Como escolher e calcular corretamente a seção transversal do cabo

Como escolher um cabo para conectar eletrodomésticos por conta própria, garantindo a segurança da fiação, e ao mesmo tempo sem pagar a mais? O que orientar na escolha e como calcular a seção transversal do cabo para um grupo de consumidores? Você pode descobrir mais sobre isso neste artigo..

Como escolher e calcular corretamente a seção transversal do cabo

A seção transversal do cabo é a área da seção transversal do condutor de corrente. Na maioria dos casos, o corte do núcleo do cabo é redondo e sua área de seção transversal pode ser calculada usando a fórmula para a área de um círculo. Mas, dada a variedade de formatos de cabo, não uma dimensão linear é usada para descrever sua principal característica física, mas o valor da área da seção transversal. Essa característica é padronizada em todos os países. Em nosso país, é regulamentado pelas PUE “Regras de Instalação Elétrica”.

Por que é necessário selecionar a seção transversal do cabo

A seleção correta da seção transversal do cabo é, antes de tudo, sua segurança. Se o cabo não suportar a carga de corrente, ele superaquece, o isolamento derrete e, como resultado, pode ocorrer um curto-circuito e incêndio.

Como escolher e calcular corretamente a seção transversal do cabo

Como escolher um cabo de seção transversal necessária, evitando casos em que, ao ligar vários dispositivos simultaneamente, apareça cheiro de isolamento derretido, e não pagar a mais com fios de grande margem?

Para o fornecimento de energia de instalações residenciais, são usados ​​dois tipos principais de cabos: cobre e alumínio. O cobre é mais caro do que o alumínio. Mas na fiação moderna, é dada preferência a ele. O alumínio tem maior resistência interna e é um metal quebradiço que oxida rapidamente. O cobre é um material flexível menos sujeito à oxidação. Recentemente, cabos de alumínio são usados ​​exclusivamente para a restauração de fiação em edifícios da era soviética.

Como escolher e calcular corretamente a seção transversal do cabo

Para a seleção preliminar da seção transversal necessária de um cabo de cobre, assume-se que um cabo com uma seção transversal de 1 mm2 pode passar uma corrente elétrica através de si mesmo até 10 A. No entanto, você verá que essa relação é adequada apenas para a seleção da seção transversal “a olho” e é verdadeira para seções transversais de não mais que 6 mm2 (usando a relação proposta, a corrente é de até 60 A). Um cabo elétrico desta seção transversal é o suficiente para introduzir uma fase em um apartamento padrão de três cômodos..

A maioria dos eletricistas usa cabos com as seguintes seções transversais para fornecer eletricidade aos consumidores internos:

  • 0,5 mm2 – Focos;
  • 1,5 mm2 – iluminação básica;
  • 2,5 mm2 – tomadas.

No entanto, é aceitável para consumo doméstico, desde que cada eletrodoméstico seja alimentado por sua própria tomada, sem o uso de gêmeos, tês e extensões..

Será mais correto usar tabelas especiais ao selecionar um cabo, que permitem selecionar uma seção transversal com base na potência conhecida do aparelho elétrico (kW), ou de acordo com a carga atual (A). A carga de corrente neste caso é uma característica mais importante, visto que a carga em amperes é sempre indicada para uma fase, enquanto com o consumo monofásico (220 V), a carga em quilowatts será indicada para uma fase, e com uma trifásica – para todas as três fases no total.

Ao escolher a seção transversal do cabo, é necessário levar em consideração o tipo de fiação: externa ou oculta. Isso se deve ao fato de que com a fiação oculta, a transferência de calor do fio diminui, resultando em um aquecimento mais intenso do cabo. Portanto, para fiação oculta, cabos com uma área de seção transversal de cerca de 30% a mais são usados ​​do que cabos abertos.

Como escolher e calcular corretamente a seção transversal do cabo

Tabela para selecionar a área da seção transversal de um cabo de cobre para fiação aberta e oculta:

Área da seção transversalFiação abertaFiação oculta
SEuPEuP
220 V380 V220 V380 V
0,5onze2,4
0,75153,3
1173,76,4quatorze35,3
1,523cinco8,7153,35,7
2265,79,8dezenove4,17,2
2,5trinta6,6onze214,67,9
441nove15275,9dez
cinco50onzedezenove347,412
dez8017trinta50onzedezenove
dezesseiscem22388017trinta
25140trinta53cem2238
3517037641352951

Tabela para selecionar a área da seção transversal do condutor de um cabo de alumínio para fiação aberta e oculta:

Área da seção transversalFiação abertaFiação oculta
SEuPEuP
220 V380 V220 V380 V
2214,67,9quatorze35,3
2,5245,29,1dezesseis3,56
432712214,67,9
cinco398,5quatorze265,79,8
dez601322388,3quatorze
dezesseis75dezesseis28551220
25105233965quatorze24
35130284975dezesseis28

S – área da seção transversal do cabo (mm2), Eu – carga atual (A), R – potência total do equipamento elétrico (kW).

Também é necessário fazer ajustes ao selecionar a seção transversal do cabo, levando em consideração o seu comprimento. Para isso, escolhendo a seção transversal do cabo da tabela por força de corrente, calculamos sua resistência, levando em consideração o comprimento, usando a fórmula:

R = p? L / S

Onde:

  • R – resistência do fio, Ohm;
  • p – resistividade do material, Ohm? Mm2/ m (para cobre – 0,0175, para alumínio – 0,0281);
  • eu – comprimento do cabo, m;
  • S – área da seção transversal do cabo, mm2.

Usando esta fórmula, você pode obter a resistência de um núcleo do cabo. Como a corrente passa por um núcleo e retorna pelo outro, para obter o valor da resistência do cabo, a resistência de seu núcleo deve ser multiplicada por dois:

Rtotal = 2? R

Em seguida, você precisa calcular a perda de tensão:

dU = I? Rtotal

Onde:

  • dU – perdas de tensão, W;
  • Eu – força da corrente, A;
  • Rtotal – resistência calculada do cabo, Ohm.

Se a seleção da seção transversal do cabo foi realizada de acordo com a potência total do equipamento e a intensidade da corrente não é conhecida, ela pode ser calculada pela fórmula:

I = P / U? cos ?para rede monofásica 220 V

I = P / 1.732? VOCÊ? cos ? – para uma rede trifásica 380 V

Onde:

  • R – potência total utilizada do equipamento elétrico (W);
  • você – tensão (V);
  • cos? = 1 (para condições de vida) e cos? = 1,3 (para aparelhos elétricos potentes).

Em seguida, calculamos a perda como uma porcentagem: (dU / U)? cem%.

Como escolher e calcular corretamente a seção transversal do cabo

Se o valor obtido não ultrapassar 5%, então a seção transversal do cabo, levando em consideração seu comprimento, está selecionada corretamente. Se exceder, é necessário selecionar um cabo de seção transversal maior (próximo na linha) da tabela e calcular novamente.

Estas tabelas são aplicáveis ​​para cabos com isolamento de borracha e plástico, a seção transversal do cabo selecionada de acordo com elas funcionará efetivamente se for produzida de acordo com GOST.

Seleção de cabo para um grupo de consumidores

Para selecionar a seção transversal do cabo para um grupo de consumidores (por exemplo, um cabo de entrada para um apartamento), você pode usar a fórmula para determinar a carga de corrente permitida. Vamos calcular a carga atual para uma rede de 220 V, que é frequentemente usada em fontes de alimentação domésticas:

I = P? K / U? cos ?

Onde:

  • R – potência total utilizada do equipamento elétrico (W), você – tensão (V), PARA – o fator de contabilização para a ativação simultânea de dispositivos (considerado igual a 0,75);
  • cos? = 1 (para condições de vida) e cos? = 1,3 (para aparelhos elétricos potentes).

Tendo calculado a carga de corrente permissível para um grupo de consumidores, usando as tabelas acima, você pode selecionar um cabo com a seção transversal necessária. Se for assumida uma ligação simultânea de longo prazo de todos os consumidores possíveis (por exemplo, aquecimento elétrico), o cálculo da carga de corrente permitida deve ser realizado sem levar em consideração o coeficiente K.

Um exemplo da seleção de um cabo para uma caldeira doméstica

Com base no exposto, tentaremos calcular e selecionar um cabo de cobre de seção necessária para uma caldeira elétrica monofásica, com uma resistência de 2,0 kW, desde que o cabo para a mesma seja colocado em uma caixa. O comprimento do cabo será de 10 metros.

Como escolher e calcular corretamente a seção transversal do cabo

Pode-se observar na tabela que o valor de 3,0 kW está próximo da potência, o que corresponde a uma seção transversal do cabo de 1 mm2. Vamos calcular levando em consideração o comprimento do cabo:

  • Vamos calcular a força da corrente: I = 2000 W / 220 V? 1 = 9,09 A.
  • Vamos calcular a resistência do núcleo do cabo: R = 0,0175 Ohm? Mm2/ m? 10 m / 1 mm2 = 0,175 Ohm.
  • Resistência total do cabo: Rtotal = 2? R = 0,35 ohm.
  • Calculando as perdas de tensão: dU = 9,09 A? 0,35 ohm = 3,18 V.
  • Calculamos as perdas como uma porcentagem: (3,18 V / 220 V)? 100% = 1,45% (não excede 5%).

Cabo de 1 mm2 adequado para conectar a caldeira elétrica especificada no exemplo.

Os fabricantes geralmente indicam a área da seção transversal do cabo necessária para seus equipamentos nas instruções do equipamento. Se houver tal instrução, você deve segui-la..

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