¿Por qué necesita un cable más grueso cuando aumenta la longitud del cable?

Pregunta:

Hasta ahora he encontrado que el grosor del cable influye en la resistencia. Un alambre más grueso tiene menos resistencia. Además, la longitud de un cable tiene una correlación lineal con la resistencia. 2x longitud = 2x resistencia. Entonces, la resistencia de su cable será de longitud/grosor, pero eso no explica por qué el grosor debería aumentar con la longitud. ¿Qué me estoy perdiendo?

Elaboración:

Puedo pensar en dos consecuencias de lo que expliqué anteriormente: primero, con una resistencia de cable alta, su voltaje caerá y es posible que no obtenga el voltaje que necesita. En segundo lugar, tener un cable delgado con muchos amperios potencialmente derretirá el aislamiento y será un peligro.

Así que digamos que aceptaríamos cualquier pérdida de voltaje y simplemente no queremos una situación peligrosa. Tomamos un cable de 1m. Luego hacemos pasar una cierta cantidad de corriente que producirá calor en el cable. Ahora duplicamos la longitud del cable a 2 m, así que duplicamos la resistencia. Pasamos la misma corriente a través de él, lo que producirá el doble de calor, pero más del doble de longitud. A menos que esté enrollando su cable, no veo cómo debería generar una situación más peligrosa.

Y al revés, de acuerdo con esta calculadora http://www.solar-wind.co.uk/cable-sizing-DC-cables.html si tiene un cable de 1 cm y funciona con 100 amperios a 12 voltios, puede hacerlo con 0,5 mm2. ¿Cómo es eso posible?

Dices que no te importa la caída de voltaje, pero a la mayoría de la gente sí. Esa es la explicación de todas tus preguntas.
Volví a pensar en este problema y me di cuenta de que el problema realmente es con cargas no lineales. Una bombilla que requiera X vatios tendrá una resistencia más baja si el voltaje que la atraviesa no es ideal. La resistencia más baja permite una corriente más alta. Para resumir: cable más largo = mayor resistencia = menor voltaje en la carga = carga de menor resistencia = más corriente a través de los cables = mayor probabilidad de iniciar un incendio. Si solo tiene cargas lineales, entonces su suposición es correcta: cables más largos con la misma o menos corriente = no aumenta el peligro de incendio.
"... según esta calculadora, si tiene un cable de 1 cm y funciona con 100 amperios a 12 voltios, puede hacerlo con 0,5 mm2. ¿Cómo es eso posible?" - Que no es; el alambre se derretiría. (un hilo de cobre de 1 cm y 0,5 mm2 tiene una resistencia de unos 84 µΩ; a 100 A disiparía 0,84 W, demasiado para un hilo tan pequeño)

Respuestas (2)

El calibre del cable que necesita es una función de varias cosas.

  • La caída de voltaje aceptable o la pérdida de energía (que parece ser lo único considerado en el sitio web que vinculó). La caída de tensión (y la pérdida de potencia) es proporcional a la longitud del cable e inversamente proporcional al área de la sección transversal del cable; en otras palabras, inversamente proporcional al cuadrado del diámetro del cable (suponiendo una corriente constante).
  • El aumento de temperatura aceptable. Esta es una función de la cantidad de cables que transportan corriente agrupados, el entorno (temperatura ambiente máxima y presión del aire o altitud, por ejemplo), el tipo de aislamiento, el tipo de cable (algunos tipos de cables están enchapados para soportar temperaturas más altas que cobre desnudo sin corroerse).
  • Requisitos reglamentarios y otras consideraciones: por ejemplo, el cable puede estar clasificado para un aislamiento de 200 °C, pero es posible que no desee que el cable se caliente tanto.
  • Fusión: el fusible o el disyuntor deben proteger el cable en caso de fallas como sobrecarga o cortocircuito.

Las longitudes de cable muy cortas pueden depender del calor que se hunde a través de los extremos (de hecho, en el vacío, ese puede ser el principal mecanismo de pérdida de calor), pero generalmente eso no se tiene en cuenta.

Normalmente, ejecutaría una lista de verificación como la anterior para asegurarse de que TODOS los requisitos se cumplan simultáneamente, por lo que es posible que el uso de un cable aislado con PTFE le permita usar un cable AWG 18, pero debido a la limitación de caída de voltaje tendrá para usar cable AWG 12.

Al leer su respuesta y mirar nuevamente la calculadora que vinculé, creo que solo calculó la pérdida de voltaje y luego tendría que averiguar si el cable resultante no se calienta demasiado.

Creo que no entiendes la relación. No es largo * espesor = resistencia. Es más como longitud/grosor = resistencia. Si su longitud aumenta, necesita que el grosor aumente proporcionalmente si desea que la resistencia permanezca igual.

Léalo aquí y comprenderá que la longitud/(el área de la sección transversal) es proporcional a la resistencia. http://en.wikipedia.org/wiki/Resistividad_y_conductividad_eléctrica

Puedes pensar en ello como una tubería con un líquido espeso. Cuanto más larga sea la tubería, más resistencia al movimiento tendrá. Cuanto más grande es la tubería, menos resistencia al movimiento tiene.

Para responder a su última pregunta, es posible obtener 100 amperios a 12 V porque la longitud del cable es muy corta. Una longitud de cable corta da como resultado una resistencia muy baja.

Gracias por corregir la relación. Lo escribí incorrectamente, pero no debería afectar el resto de mi razonamiento.
Entonces sí, tu razonamiento sería correcto. El calor por unidad de longitud no aumentará. No hará más calor. Entonces, el problema es la caída de voltaje que afectaría el rendimiento de lo que sea que esté conectado.
Además, con respecto a los 100 amperios a 12 voltios. digamos que mi cable es de 0,3 ohmios/metro y estamos pasando 100 amperios a través de él. Entonces, la cantidad de calor por cm de cable sería de 30 vatios/cm, lo que me parece mucho.
Me temo que son 30 vatios, olvidaste cuadrar I2 * R = P.
Tienes razón, son 30 vatios de 1 cm de cable. Eso se va a poner tostado. Esa calculadora está bastante desordenada.
¿Por qué necesita un cable más grueso cuando aumenta la longitud del cable?
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