En un sistema de 12 V CC, dada una corriente máxima particular y una longitud de cable, ¿cuál es el mejor método para determinar el ancho mínimo (calibre) de ese cable? En particular, ¿qué método es mejor para niveles de corriente altos y longitudes de cable cortas?
La forma típica de hacer esto parece ser calcular el ancho de cable necesario para lograr una caída de voltaje dada, por ejemplo, 2%, quizás usando una herramienta en línea . Sin embargo, si entiendo correctamente, el % de caída de voltaje no es realmente lo que es relevante en términos de seguridad contra incendios, sino la cantidad de vatios de calor disipado debido a esa caída de voltaje por unidad de longitud de cable. Ejecutar 200 A sobre 1 pie de cable de 10 AWG dará como resultado aproximadamente el mismo % de caída de voltaje que si pusiera 20 A en 10 pies del mismo cable, pero en el primer caso se generará mucho más calor por pie de cable, por lo que presumiblemente habrá habrá un mayor riesgo de peligro de incendio y aislamiento derretido.
¿Es seguro suponer que una caída de voltaje del 2% no creará un peligro de incendio incluso para niveles altos de corriente en tramos cortos de cable?
El cable tiene dos límites, la caída de tensión y el calentamiento. La caída de tensión depende de la longitud. La calefacción no. Por lo tanto, no puede relacionar un límite de caída de voltaje con un límite de calentamiento. Una caída de voltaje del 2% será segura en cables más largos que una longitud crítica y no segura en cables más cortos que eso.
Lo que daña un cable es el aumento de temperatura. Por lo tanto, no es solo la corriente que transporta el cable, sino también si el cable es único o funciona con otros que se calientan y a qué temperatura ambiente. La clase de aislamiento también afecta la temperatura a la que desea colocar el cable.
Como regla general, generalmente consideramos que funciona alrededor de 10 A/mm2, para cables individuales, hasta unos pocos mm2. Para tamaños más grandes, el tamaño que necesitaría para 200A, debe reducir la carga actual, es decir, aumentar el área del cable por encima de eso, ya que la capacidad del cable para disipar el calor solo aumenta tan rápido como su área de superficie.
Hay muchas tablas fáciles de encontrar para 'amperaje', hay una en esta página en wikipedia, por ejemplo. Aquí las tablas muestran que para 200 A, necesitaría un cable de 107 mm2 si usara un aislamiento bueno para solo 60 C, pero podría salirse con la suya con 67 mm2 si fuera bueno para 90 C. Eso es para un solo cable desagregado a una temperatura ambiente de 20 °C. Un ambiente más alto, o combinado con otros cables, requeriría un cable más grueso.
A menos, por supuesto, que el ciclo de trabajo fuera muy corto. Lleva tiempo alcanzar una temperatura peligrosa. Algunas aplicaciones podrían salirse con la suya con cables más delgados, como la soldadura por puntos, por ejemplo, o el arranque de un motor.
Generalmente, en un sistema de 12v, la caída de voltaje es su preocupación, a menos que los cables sean muy cortos. Calcule tanto la caída de voltaje como la ampacidad, y elija el más grueso de los dos.
Los cables se derretirán si no se puede eliminar el calor. Es su trabajo comprender cómo eliminar el calor, ya sea mediante enfriamiento por aire o descargando el calor en grandes piezas de metal unidas a los extremos del cable.
usuario253751
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