Como determinar a seção transversal de um fio pelo diâmetro e vice-versa: tabelas prontas e fórmulas de cálculo

Os fios são amplamente utilizados na área de redes elétricas para diversos fins.À primeira vista, o transporte de energia através de cabos e fios parece simples e compreensível.

No entanto, para garantir a operação segura da fiação elétrica, é necessário levar em consideração uma série de nuances importantes ao projetar e organizar redes elétricas. Um desses detalhes é a capacidade de calcular corretamente a seção transversal de um fio por diâmetro, pois o limite da corrente permitida que flui através do condutor depende da precisão da determinação.

Como determinar a seção transversal ou diâmetro, existe diferença entre esses parâmetros? Vamos tentar descobrir isso no artigo. Além disso, preparamos tabelas resumidas que o ajudarão a escolher um condutor em função das condições de instalação da rede elétrica, do material do núcleo do cabo e das características de potência das unidades conectadas.

Necessidade e procedimento de cálculo

A corrente elétrica alimenta uma ampla variedade de equipamentos com diversos níveis de potência. E a faixa de potência é muito ampla.

Cada dispositivo elétrico individual representa uma carga, dependendo da magnitude da qual é necessária uma alimentação de corrente de uma determinada intensidade.

Por “padrão” ou simples desconhecimento dos fundamentos da engenharia elétrica, é fácil conectar condutores, ignorando todos os requisitos existentes de diâmetros e seções transversais. Outra questão é o que pode resultar dessa prática durante a operação.

A quantidade necessária de corrente para a carga necessária pode ser passada através de fios de diferentes diâmetros (seções).

Mas quando a seção transversal do condutor é insuficiente para passar uma determinada quantidade de corrente, ocorre o efeito de aumento da resistência. Como resultado, observa-se aquecimento do fio (cabo).

Se você ignorar esse fenômeno e continuar a passar a corrente, existe um perigo real de aquecimento até o ponto de incêndio. Esta situação ameaça uma emergência grave. É por isso que deve ser dada maior atenção aos cálculos e seleção dos circuitos de transmissão de corrente para a carga.

As consequências de cálculos imprecisos de condutores elétricos por seção transversal (diâmetro) podem ser acompanhadas por fenômenos que vão desde uma pequena deformação do material isolante até um incêndio real e um grande incêndio

Cálculo correto, seleção competente cabos e fios tem um efeito positivo na operação de equipamentos que atuam como carga.

Assim, além do fator de segurança, o cálculo das seções transversais do cabo elétrico por diâmetro ou vice-versa é uma ação obrigatória do ponto de vista de garantir o funcionamento eficiente das máquinas elétricas.

Determinando o diâmetro do núcleo do condutor

Na verdade, esta operação pode ser realizada com uma simples medição linear. Para medições precisas, recomenda-se o uso de uma ferramenta pontiaguda, como um paquímetro, ou melhor ainda, um micrômetro.

Um resultado de precisão relativamente baixa, mas bastante aceitável para muitas aplicações de fios, é obtido medindo o diâmetro com uma régua normal.

Medir e determinar o diâmetro do núcleo usando uma ferramenta pontiaguda, que é um paquímetro. Este método de medição linear fornece um resultado suficientemente preciso para o cálculo subsequente da seção transversal do condutor

Obviamente, a medição deve ser realizada no estado de condutor desencapado, ou seja, antes a cobertura isolante é removida.

Aliás, o revestimento isolante de, por exemplo, um fio de cobre também é considerado uma fina camada de verniz pulverizado, que também precisa ser removida quando é necessário um cálculo muito preciso.

Existe um método “doméstico” de medição de diâmetro, adequado nos casos em que instrumentos de medição pontual não estão disponíveis. Para usar este método, você precisará de uma chave de fenda de eletricista e de uma régua escolar.

O condutor para medição é primeiro despojado de isolamento, após o que é enrolado firmemente para ligar a haste da chave de fenda. Normalmente são enroladas dez voltas - um número conveniente para cálculos matemáticos.

A medição do diâmetro linear é outro método amplamente utilizado para determinar um parâmetro do condutor para calcular a potência (rendimento). É utilizado utilizando uma régua normal e qualquer base onde seja permitido enrolar um condutor (+)

A seguir, a bobina enrolada na haste da chave de fenda é medida com uma régua da primeira à última volta. O valor resultante na régua deve ser dividido pelo número de voltas (neste caso, 6). O resultado deste cálculo simples será o diâmetro do núcleo do fio.

Cálculo da seção transversal de um fio elétrico

Para determinar o valor da seção transversal do núcleo do condutor, você terá que usar uma formulação matemática.

Essencialmente, a seção transversal de um núcleo condutor é a área da seção transversal - ou seja, a área de um círculo. cujo diâmetro é determinado pelo método descrito acima.

A seção transversal do núcleo é na verdade a área de um círculo.Dessa forma, o cálculo deste segmento da matemática geométrica pode ser realizado pela fórmula tradicional, desde que conhecido o diâmetro ou raio

Com base no valor do diâmetro, é fácil obter o valor do raio dividindo o diâmetro pela metade.

Na verdade, você precisará adicionar a constante “π” (3.14) aos dados obtidos, após o que poderá calcular o valor da seção transversal usando uma das fórmulas:

S = π*R² ou S = π/4*D²,

Onde:

• D — diâmetro;
• R - raio;
• S - corte transversal;
• π é uma constante correspondente a 3,14.

Estas fórmulas clássicas também são usadas para determinar a seção transversal de condutores trançados. A estratégia de cálculo permanece praticamente inalterada, com exceção de alguns detalhes.

Em particular, a seção transversal de um núcleo de um feixe é inicialmente calculada, após o que o resultado resultante é multiplicado pelo número total de núcleos.

É possível calcular a seção transversal de um condutor trançado usando o mesmo método matemático aplicado a um único fio, mas o número de condutores existentes é adicionalmente levado em consideração como um multiplicador

Por que deveria ser considerado um fator importante? definição de seção? Um ponto óbvio relacionado diretamente à lei de Joule-Lenz é porque o parâmetro da seção transversal do condutor determina o limite da corrente permitida que flui através deste condutor.

Determinação do diâmetro por seção

Por cálculo matemático é possível determinar o diâmetro do núcleo do condutor quando o parâmetro da seção transversal é conhecido.

Esta, claro, não é a opção mais prática, dada a disponibilidade de formas mais simples de determinar o diâmetro, mas a utilização desta opção não está excluída.

Medir o diâmetro com alta precisão usando uma ferramenta de usinagem - um micrômetro, dá quase o mesmo resultado quando os cálculos são realizados usando a fórmula

Para realizar o cálculo, você precisará praticamente das mesmas informações numéricas usadas no cálculo da seção transversal usando uma fórmula matemática.

Ou seja, a constante “π” e o valor da área do círculo (seção).

A aplicação dos valores da fórmula abaixo fornece o valor do diâmetro:

D = √4S/π,

Onde:

• D — diâmetro;
• S - corte transversal;
• π é uma constante correspondente a 3,14.

O uso desta fórmula pode ser relevante quando o parâmetro da seção é conhecido e não existem ferramentas adequadas para medir o diâmetro.

O parâmetro da seção transversal pode ser obtido, por exemplo, na documentação do condutor ou na tabela de cálculo, que apresenta as opções clássicas mais utilizadas.

Tabelas para selecionar um condutor adequado

Uma opção conveniente e prática para selecionar o fio (cabo) desejado é utilizar tabelas especiais que indicam os diâmetros e seções transversais relativas à potência e/ou correntes transportadas.

Ter essa mesa em mãos é uma maneira fácil e simples de determinar rapidamente o condutor para a instalação elétrica necessária.

Determinar os valores necessários usando uma tabela clássica é uma das maneiras mais convenientes de selecionar o condutor necessário durante o trabalho de instalação

Considerando que os condutores tradicionais para instalações elétricas são produtos com condutores de cobre ou alumínio, existem tabelas para ambos os tipos de metais.

Além disso, os dados tabulares geralmente apresentam valores para tensões de 220 volts e 380 volts.Além disso, são levadas em consideração as condições de instalação - fechada ou fiação aberta.

Na verdade, acontece que uma folha de papel ou uma imagem carregada em um smartphone contém volumosas informações técnicas que permitem prescindir dos cálculos matemáticos (lineares) mencionados acima.

Além disso, muitos fabricantes de produtos de cabos, para facilitar ao comprador a escolha do condutor adequado, por exemplo, para instalação de tomadas, oferecem uma tabela na qual são inseridos todos os valores necessários.

Resta determinar qual carga está prevista para um determinado ponto elétrico e como será realizada a instalação e, com base nessas informações, selecionar o fio correto com condutores de cobre ou alumínio.

Exemplos dessas opções para calcular o diâmetro da seção transversal de um fio são fornecidos na tabela, que discute opções para condutores de cobre e alumínio, bem como métodos de colocação de fiação - tipo aberto ou oculto. A partir da primeira tabela você pode determinar o indicador seções transversais de potência e corrente.

Tabela de diâmetros transversais de condutores de cobre e alumínio dependendo das condições de instalação

Além disso, existe um padrão para seções transversais e diâmetros que se aplica a condutores condutores redondos (formatados) não vedados e selados de cabos, fios e cabos. Esses parâmetros são regulados GOST 22483-2012.

A norma abrange cabos de cobre (cobre estanhado), fio de alumínio sem revestimento metálico ou com revestimento metálico.

Os condutores de cabos e fios de cobre e alumínio para instalação estacionária são divididos nas classes 1 e 2. Fios, cabos, cabos para instalação não estacionária e estacionária, onde é necessário um maior grau de flexibilidade na instalação, são divididos em classes de 3 a 6.

Tabela de conformidade por classe para condutores de cobre de cabo (fio)

Para condutores e cabos de alumínio, GOST 22483-2012 também fornece parâmetros para a seção transversal nominal do núcleo, que correspondem ao diâmetro correspondente, dependendo da classe do núcleo.

Além disso, de acordo com o mesmo GOST, os diâmetros indicados podem ser usados ​​​​para condutores de cobre classe 1 caso seja necessário calcular seu diâmetro mínimo.

Tabela de conformidade por classe para condutores de alumínio de cabo (fio)

Recomendações adicionais para a escolha do tipo de fios e cabos para a disposição das redes elétricas em um apartamento e casa são fornecidas nos artigos:

1. Qual fio usar para a fiação da casa: recomendações para escolha
2. Qual cabo usar para fiação em uma casa de madeira: tipos de cabos não inflamáveis ​​​​e sua instalação segura
3. Qual cabo usar para fiação em um apartamento: visão geral dos fios e escolha da melhor opção

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

O vídeo abaixo demonstra um exemplo prático de determinação da seção transversal de um condutor usando métodos simples.

Recomenda-se assistir ao vídeo, pois as informações apresentadas de forma clara ajudam a aumentar o conhecimento:

Trabalhar com fios elétricos exige sempre uma atitude responsável do ponto de vista do cálculo.

Portanto, um eletricista de qualquer categoria deve conhecer a metodologia de cálculo e ser capaz de utilizar as tabelas técnicas existentes. Isto alcança não apenas economias significativas nos custos de instalação devido a cálculos precisos, mas, o mais importante, a segurança da operação da linha introduzida é garantida.

Você tem algo a acrescentar ou tem dúvidas sobre como determinar a seção transversal do fio? Você pode deixar comentários na publicação, participar de discussões e compartilhar sua própria experiência na seleção de fios para instalação de rede elétrica em uma casa ou apartamento. O formulário de contato está localizado no bloco inferior.