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Escolher corretamente a seção do condutor: corrente, comprimento e queda de tensão
Fina demais, a seção aquece e perde tensão; grossa demais, custa peso, espaço e dinheiro. Com quais grandezas você determina a seção adequada e por que, na rede de bordo, muitas vezes é a queda de tensão que decide.
Dois critérios: aquecimento e queda de tensão
A seção de um cabo precisa cumprir duas condições. Primeiro, o cabo não pode aquecer de forma inadmissível com a corrente de operação. Isso é descrito pela capacidade de condução de corrente, que depende do tipo de cabo, da temperatura ambiente, do modo de instalação e do agrupamento.
Segundo, a queda de tensão no cabo não pode ficar tão grande a ponto de a carga receber tensão insuficiente. Justamente em redes de bordo de 12 e 24 volts com cabos longos, a queda de tensão costuma ser o critério mais rigoroso.
Calcular a queda de tensão
Para corrente contínua vale, de forma aproximada: queda de tensão ΔU = 2 · L · I · ρ / A. Nessa fórmula, L é o comprimento simples do cabo em metros (o fator 2 considera o condutor de ida e o de retorno), I é a corrente em ampères, A é a seção em mm² e ρ é a resistividade do cobre, na prática cerca de 0,0178 Ω·mm²/m a 20 °C.
Reorganizada para a seção: A = 2 · L · I · ρ / ΔU. Se a corrente retorna pela massa do veículo, o fator 2 deixa de valer para o cabo; em compensação, entra a resistência de contato com a massa. Em temperaturas mais altas, a resistência do cobre aumenta e a queda de tensão fica maior.
Exemplo de cálculo
Um farol de trabalho com 10 A em 12 V está ligado por 6 m de cabo, com condutor de ida e de retorno. Admita-se uma queda de tensão de 3 %, ou seja, 0,36 V. Então vale A = 2 · 6 m · 10 A · 0,0178 Ω·mm²/m / 0,36 V ≈ 5,9 mm². Escolhe-se a próxima seção normalizada maior, neste caso 6 mm².
Com 2,5 mm², a queda de tensão ficaria em torno de 0,85 V, ou seja, cerca de 7 %. O farol ficaria visivelmente mais fraco. Qual queda de tensão é admissível é definido pelo fabricante da carga ou pela especificação do cliente.
Outras influências
- Temperatura ambiente e proximidade de fontes de calor
- Agrupamento: muitos cabos no mesmo feixe aquecem uns aos outros
- Tipo de cabo e material de isolamento, com a sua temperatura admissível
- Correntes de curta duração, por exemplo correntes de partida de motores
- Proteção: fusível e seção precisam combinar entre si
- Terminal e crimpagem: o terminal precisa ser liberado para a seção
As conversões entre AWG e mm² você encontra na tabela AWG. Se não quiser assumir o dimensionamento por conta própria, o nosso setor de projeto faz isso.
