Calcolatore per le Dimensioni di Cavi

Il calcolatore per le dimensioni di cavi ti aiuterà a selezionare il calibro di cavo corretto per il tuo prossimo progetto elettrico, come ad esempio l'installazione di una pompa nel laghetto del tuo giardino, il cablaggio della tua casetta o l'alimentazione del tuo capannone.

Questo calcolatore per le dimensioni di cavi è molto versatile in quanto contiene anche le funzionalità di un:

• Calcolatore per le dimensioni di cavi DC;
• Calcolatore per le dimensioni di cavi AC;
• Calcolatore per le dimensioni di cavi a 12 V;
• Calcolatore per le dimensioni di cavi per l'illuminazione a bassa tensione; e
• Molto altro ancora!

Puoi anche usarlo al posto di una tabella delle dimensioni dei cavi, la quale può confondere.

Le dimensioni di un cavo elettrico indicano l'area della sezione trasversale (e di conseguenza il suo diametro). Più grande è l'area, più corrente può trasmettere il filo con una resistenza inferiore. È un po' come l'acqua che scorre in un tubo. Un tubo più grande permette di far scorrere più acqua a una pressione minore.

Ricaviamo l'equazione dell'area della sezione trasversale di un filo che trasporta una corrente elettrica dalla legge di Ohm e dalla legge di Pouillet:

dove:

• $V$ — Caduta di tensione tra la sorgente e l'estremità più lontana del cavo, misurata in volt;
• $I$ — Corrente massima che attraversa il cavo, misurata in ampere;
• $R$ — Resistenza del cavo, misurata in ohm. Abbiamo imparato a calcolarla nel calcolatore per la resistenza di un filo metallico;
• $\varrho$ — Resistività del materiale del conduttore, misurata in ohm;
• $L$ — Lunghezza del cavo, misurata in metri; e
• $A$ — Area della sezione trasversale del cavo, misurata in metri quadrati.

Dopo aver combinato e riorganizzato queste due equazioni, l'area della sezione trasversale è data dall'equazione:

Poiché i metri quadrati non sono un'unità di misura sensata per i cavi elettrici, il risultato è solitamente in mm². Questa conversione può essere ottenuta moltiplicando il risultato dell'equazione precedente per 1 000 000.

Negli Stati Uniti è comune che le dimensioni dei fili siano indicate in unità AWG (American Wire Gauge). Per maggiori informazioni sulla relazione tra l'area della sezione trasversale e l'AWG, consulta il nostro calcolatore per il diametro di fili 🇺🇸.

Il calcolatore ti indicherà il successivo calibro AWG, poiché è sempre meglio avere un filo più spesso per essere sicuri, se possibile.

Calcolatore per le dimensioni di cavi per un sistema AC trifase

Per un impianto elettrico trifase si utilizzano tre cavi invece di uno. Il calcolatore è progettato per accettare la tensione e la corrente di linea totale dei tre cavi combinati. L'equazione per l'area di un singolo cavo viene modificata in:

Il fattore $\sqrt 3$ è necessario per convertire la corrente di fase del sistema in corrente di linea. Il fattore 2 scompare perché in un sistema trifase non c'è un cavo di ritorno.

La resistività di un conduttore dipende dalla sua temperatura, quindi l'ambiente in cui installerai il filo influirà sulle dimensioni del filo. Quando specifichi una temperatura, cerca di pensare alla massima temperatura a cui il filo potrebbe funzionare, per andare sul sicuro.

La resistività è indicata a una temperatura di riferimento, indicata da $\varrho_1$. A ogni materiale è associato un coefficiente di temperatura, $\alpha$, che specifica di quanto aumenta la resistività per ogni grado di temperatura. Possiamo utilizzare la seguente formula per calcolare la resistività di una sostanza a qualsiasi temperatura:

dove:

• $t_1$ — Temperatura di riferimento corrispondente alla resistività $\varrho_1$ a quella temperatura; e
• $t_2$ — Temperatura di riferimento per la quale si vuole trovare la resistività $\varrho_2$.

Vediamo un esempio. Il rame ha una resistività di $1,\!68 \times 10^{-8} \ \Omega \cdot \text{m}$ a 20 °C, e un coefficiente di temperatura $\alpha$ pari a $0,\!00404$. Quale sarebbe la resistività del rame a 50 °C?

Puoi impostare la temperatura alla quale questo calcolatore esegue il calcolo, e tutta quest'analisi verrà eseguita per te.

Ecco una guida passo a passo su come utilizzare il calcolatore per le dimensioni di cavi:

1. Seleziona il Sistema elettrico che utilizzerai. Puoi scegliere tra DC/AC monofase e AC trifase. Ciò significa che il calcolatore può essere un semplice calcolatore per le dimensioni dei cavi in corrente continua, oppure uno strumento per la corrente alternata trifase;
2. Inserisci un valore nel campo Tensione della sorgente, ad esempio 12 V;
3. Inserisci la Caduta di tensione consentita in percentuale. Più piccola è, meglio è, ma il limite è del 5% per garantire il corretto funzionamento dei dispositivi;
4. Seleziona il Materiale del conduttore, rame o alluminio;
5. Inserisci la Corrente del sistema. Questo valore dovrebbe essere la corrente di picco, in modo da poter dimensionare il cavo per il caso peggiore;
6. Inserisci la Distanza, ovvero la lunghezza del cavo dalla sorgente al punto più lontano;
7. Modifica la Temperatura, se necessario. Il valore deve corrispondere alla temperatura di esercizio massima prevista per il cavo; e
8. Verranno quindi visualizzati i risultati relativi all'area della sezione trasversale, allo spessore del filo in AWG e al diametro del cavo. Molto più facile da usare di una tabella delle dimensioni dei cavi!

Supponiamo di utilizzare un sistema monofase in corrente alternata (AC) che opera a 120 V, una caduta di tensione consentita del 3%, un conduttore in rame, una corrente di picco di 25 A, lunghezza del cavo di 100 m, e una temperatura di esercizio massima di 50 °C.

Utilizzando il risultato della resistività del rame a 50 °C di cui sopra, andiamo avanti e inseriamo i valori nell'equazione per le dimensioni di cavi:

È piuttosto semplice, ma usare il nostro calcolatore per le dimensioni di cavi è molto più veloce.

Esegui il seguente calcolo per ottenere l'area della sezione trasversale necessaria per il cavo:

1. Moltiplica la resistività (Ω·m) del materiale del conduttore per la corrente di picco del motore (A). Successivamente, moltiplica per 1,25 e per la lunghezza totale del cavo (m);
2. Dividi il risultato per la caduta di tensione tra la fonte di alimentazione e il motore; e
3. Moltiplica per 1 000 000 per ottenere il risultato in mm².

Per calcolare le dimensioni dei cavi per un sistema elettrico trifase, moltiplica il risultato ottenuto per una fornitura monofase per √3/2.

Ecco come si calcolano le dimensioni di cavi in AWG (American wire gauge):

1. Dividi il diametro del filo per 0,127 mm: D = diametro / 0,127 mm; e
2. Usa l'equazione n = -39 × log₉₂(D) + 36 per trovare il numero AWG.

La dimensione del filo è proporzionale alla lunghezza del cavo. Quindi, se raddoppi la distanza, l'area della sezione trasversale del filo raddoppia anch'essa.

Questi risultati sono solo una guida a scopo informativo. Consulta sempre un elettricista qualificato prima di procedere con qualsiasi installazione elettrica.