Para la mayoría de los aficionados, la elección de cables es un aspecto poco considerado del diseño del proyecto. El uso de un cable demasiado delgado puede tener efectos desastrosos, que van desde caídas de voltaje que resultan en un rendimiento deficiente hasta incendios eléctricos.
A pesar de su importancia, el alambre más grueso es más caro. Por lo tanto, los aficionados a menudo escatiman en este material.
Nuestro objetivo es encontrar el cable más delgado que podamos usar, mientras mantenemos nuestras caídas de voltaje en un margen razonable y evitamos cualquier riesgo de incendio eléctrico.
Al tomarnos el tiempo para hacer las matemáticas, nos ahorraremos una gran cantidad de trabajo en el futuro. ¡Vamos a sumergirnos!
Desenredando Electricidad, Con Fontaneria
La electricidad puede ser difícil de visualizar, así que veamos una metáfora clásica para entender la electricidad. En lugar de electrones en un cable, imagine agua en una tubería:
- Actual sería el agua en la tubería.
- Voltaje sería la presión que empuja el agua a través de la tubería.
- Resistencia sería el diámetro de la tubería en sí.
En muchos sentidos, esta metáfora es perfecta para pensar en los calibres de los cables. Al igual que el diámetro de una tubería, el diámetro de un cable es directamente proporcional a su resistencia interna. Cuanto menos espacio haya para que fluya la electricidad (o el agua), más resistencia habrá a su flujo.
Pensando en la tubería llena de agua, ¿qué pasaría si tratáramos de forzar 100 litros de agua en una tubería que solo puede contener un litro? Como puede imaginar, nos encontraríamos muy rápidamente hablando por teléfono con el plomero, ¡ya que esa tubería se habría reventado!
Un fenómeno similar ocurre cuando tratamos de enviar demasiada corriente por un cable demasiado delgado; solo que en lugar de que salga agua, el cable se sobrecalienta y se derrite. Con un voltaje lo suficientemente grande empujando esa corriente, este cable derretido puede conducir muy rápidamente a un incendio eléctrico.
No te preocupes si ya compraste tus cables y no se ajustan a tus necesidades; usted puede Úsalos para varios proyectos divertidos de bricolaje..
Caída de voltaje y por qué demasiado puede arruinar un circuito
En cualquier circuito eléctrico de corriente continua experimentaremos caídas de tensión; esta es una regla fundamental de los circuitos. Sin embargo, el problema surge cuando se ha perdido demasiado voltaje, específicamente debido a la resistencia del propio cable.
Si volvemos a pensar en nuestras tuberías, imagine que una tubería muy grande se convierte en un cuello de botella en otra mucho más pequeña. De repente, nuestro torrente de agua se ralentiza y la presión detrás del agua disminuye. Esta agua ralentizada no tiene la presión para hacer girar una rueda hidráulica y, por lo tanto, tenemos un rendimiento reducido.
Entonces, aparte de usar una rueda de agua mucho más pequeña, parece que necesitamos usar tuberías más grandes. Esto permitiría que el agua fluya relativamente sin inhibiciones, manteniendo la presión lo suficientemente alta como para hacer girar nuestra rueda.
Pasando a los cables y los electrones, ¡la idea es muy parecida! En términos eléctricos, podemos explicar esto muy fácilmente con una de las leyes fundamentales de la física, la Ley de Ohm:
La ley de Ohm dicta las relaciones entre corriente, voltaje y resistencia. En un circuito de CC, nuestra corriente es constante en todo momento, pero nuestro voltaje y resistencia están inversamente relacionados entre sí.
En pocas palabras, a medida que aumenta la resistencia, el voltaje disminuye.
Para llevar eso a nuestra aplicación del mundo real: a medida que los cables se hacen más pequeños, su resistencia aumenta. Por lo tanto, a medida que los cables se vuelven más pequeños, el voltaje a través de ellos disminuye, ¡al igual que las tuberías más delgadas reducen el flujo de agua!
Por lo tanto, el uso de cables más gruesos en su circuito permite aplicar el voltaje donde se necesita, y no desperdiciarlo en la resistencia del cable.
Cálculo del calibre óptimo del cable
Por mucho, la mejor manera de averiguar el calibre de su cable es usar una calculadora en línea; estas aplicaciones permiten a los usuarios ingresar su voltaje, amperaje (corriente), la longitud de sus cables y su caída de voltaje permitida. Después de procesar los números, la calculadora genera el calibre de cable óptimo para ese tramo de cable.
Para la mayoría de las aplicaciones, se permite una caída de voltaje de alrededor del tres por ciento; algo más que eso y los equipos electrónicos más sensibles pueden comenzar a funcionar incorrectamente.
También queremos usar siempre el máximo consumo de corriente posible de nuestro dispositivo; esto generalmente estará escrito en el dispositivo. Si bien es probable que no tenga un consumo de corriente sostenido de ese valor, debemos asegurarnos de estar protegidos contra los picos de corriente.
Aquí hay un ejemplo de una calculadora de calibre de cable en línea, que se encuentra en calculadoradetamañosdecables.net:
Como puede ver, esta calculadora también permite más entradas variables, como la clasificación de calor del aislamiento, de qué tipo de conductor están hechos los cables y el tipo de instalación en la que se coloca el cable en.
En este ejemplo, se nos dio un calibre de cable seguro mínimo de 3 American Wire Gauge (AWG).
Por razones de seguridad, siempre es una buena práctica sobredimensionar los cables en uno o dos, por lo que terminaríamos con un cable de 2/0 AWG. Tenga en cuenta que el estándar del calibre del cable es totalmente inverso; cuanto más grueso sea el cable, menor será el calibre del cable. Entonces, 2/0 AWG es, de hecho, un cable más grueso que 3 AWG.
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¿Qué cable debo elegir?
Fuera del calibre del cable, las otras variables a considerar son el número de hilos, es decir, cuántos hilos de alambre componen el cable y el material del alambre.
Como regla general, más hilos de alambre producen una mayor flexibilidad. Si está colocando cables en espacios reducidos, valdría la pena invertir en un mayor número de hilos.
Con respecto al material real del cable, el cobre es el estándar para la mayoría de las aplicaciones, aunque también se puede usar aluminio.
La clave para recordar es la consistencia. Si usa conectores de cobre y alambre de cobre en otra parte del circuito, use alambre de cobre. Mezclar y combinar materiales puede provocar corrosión y rotura de conectores, ya que los materiales se expandirán y contraerán a diferentes velocidades.
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Ahorrar dinero y mantenerse a salvo
Hay algunas variables que se deben considerar al elegir el cable adecuado para su construcción. Sin embargo, la regla número uno de la electricidad es traer a un profesional si se siente incómodo.
De lo contrario, calcule el calibre de su cable en función de la corriente máxima que pretende pasar a través de él, compre un tamaño de cable más grande y comience a construir. ¡Mantenga siempre la consistencia del material entre los cables y los conectores y haga los cálculos!
Con un poco de previsión, puede eliminar cualquier riesgo de incendio y ahorrarse unos cuantos dólares.
Obtenga más información sobre los diferentes tipos de circuitos electrónicos con nuestra guía explicativa.
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Devoto del bricolaje y escritor, a Sam le encantan los proyectos. Viniendo de una formación musical, aporta experiencia con circuitos analógicos, grabación y llevando el audio a sus límites. En su tiempo libre, se lo puede encontrar envuelto en una nube de soldadura, excavando en un equipo antiguo.
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