Scegliere correttamente la sezione del cavo: corrente, lunghezza e caduta di tensione

Due criteri: riscaldamento e caduta di tensione

La sezione di un cavo deve soddisfare due condizioni. In primo luogo il cavo non deve scaldarsi in misura inammissibile alla corrente di esercizio. Questo aspetto è descritto dalla portata di corrente, che dipende dal tipo di cavo, dalla temperatura ambiente, dal tipo di posa e dal raggruppamento in fascio.

In secondo luogo la caduta di tensione sul cavo non deve diventare tanto elevata da lasciare all’utilizzatore una tensione insufficiente. Proprio negli impianti di bordo a 12 e 24 volt con cavi lunghi, il criterio più severo è spesso la caduta di tensione.

Calcolare la caduta di tensione

Per la corrente continua vale in modo approssimato: caduta di tensione ΔU = 2 · L · I · ρ / A. Dove L è la lunghezza semplice del cavo in metri (il fattore 2 tiene conto del conduttore di andata e di quello di ritorno), I la corrente in ampere, A la sezione in mm² e ρ la resistività del rame, nella pratica circa 0,0178 Ω·mm²/m a 20 °C.

Risolta rispetto alla sezione: A = 2 · L · I · ρ / ΔU. Se la corrente ritorna attraverso la massa del veicolo, il fattore 2 per il cavo viene meno; si aggiunge però la resistenza di contatto verso la massa. Con temperature più elevate la resistenza del rame aumenta e la caduta di tensione diventa maggiore.

Esempio di calcolo

Un faro da lavoro da 10 A a 12 V è collegato con 6 m di cavo, con conduttore di andata e di ritorno. Si ammette una caduta di tensione del 3 %, quindi 0,36 V. Vale allora A = 2 · 6 m · 10 A · 0,0178 Ω·mm²/m / 0,36 V ≈ 5,9 mm². Si sceglie la sezione normalizzata immediatamente superiore, in questo caso 6 mm².

Con 2,5 mm² la caduta di tensione sarebbe di circa 0,85 V, quindi circa il 7 %. Il faro risulterebbe percepibilmente più debole. Quale caduta di tensione sia ammessa lo stabilisce il produttore dell’utilizzatore oppure la specifica del cliente.

Altri fattori di influenza

• Temperatura ambiente e vicinanza a fonti di calore
• Raggruppamento: molti cavi nello stesso fascio si scaldano a vicenda
• Tipo di cavo e materiale isolante con la relativa temperatura ammessa
• Correnti di breve durata, per esempio le correnti di spunto dei motori
• Protezione: fusibile e sezione devono essere compatibili tra loro
• Contatto e crimpatura: il contatto deve essere omologato per la sezione

Le conversioni tra AWG e mm² si trovano nella tabella AWG. Se preferisce non occuparsi personalmente del dimensionamento, se ne occupa la nostra progettazione.