del bucle es de 33,6 mΩ/m.
• Un cable de 25 m tendrá una resistencia de bucle de 840 mΩ.
• La caída de voltaje a 11 A vendrá dada por V = IR = 11 x 0,84 = 9,24 V. En un suministro de 220 V, esta es una reducción del 4,2%.
• La potencia disipada como calor en el cable viene dada por P = VI o P = I²R = 11² x 0,84 = 102 W. Esto es un desperdicio de 4,2 % de potencia (como cabría esperar del cálculo anterior).
• Une cuatro cables para un recorrido de 100 m y solo obtendrás 220 - (9,24 x 4) = 183 V.

La situación es un poco más complicada de lo que sugieren los cálculos anteriores porque cuando agrega la resistencia del cable, la corriente también se reducirá. Para una carga de 2,4 kW, 220 V podemos calcular$R = \frac {V^2}{P} = \frac {220^2}{2400} = 20.2\ \Omega$. Agregue nuestra resistencia de cable de bucle de 100 m de 4 x 0,84 Ω y la resistencia total ahora es de 23,6 Ω, lo que da como resultado una corriente máxima de solo 9,3 A que a 183 V (calculado arriba) reduce la potencia a VI = 183 x 9,3 = 1700 W que es sólo el 71% de la potencia nominal. El término "cuadrado" en la ecuación de potencia hace que la pérdida de potencia sea proporcional al cuadrado de la pérdida de tensión.

Ahora a tus preguntas:

No utilice un cable de extensión de más de 25 m. ... y la herramienta no podría funcionar a plena potencia. Pero este argumento no me convence.

Déjate convencer por las matemáticas.

Todos los cables de extensión que he encontrado tienen una limitación de al menos 16 A, por lo que todavía hay bastante reserva.

Vea si puede encontrar el área de la sección transversal de esos cables y vuelva a calcular.

Además, la energía tiene que viajar mucho, mucho más lejos para llegar a mi casa, e incluso después del medidor, probablemente todavía se necesitan cerca de esos mismos 25 m para llegar a la toma de corriente.

Idealmente, su transformador local estará bastante cerca de su casa y, en Irlanda, la conexión utilizará un cable de al menos 25 mm². Puede hacerse una idea de la fuente de "resistencia" de su casa controlando el voltaje mientras enciende y apaga una carga grande, como un horno eléctrico y todas las placas.

No conecte en cadena los cables de extensión. ... el resto me parece prácticamente inapreciable.

Puede ser tolerable (dependiendo de su carga) pero no es despreciable.

¿Existe realmente una resistencia de contacto significativa?

Esto no suele ser un factor.

Asegúrese de que el cable de alimentación esté completamente desenrollado.

Nuestros cálculos mostraron que la potencia disipada en el cable es de 100 W. Con el cable bien enrollado, la temperatura de la bobina aumentará. Imagina que enrollas el cable alrededor de una bombilla de luz de filamento de 100 W: ¿qué temperatura crees que se alcanzará? ¿Estaría cerca de derretir el aislamiento?

Figura 1. Fuente: ¿Por qué es peligroso usar un cable de extensión en espiral ?

Mi sospecha es que tiene que ver con la resistencia inductiva.

El término que está buscando es "impedancia" para resistencia de CA. En realidad, habrá una inductancia casi nula ya que las corrientes viva y neutra están en direcciones opuestas y se cancelan. Usé este truco en el trabajo cuando necesitaba crear una carga de prueba para un suministro de 30 A, 30 V 50 Hz. Primero enrollamos una bobina de cable de 1,5 mm² con la resistencia correcta, pero realmente saltaba cuando lo encendimos. Cuando lo desenrollamos, lo doblamos por la mitad y lo rebobinamos, no hubo ningún zumbido.

Figura 2. Cancelación de inductancia. Vea mi respuesta a la pregunta vinculada anteriormente.

¿Pero es realmente tan fuerte? ... Necesita muchos bucles de alambre limpios y bien enrollados.

O una alta corriente en un bajo número de vueltas.

No hay leyes de la física que estén siendo violadas por ninguna de estas "reglas". Estas reglas deben considerarse "reglas generales". Por ejemplo, una bombilla de 10 W en el extremo de un cable de extensión de 26 m durante 20 minutos no causaría un peligro significativo debido al calentamiento resistivo, mientras que una carga de 15 A en el extremo de un cable de 24 m (muy dentro de las "reglas" de su pregunta ) funcionar las 24 horas del día puede ser una preocupación real.

Estas son sugerencias de seguridad de sentido común. Los cables de extensión están diseñados para uso temporal, y estas sugerencias son para ayudar al usuario común a estar seguro.

1. Si usa un cable de extensión de más de 25 m en un circuito derivado que apenas cumple con el requisito de voltaje a plena carga (220 V -6%, creo), el motor de la herramienta podría detenerse y consumir un exceso de corriente.

2. No eluda 1, además cada conexión tiene potencialmente una resistencia significativa asociada que reducirá más la longitud permitida.

3. Todo el calor de la resistencia de los cables está concentrado, lo que podría sobrecalentar el aislamiento y provocar un incendio.

En América del Norte, los códigos eléctricos (las normas que rigen este tipo de cosas) son una combinación de física, ingeniería y experiencia ganada con mucho esfuerzo.

Estás pidiendo respuestas basadas en la física, o quizás en la ingeniería. Particularmente para su (1) y (2), bien puede ser que los organismos reguladores notaron una mayor incidencia de resultados adversos de cables largos o cables en cascada, y establecieron la regla sobre esa base. Es decir, "Nos hemos dado cuenta de que las personas tienen un arco eléctrico y disparan cuando separan los cables acoplados, particularmente cuando estaban acostados sobre el césped" (ese es un ejemplo hipotético; no tengo idea de cuáles fueron los eventos adversos reales, si los hubo)

Gran parte de la regulación de seguridad eléctrica se basa en observar cómo se usan y abusan las tecnologías, no en ningún cálculo de primer principio.

Si es necesario, puede construir usted mismo cables de extensión de gran tamaño para tal uso. Si compra un cable de extensión de 15 amperios de grado de construcción de 100 pies, probablemente encontrará que ha sido sobredimensionado a calibre 12. Puede construir su propio cable de calibre 10 si le conviene, y siempre que se adapte a la caída de voltaje, debería estar bien. Tenga en cuenta que las advertencias en el cable tienden a basarse en una combinación del peor de los casos, el error del usuario informado y una probabilidad calculada en las regiones en las que opera la empresa de que las personas demanden por riesgos de seguridad.

Puede ver muchos de los peligros que pueden aparecer con los cables en un entorno de construcción. A veces, se necesitan cables largos y, a veces, es necesario unir varios. Para construcciones nuevas, los contratistas generales a menudo se adaptan a esto colocando varios generadores temporales o un solo generador grande o una conexión a la red eléctrica para alimentar una red de paneles de energía temporales que se extienden como arañas para alimentar receptáculos de modo que el cable máximo necesario a cualquier parte del el área de trabajo es limitada.

A veces también se producen problemas de errores menores múltiples. Llevo un cable de extensión de 80 pies hasta donde estoy trabajando, le conecto un divisor, trabajo durante las últimas 2 horas y me voy a casa por la noche, sin limpiar mi cable. A la mañana siguiente, voy a trabajar en otra cosa y alguien viene, lo conecta al divisor, pasa un cable largo y también lo hace otro tipo. Sin embargo, incluso en estas situaciones, por lo general antes de que se dañe cualquier herramienta, alguien nota que las bombillas parpadean demasiado o que salta un interruptor porque un tipo hizo funcionar el taladro al mismo tiempo que alguien hizo funcionar la sierra o el taladro percutor. Luego, un tipo dice lo siento y pasa su propio cable a un tomacorriente separado.

Estas advertencias son en parte "mejores prácticas" y en parte "a prueba de idiotas" y, en realidad, con un poco de sentido común, probablemente pueda evitar las situaciones que las requieren. Dicho esto, si es parte de un código legal, no solo una advertencia del fabricante, no tiene sentido arriesgar su acreditación por ello.

Los cables de extensión y otros cables tienen una clasificación de corriente más alta al aire libre (desenrollados) que en un ambiente confinado (enrollados).

Una buena regla general para los cables AWG es que subir o bajar 3 tamaños de cable duplica o reduce a la mitad la resistencia por pie, respectivamente. Entonces, si desea duplicar la longitud de su cable, duplique su resistencia y puede aumentarla en 3 tamaños AWG en la mayor parte del rango de tamaño AWG para cancelar esto.

La baja impedancia del cable es esencial para que los fusibles funcionen correctamente.

Cuando un dispositivo en un cable muy largo o delgado se cortocircuita, la alta resistencia del cable limitará la corriente de cortocircuito. Si la corriente de cortocircuito es demasiado baja, el fusible puede tardar mucho (o una eternidad) en fundirse, convirtiendo el cable en un calentador/tostador/encendedor/electrocutor distribuido cuidadosamente alrededor de la casa.