In campo elettrico capita spesso di trovare conduttori con materiale isolante sciolto e il rame contenuto nel conduttore surriscaldato. Questo fenomeno è dovuto dall’ errata sezione dei cavi elettrici.
Prima di iniziare a leggere l’ articolo ti consiglio di dare una letta a questi articoli in modo da capire meglio:
- Che cos’ è L’ energia Elettrica??
- Cos’è la corrente elettrica e la tensione elettrica
- Che cos’ è la resistenza elettrica e la legge di Ohm
- Resistenze in Serie e in Parallelo
- Corrente continua e corrente alternata
Questo fenomeno avviene perchè il cavo non “riesce a portare” la corrente applicata e di conseguenza il cavo si scalda. Quando il conduttore è mal dimensionato per l’ applicazione, oppone una resistenza al passaggio della corrente. Di conseguenza il conduttore inizia a scaldarsi e scioglie l’ isolante che lo protegge. Se è mal dimensionato può anche incendiarsi per il troppo calore.
L’effetto che porta il cavo a scaldarsi è chiamato effetto Joule. Se ti sei perso l’ articolo sull’ effetto Joule clicca qui
Ricorda che ogni filo conduttore attraversato da una corrente genera calore.
Se un cavo è sottodimensionato ci sarà una difficoltà da parte degli elettroni a passare. Questa difficoltà produce un calore perchè gli elettroni “sfregheranno” di più sul cavo. Quando un cavo si scalda la resistenza aumenta, basti vedere la resistività di un cavo.
Resistività di un cavo
La resistività di un cavo è chiamato anche resistenza elettrica specifica ed è l’ attitudine di un materiale ad opporre resistenza al passaggio delle cariche elettriche (corrente). La resistività si misura in Ohm per metro ( Ω*m).
La resistività differisce dalla resistenza in quanto è un proprietà specifica del materiale in questione e dipende principalmente dalla struttura microscopica del mezzo; al contrario la resistenza R è un proprietà dell’intero conduttore in esame.
Prendiamo come esempio un cavo in rame. La sua resistività a 20 gradi è di 0,017 Ω*m mentre a 50 gradi è di 0,019 Ω*m. Si intuisce che un cavo all’ aumentare della temperatura aumenta la propria resistenza.
Sezione di un cavo
Il calcolo per definire la sezione di un cavo è molto importante! Perchè bisogna evitare che il cavo si surriscaldi o addirittura incendiarsi.
La caduta di tensione di un cavo è determinata da 3 fattori: la sezione, la lunghezza del conduttore e la corrente applicata.
E’ conveniente calcolare la sezione del cavo soprattutto per questioni economiche. Un esempio pratico è un cavo sovradimensionato al posto di uno di sezione giusta. Ovviamente : un cavo con una sezione più grande costa più di uno a sezione minore.
Per dimensionare il cavo è da seguire questa formula:
Sezione cavo( mm² )= ρ * L * I / Delta V
Forse questa formula potrà risultata complicata da capire. Per questo adesso ti spiegherò passo passo cosa fare.
Per trovare la sezione del cavo in mm² abbiamo bisogno di 4 dati:
- ρ : è la resistività del filo scelto. Ad esempio quella del rame è di 0,017 Ω*m (a 20 gradi)
- L : è la lunghezza del filo scelto
- I : è la corrente che attraverserà il filo
- Delta V: Ovvero la massima caduta di tensione ammissibile del circuito
In poche parole la sezione del cavo è il prodotto tra la resistività per la lunghezza del filo e della corrente che transiterà in questo filo, il tutto diviso per la massima caduta di tensione ammissibile del circuito.
Normalmente per determinare la sezione del cavo si usano le tabella AWG:
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