Conductor Ampacity
Cuanto menor sea el área de la sección transversal de cualquier cable, mayor será la resistencia para cualquier longitud dada, siendo todos los demás factores iguales. Un cable con mayor resistencia disipará una mayor cantidad de energía térmica para cualquier cantidad dada de corriente, siendo la potencia igual a P =I 2 R.
Poder disipado debido a que la resistencia de un conductor se manifiesta en forma de calor, y el calor excesivo puede dañar un cable (sin mencionar los objetos cerca del cable), especialmente considerando el hecho de que la mayoría de los cables están aislados con un revestimiento de plástico o caucho, que puede Derretir y quemar. Por lo tanto, los cables delgados tolerarán menos corriente que los cables gruesos, siendo todos los demás factores iguales. El límite de transporte de corriente de un conductor se conoce como ampacidad .
Principalmente por razones de seguridad, se han establecido ciertos estándares para el cableado eléctrico en los Estados Unidos y se especifican en el Código Eléctrico Nacional (NEC) . . Las tablas típicas de ampacidad de cables de NEC mostrarán las corrientes máximas permitidas para diferentes tamaños y aplicaciones de cables. Aunque el punto de fusión del cobre impone teóricamente un límite a la ampacidad del cable, los materiales comúnmente empleados para aislar los conductores se funden a temperaturas muy por debajo del punto de fusión del cobre, por lo que las calificaciones prácticas de ampacidad se basan en los límites térmicos del aislamiento . La caída de voltaje como resultado de una resistencia excesiva del cable también es un factor en el tamaño de los conductores para su uso en circuitos, pero esta consideración se evalúa mejor a través de medios más complejos (que cubriremos en este capítulo). Por ejemplo, se muestra una tabla derivada de una lista NEC:
Ampacidades del conductor de cobre, al aire libre a 30 grados C
Tabla:
* =valores estimados; normalmente, estos tamaños de cables pequeños no se fabrican con estos tipos de aislamiento
Observe las diferencias sustanciales de ampacidad entre cables del mismo tamaño con diferentes tipos de aislamiento. Esto se debe, nuevamente, a los límites térmicos (60 °, 75 °, 90 °) de cada tipo de material aislante.
Estas clasificaciones de ampacidad se dan para conductores de cobre en “aire libre” (máxima circulación de aire típica), a diferencia de los cables colocados en conductos o bandejas de cables. Como notará, la tabla no especifica las ampacidades para los tamaños de cable pequeños. Esto se debe a que el NEC se ocupa principalmente del cableado de alimentación (grandes corrientes, grandes cables) en lugar de los cables comunes a los trabajos electrónicos de baja corriente.
Hay un significado en las secuencias de letras que se utilizan para identificar los tipos de conductores, y estas letras generalmente se refieren a las propiedades de las capas aislantes del conductor. Algunas de estas letras simbolizan propiedades individuales del cable, mientras que otras son simplemente abreviaturas. Por ejemplo, la letra "T" en sí misma significa "termoplástico" como material de aislamiento, como en "TW" o "THHN". Sin embargo, la combinación de tres letras "MTW" es una abreviatura de Machine Tool Wire , un tipo de cable cuyo aislamiento está hecho para ser flexible para su uso en máquinas que experimentan movimientos o vibraciones importantes.
Material de aislamiento
- C =Algodón
- FEP =etileno propileno fluorado
- MI =Mineral (óxido de magnesio)
- PFA =perfluoroalcoxi
- R =caucho (a veces neopreno)
- S ="caucho" de silicona
- SA =Silicona-amianto
- T =termoplástico
- TA =Termoplástico-asbesto
- TFE =politetrafluoroetileno ("teflón")
- X =polímero sintético reticulado
- Z =etileno tetrafluoroetileno modificado
Clasificación de calor
- H =75 grados Celsius
- HH =90 grados Celsius
Revestimiento exterior ("chaqueta")
- N =nailon
Condiciones especiales de servicio
- U =subterráneo
- W =Mojado
- -2 =90 grados Celsius y húmedo
Por lo tanto, un conductor "THWN" tiene T aislamiento hermoplástico, es H comer resistente a 75 ° Celsius, está clasificado para W et condiciones, y viene con un N revestimiento exterior de Ylon.
Los códigos de letras como estos solo se utilizan para cables de uso general, como los que se utilizan en hogares y empresas. Para aplicaciones de alta potencia y / o condiciones de servicio severas, la complejidad de la tecnología de conductores desafía la clasificación de acuerdo con algunos códigos de letras. Los conductores de líneas eléctricas aéreas suelen ser de metal desnudo, suspendidos de torres mediante soportes de vidrio, porcelana o cerámica conocidos como aislantes. Aun así, la construcción real del alambre para resistir fuerzas físicas tanto estáticas (peso muerto) como dinámicas (viento) puede ser compleja, con múltiples capas y diferentes tipos de metales enrollados juntos para formar un solo conductor. Los conductores de energía subterráneos grandes a veces se aíslan con papel y luego se encierran en una tubería de acero llena de nitrógeno o aceite presurizado para evitar la entrada de agua. Dichos conductores requieren equipo de soporte para mantener la presión del fluido en toda la tubería.
Otros materiales aislantes encuentran uso en aplicaciones a pequeña escala. Por ejemplo, el alambre de pequeño diámetro que se utiliza para fabricar electroimanes (bobinas que producen un campo magnético a partir del flujo de electrones) a menudo está aislado con una fina capa de esmalte. El esmalte es un excelente material aislante y es muy delgado, lo que permite enrollar muchas "vueltas" de alambre en un espacio pequeño.
REVISAR:
- La resistencia del cable crea calor en los circuitos operativos. Este calor es un riesgo potencial de ignición por incendio.
- Los cables delgados tienen una corriente permisible más baja ("ampacidad") que los cables gruesos, debido a su mayor resistencia por unidad de longitud y, en consecuencia, a una mayor generación de calor por unidad de corriente.
- El Código Eléctrico Nacional (NEC) especifica las ampacidades para el cableado de alimentación en función de la temperatura de aislamiento permitida y la aplicación del cable.
HOJAS DE TRABAJO RELACIONADAS:
- Hoja de trabajo de protección contra sobrecorriente
- Hoja de trabajo de tipos y tamaños de cables
Tecnología Industrial