¿Qué calibre de cable eléctrico debo usar?
Primero notaré que no hay detalles para esta pregunta que proporcionen contexto, por lo que solo puedo dar una respuesta abstracta. Sin contexto, no puedo dar consejos prácticos. Entonces, en lugar de una respuesta fácil, obtendrás un libro de teoría. Pero no te preocupes, no te voy a dar un montón de ecuaciones que te harán girar la cabeza.
Hay cinco variables que determinan el calibre de cable aceptable para una aplicación eléctrica:
- Consumo de corriente
- Resistencia eléctrica
- Aumento de temperatura aceptable
- Caída de voltaje aceptable
- Durabilidad
Abordaré cada una de estas variables enumeradas anteriormente en detalle:
- ¿Cuáles son algunos ejemplos de un semiconductor?
- ¿Cuál es la diferencia entre el valor de resistencia de CA y el valor de resistencia de CC?
- ¿Cuál es la diferencia entre circuitos activos y pasivos?
- ¿Qué tiene de malo ser ingeniero eléctrico?
- ¿Por qué no podemos aplicar el método de comunicación de la línea eléctrica en una línea de alto voltaje?
Consumo de corriente
La capacidad de transporte de corriente de un cable de un material específico se ve afectada por su grosor o calibre. Cuanto más grueso es el cable, más corriente puede transportar. Entonces, para una corriente dada, hay un medidor mínimo que será aceptable. Más sobre eso en la siguiente discusión.
Resistencia eléctrica
Diferentes metales tienen diferentes niveles de resistencia eléctrica. Por ejemplo, el cobre es un mejor conductor que el hierro. El cobre tiene una resistencia eléctrica más baja que el hierro. Para un consumo de corriente dado, un cable de cobre puede ser más delgado que un cable de hierro para mantener la conformidad con los parámetros requeridos de aumento de temperatura y caída de voltaje.
Aumento de temperatura aceptable
A medida que aumenta el flujo de corriente a través de un conductor (cable), la temperatura del conductor también aumenta. Existen límites prácticos para el calor que puede permitir que un conductor se caliente: demasiado caliente y podría dañar el aislamiento, encender materiales cercanos o incluso derretir el conductor. El aumento del calibre del cable reduce la resistencia, y cuanto menor sea la resistencia, menor será el calentamiento del conductor. Entonces, cuanto mayor sea la corriente, más grande debe ser el cable para evitar un aumento de temperatura inseguro.
En algunos casos, es posible que pueda proporcionar refrigeración para evitar el aumento de la temperatura, de modo que pueda sobrevivir con un calibre de cable más pequeño. Por otro lado, si no hay suficiente enfriamiento natural, es posible que deba aumentar el calibre del cable para reducir el aumento de temperatura.
Caída de voltaje aceptable
Debido a la resistencia del cable y la pérdida de energía debido al aumento de temperatura, se reducirá el voltaje al final del cable. Mientras más corriente fluya a través del cable, mayor será la caída del voltaje. Para evitar que el voltaje caiga por debajo de los niveles aceptables, se debe aumentar el calibre del cable. Es común aumentar el calibre del cable para tramos largos de cable, ya que la resistencia (y, por lo tanto, la caída de voltaje) es una función no solo del calibre, sino también de la longitud.
Durabilidad
El grosor del alambre, la aleación y el temple afectan la resistencia al fallo por desgaste físico, abuso y tensión. Por ejemplo, si está tendiendo una línea aérea varios cientos de pies pero solo necesita pasar 1 amperio de corriente, es posible que necesite un cable de cobre de 4 AWG (que en el aire libre puede manejar fácilmente más de 100 A) solo para resistir la tensión dinámica de un alambre soplado por el viento. Del mismo modo, si su circuito de otra manera solo requeriría un cable de 24 AWG, podría considerar un cable de 16 AWG o más grande si está en un lugar donde pueda ser impactado o desgastado.
Las líneas eléctricas aéreas a menudo se construyen con uno o más hilos de acero en el núcleo, rodeados por varios hilos de alambre de aluminio. El cable de aluminio proporciona la mayor parte de la conductividad, pero el acero proporciona la resistencia a la tracción requerida para soportar el conductor. El uso de un conductor de aluminio en esta aplicación requeriría un cable mucho más grande (y, por lo tanto, mucho más costoso). En algunos casos, incluso puede ser físicamente imposible usar un conductor de aluminio, ya que podría llegar a un punto donde el peso del cable excede la resistencia a la tracción.
Los códigos y estándares que describen otras respuestas se basan en escenarios comunes. Sin un estudio de ingeniería que considere todas las variables para sugerir una excepción, esos códigos y estándares se han determinado para proporcionar una instalación segura en los escenarios más comunes.