Matematicamente, a Corrente elétrica (I), medida em Amperes ou simplesmente A, é representada pela razão entre a Tensão ou voltagem (V), medida em Volts e a Resistência à passagem da corrente ou resistor (R), medido em Ohms. Assim, uma corrente com tensão de 1000 volts, que passa num condutor com resistência de 500 Ohms, vale:
A milésima parte do Ampere é o Miliampere ou mA
Os fios elétricos são especificados por um número (vide tabela abaixo), em função da carga elétrica por eles suportável. Quanto maior o número do fio, mais fino ele é e, portanto, menor é a carga elétrica com que ele pode ser operado naquele circúito.
A distância que a corrente elétrica tem de percorrer ao longo do fio, também inflúi no seu dimensionamento (escolha do número), como será visto adiante através de um exemplo numérico.
O dimensionamento incorreto, resulta na diminuição da eficiência e no sobreaquecimento do fio que, em consequência, pode resultar em curto-circúito, perigo de choques e incêndio.
Dimensionar um fio elétrico para conduzir a corrente de 10 kVA (quilo-volts-amperes), cos-fi=0,85, a 110 m de distância, num circúito de força motriz , trifásico de 220 V.
Cálculo da intensidade da corrente:
dV = raiz(3) . V . I . cos-fi onde:
dV = queda de tensão (em Volts)
V = voltagem (em Volts)
I = intensidade (em Amperes)
cos-fi = característica da corrente (tabelada).
10000 = 1,7 x 220 x I x 0,85
I = 30,87 A.
Na tabela abaixo, entrando-se com A=40 (valor imediatamente superior ao 30,87 calculado), seleciona-se o fio número 12, que possui a resistência de 5,38 ohms/km ou 0,00538 ohms/m. Agora podemos calcular a queda de tensão no circúito:
dV = raiz(3) . R . L . I . cos-fi onde L = distância (em metros)
dV = 1,7 x 0,00538 x 110 x 30,87 x 0,85 = 26,9 V
dV% = (26,9/220) x 100 = 12,2 % (> 5 %)
A Norma Brasileira NBR 5410 diz que a queda de tensão máxima permitida para força motriz e aquecimento é de 5 %.
Portanto, o fio No. 12 não atende e, devemos escolher um de maior diâmetro. Tomemos, na Tabela, o imediatamente
superior ao 12, que é o fio No.10 e refazemos o cálculo (agora com o valor R=2,13/1000=0,00213):
dV = 1,7 x 0,00213 x 110 x 30,87 x 0,85 = 10,6 V
dV% = (10,6/220) x 100 = 4,8% (< 5 %)O.K.
O fio indicado é o de número 10 AWG
No. | D | R | A |
---|---|---|---|
14 | 1,6 | 8,57 | 30 |
12 | 2 | 5,38 | 40 |
10 | 2,6 | 3,39 | 55 |
8 | 3,3 | 2,13 | 70 |
6 | 4,1 | 1,34 | 100 |
4 | 5,2 | 0,84 | 130 |
2 | 6,5 | 0,53 | 175 |
0 | 8,2 | 0,33 | 275 |
00 | 9,3 | 0,26 | 325 |