Ampacidade do condutor
Quanto menor for a área da seção transversal de qualquer fio, maior será a resistência para qualquer comprimento dado, todos os outros fatores sendo iguais. Um fio com maior resistência dissipará uma quantidade maior de energia térmica para qualquer quantidade de corrente, sendo a potência igual a P =I 2 R.
Poder dissipado devido a resistência de um condutor se manifesta na forma de calor, e o calor excessivo pode ser prejudicial para um fio (sem falar em objetos próximos ao fio), especialmente considerando o fato de que a maioria dos fios são isolados com um revestimento de plástico ou borracha, que pode derreter e queimar. Fios finos irão, portanto, tolerar menos corrente do que fios grossos, todos os outros fatores sendo iguais. O limite de condução de corrente de um condutor é conhecido como seu ampacidade .
Principalmente por razões de segurança, certos padrões para fiação elétrica foram estabelecidos nos Estados Unidos e são especificados no Código Elétrico Nacional (NEC) . As tabelas de ampacidade de fio NEC típicas mostrarão as correntes máximas permitidas para diferentes tamanhos e aplicações de fio. Embora o ponto de fusão do cobre teoricamente imponha um limite na ampacidade do fio, os materiais comumente empregados para isolar condutores derretem a temperaturas muito abaixo do ponto de fusão do cobre e, portanto, as classificações práticas de ampacidade são baseadas nos limites térmicos do isolamento . A queda de tensão como resultado da resistência excessiva do fio também é um fator no dimensionamento dos condutores para uso em circuitos, mas essa consideração é melhor avaliada por meios mais complexos (que abordaremos neste capítulo). Uma tabela derivada de uma lista NEC é mostrada, por exemplo:
Ampacidades do condutor de cobre, ao ar livre a 30 graus C
Tabela:
* =valores estimados; normalmente, esses tamanhos pequenos de fios não são fabricados com esses tipos de isolamento
Observe as diferenças substanciais de ampacidade entre fios do mesmo tamanho com diferentes tipos de isolamento. Isso se deve, novamente, aos limites térmicos (60 °, 75 °, 90 °) de cada tipo de material de isolamento.
Essas classificações de ampacidade são fornecidas para condutores de cobre em “ar livre” (máxima circulação de ar típica), ao contrário de fios colocados em conduítes ou bandejas de fios. Como você notará, a tabela não especifica ampacidades para fios de tamanho pequeno. Isso ocorre porque o NEC se preocupa principalmente com a fiação de alimentação (grandes correntes, fios grandes), e não com os fios comuns ao trabalho eletrônico de baixa corrente.
Há um significado nas sequências de letras usadas para identificar os tipos de condutores, e essas letras geralmente se referem às propriedades das camadas isolantes do condutor. Algumas dessas letras simbolizam propriedades individuais do fio, enquanto outras são simplesmente abreviações. Por exemplo, a letra "T" por si só significa "termoplástico" como um material de isolamento, como em "TW" ou "THHN". No entanto, a combinação de três letras “MTW” é uma abreviatura para Máquina-ferramenta Wire , um tipo de fio cujo isolamento é feito para ser flexível para uso em máquinas que experimentam movimento ou vibração significativa.
Material de isolamento
- C =Algodão
- FEP =Etileno Propileno fluorado
- MI =Mineral (óxido de magnésio)
- PFA =Perfluoroalcoxi
- R =Borracha (às vezes Neoprene)
- S =“borracha” de silicone
- SA =silicone-amianto
- T =Termoplástico
- TA =Amianto termoplástico
- TFE =Politetrafluoroetileno (“Teflon”)
- X =polímero sintético reticulado
- Z =etileno tetrafluoroetileno modificado
Classificação térmica
- H =75 graus Celsius
- HH =90 graus Celsius
Cobertura Externa (“Jaqueta”)
- N =Nylon
Condições especiais de serviço
- U =subterrâneo
- W =molhado
- -2 =90 graus Celsius e molhado
Portanto, um condutor “THWN” tem T isolamento hermoplástico, é H resistente a alimentos a 75 ° Celsius, é classificado para W condições et, e vem com um N jaqueta externa ilo.
Códigos de letras como esses são usados apenas para fios de uso geral, como os usados em residências e empresas. Para aplicações de alta potência e / ou condições de serviço severas, a complexidade da tecnologia do condutor desafia a classificação de acordo com alguns códigos de letras. Os condutores aéreos da linha de energia são normalmente de metal, suspensos em torres por suportes de vidro, porcelana ou cerâmica conhecidos como isoladores. Mesmo assim, a construção real do fio para suportar forças físicas de carga estática (peso morto) e dinâmica (vento) pode ser complexa, com várias camadas e diferentes tipos de metais enrolados juntos para formar um único condutor. Grandes condutores de energia subterrâneos às vezes são isolados por papel e, em seguida, encerrados em um tubo de aço cheio de nitrogênio ou óleo pressurizado para evitar a entrada de água. Esses condutores requerem equipamento de suporte para manter a pressão do fluido em todo o tubo.
Outros materiais isolantes são usados em aplicações de pequena escala. Por exemplo, o fio de pequeno diâmetro usado para fazer eletroímãs (bobinas que produzem um campo magnético a partir do fluxo de elétrons) costuma ser isolado com uma fina camada de esmalte. O esmalte é um excelente isolante e muito fino, permitindo muitas “voltas” do fio a serem enroladas em um pequeno espaço.
REVER:
- A resistência do fio cria calor em circuitos operacionais. Este calor é um risco potencial de ignição por fogo.
- Os fios finos têm uma corrente permitida menor (“ampacidade”) do que os fios gordos, devido à sua maior resistência por unidade de comprimento e, consequentemente, maior geração de calor por unidade de corrente.
- O National Electrical Code (NEC) especifica ampacidades para fiação de energia com base na temperatura de isolamento permitida e na aplicação do fio.
PLANILHAS RELACIONADAS:
- Planilha de proteção contra sobrecorrente
- Planilha de tipos e tamanhos de fios
Tecnologia industrial