Calcular la sección de cable según consumo para instalaciones a 12v en vehículos. Como regla a seguir de la botica de la abuela hay que meter 1mm² por cada 5 amperios de cable, para que no se caliente el cable. Smin = I / 5 Específicamente para car audio, como la tensión es tan baja (12V), además de que el cable no se caliente hemos de garantizar que no se pierda mucha tensión en el cable, ya que perderíamos mucha potencia en el cableado.
La resistencia de un cable viene dada por: R = L / (C * S) R es la resistencia (en ohm) L es la longitud (en metros) C es la conductividad del material (en siemens/m) S es la area transversal del conductor (sección, en m²) despejando la sección (area): S = L / (R * C) como R = V / I, sustituyendo: S = (L * I) / (V * C) Datos: Para el cobre la conductividad es de 5.88 * 1e7 (10 elevado a 7) Se recomienda que la pérdida no supere los 0.2V (1.6%). Ponemos el area en milímetros (para simplificar) S = (L * I) / (0.2 * 58.8) Resultando: S = (L * I) / 11.76 ES DECIR MULTIPLICAMOS LONGITUD (EN METROS) POR INTENSIDAD (AMPERIOS) Y DIVIDIMOS POR 11.76 Para averiguar la intensidad que circula por nuestro circuito basta dividir potencia (en vatios) por voltaje (en voltios). I = P / V.
EJEMPLO, 250 W, en el maletero, 4m de cable ¿que cable necesito?: I = 250 / 12 = 20.83
Smin = 20.83 / 5 = 4.16 mm² S = (4 * 20.83) / 11.76 = 7 mm² Con 4mm² o más el cable no se fundiría, con 7mm² o más obtendríamos un mejor voltaje (caida de tensión menor a 0.2V). En este caso con 6mm² iría bien, pero mejor 10mm².
Dimensionamiento de los Cables Electrícos para Paneles Solares El cable eléctrico de conección representa el componente indispensable para el transporte de la energía eléctrica entre los diferentes bloques que integran un sistema fotovoltaico. Resulta inevitable que parte de esta energía se pierda en forma de calor, ya que la resistencia eléctrica de un conductor nunca es nula. Los cables electricos utilizados en un sistema fotovoltaico están cuidadosamente diseñados. Como el voltaje en un sistema fotovoltaico es voltaje CC bajo, 12 o 24 V, las corrientes que fluirán a través de los cables son mucho más altas que las de los sistemas con voltaje AC de 110 o 220 V. La cantidad de potencia en Watts producida por la batería o panel fotovoltaico está dada por la siguiente fórmula: P = V xI V = tensión I = corriente en Amperios
en
Voltios
Esto significa que para suministrar una potencia a 12 V la corriente será casi 20 veces más alta que en un sistema de 220 V. Esto significa que cables mucho más gruesos deben usarse para impedir el recalentamiento o incluso la quema de los cables. Para darse una idea del tamaño de los cables las siguientes tablas da algunas características de ellos, la corriente máxima que puede fluir sin recalentar el cable y la cantidad de potencia que puede producirse a diferentes voltajes: A continuación damos una tabla para conductores eléctricos extraído del manual de un fabricante de cables eléctricos, que nos servirá para saber que calibre de conductor necesitamos teniendo como dato la corriente que circulará por el conductor.
En la siguiente imagen se puede ver la diferencia de diámetros entre cables electrícos con diferente calibre. Por ejemplo, un cable calibre 14 (ver el circulo con el número 14), es mucho más pequeño que el de calibre 2.
Los fabricantes de cables proporcionan tablas que permiten seleccionar el calibre óptimo de acuerdo a la intensidad de corriente (en amperios) que pase por ellos. Es importante considerar la caída de tensión en el cable proveniente del arreglo de paneles hacia el controlador o del arreglo de baterías hacia el controlador. Otra tabla que nos podría ser útil es la siguiente, donde se considera a la potencia para distintos niveles de tensión.
De esta tabla queda claro que a voltajes bajos sólo bajas demandas de potencia pueden abastecerse o cables muy gruesos deben utilizarse. Para alcanzar una potencia de 1 kW a 12 V un cable de 25.0 mm2 debe utilizarse para suministrar tanto como 20 kW a 220 V. Esto aumenta el precio del sistema drásticamente debido a que los cables más gruesos son más costosos. Cuando se utilizan fusibles, para proteger la unidad de control o dispositivos contra corrientes altas, el tamaño de los fusibles no debería ser mayor a la proporción de corriente máxima del cable. Los fusibles son sólo útiles en el extremo de uso de la batería pues en el lado Fv de la batería la corriente de corto circuito es sólo 10% mayor que la corriente máxima durante brillo solar completo. Cuando se diseñan sistemas más grandes, uno debe realizar un análisis de costo/performance para elegir el voltaje operativo más adecuado. Más aún sería mejor reunir pequeños grupos de paneles y de ser posible hacer el voltaje de operación más alto que 12 ó 24 V.
Artículos Cómo seleccionar el conductor eléctrico apropiado para cada proyecto
Para seleccionar los conductores a proyectar en las canalizaciones, se deben tener en cuenta algunas variables: • Una suficiente capacidad de transporte de corriente. • Una adecuada capacidad de soportar corriente de cortocircuito. • Caída de tensión permitida. • Protecciones de cortocircuito. • Condiciones ambientales de instalación. En Chile, los conductores eléctricos se fabrican y […] 01/04/2015 |Artículos Distribuidores Especificadores Instaladores
Para seleccionar los conductores a proyectar en las canalizaciones, se deben tener en cuenta algunas variables: • • • • •
Una suficiente capacidad de transporte de corriente. Una adecuada capacidad de soportar corriente de cortocircuito. Caída de tensión permitida. Protecciones de cortocircuito. Condiciones ambientales de instalación.
En Chile, los conductores eléctricos se fabrican y comercializan según su sección transversal nominal expresada en mm2 o bien según el estándar americano AWG/MCM. Entre ambos sistemas de medida, existe una equivalencia, que se muestra en la tabla 1.
TABLA 1. Extracto tabla equivalencias secciones AWG y milimétricas. Fuente: NCh. 4/2003. Por ejemplo, los conductores para circuitos de alumbrados serán como mínimo de 1,5mm² de sección transversal o un Nº 14 AWG (hasta 15A dentro de tuberías). En el caso de los circuitos de enchufes, se sugiere 2,5mm² de sección o un Nº 14 AWG (hasta 20A dentro de tubos). En ambos casos, se deben respetar las secciones mínimas a pesar de que la corriente de carga sea menor a la capacidad del conductor. Si la corriente es mayor, el conductor se reemplazará por el de sección equivalente según la tabla 8.7 de la NCh 4/2003. Para
ubicar la sección del conductor equivalente, se iguala el valor de la corriente de carga (Icc) en la columna “Grupo 1” y tomar la referencia paralela de la columna “Sección Nominal mm²”. Capacidad de Transporte de Corriente A continuación, veremos dos tablas que nos entregan la capacidad de transporte de corriente para conductores que se encuentran a una temperatura ambiente de 30°C y en un tendido paralelo de no más de tres (3) conductores.
*Valores válidos hasta tres conductores en ducto, en cable o directamente enterrados.
Grupo 1: Conductores monopolares en tuberías. Grupo 2: Cables multiconductores con cubierta común, cables planos, cables portátiles y similares. Cabe recordar que, no obstante lo indicado en la tabla, las protecciones de cortocircuito de los conductores de 2,08mm2, 3,31mm2 y 5,26mm2 , no deberán exceder de 16, 20 y 32A, respectivamente. Factores de corrección a la capacidad de transporte de corriente Ahora bien, se deben aplicar algunos factores de corrección si cambian las condiciones de instalación (como la temperatura o si van más de tres conductores en paralelo, ya sea en la misma tubería o al aire libre). I = fn x ft x It Donde, I: Corriente admisible corregida (A) fn: Factor de corrección por cantidad de conductores. ft : Factor de corrección por temperatura. It : Corriente admisible por sección de conductor según tablas (A). Corrección por cantidad de conductores La cantidad de conductores (activos) compartiendo una misma tubería debe ser considerada para el cálculo de la corriente que se podrá transmitir, toda vez que la inducción de un conductor genera corrientes en los demás conductores que se oponen a la conducción.
Tabla. Factor de Corrección de Capacidad de Transporte de Corriente por Cantidad de Conductores en Tubería. Corrección por Temperatura El paso de corriente eléctrica a través de un conductor genera calor por efecto Joule. Esto es un efecto indeseado ya que, junto con consumirse como calor la energía que deseamos transportar, se produce un aumento de la resistencia del conductor. Entonces, un buen diseño debe considerar parámetros acotados de temperatura. El calor producido al interior del conductor debe transmitirse al aire, pero si éste se encuentra más caliente, entonces no será posible, con la consiguiente disminución en la capacidad de transporte del conductor.
Extracto Tabla Nº8.9. Factor de Corrección de la Capacidad de Transporte de Corriente por Variación de Temperatura Ambiente. Secciones Métricas. Fuente: NCh. 4/2003.
Extracto Tabla Nº 8.9a Factor de Corrección de la Capacidad de Transporte de Corriente por Variación de Temperatura Ambiente. Secciones AWG. Fuente: NCh. 4/2003.
¿Cómo hacer el cálculo de la sección de los cables en una instalación eléctrica?
Introducción al artículo: En este artículo se expone muy fácilmente, mediante el uso de unas sencillas tablas, como calcular la sección de los cables que tenemos que comprar e instalar en una instalación eléctrica, si tenemos como base o referencia, el consumo en amperes (A) o en vatios (W) que queremos hacer pasar o suministrar con esos cables. Artículo entero: Hay gente que cree que los cables se clasifican por diámetros, pero no, lo primero que hay que saber es, que si vamos a tener que comprar cables, éstos se definen por su sección, o sea por el área o superficie de conductor (parte metálica) que queda al descubierto con un corte de forma perpendicular a su longitud. La sección o superficie de un cable se calcula con la simple fórmula del área del círculo (A = Pi x R 2), ya que al cortar un cable, la forma que se observa del conductor es de un círculo. Si explico la fórmula: A (Área o sección en mm2) = Pi (3,1416) x R2 (radio del círculo al cuadrado, o lo que es lo mismo, radio x radio), y por supuesto en el cálculo tenemos que poner el radio en mm.
Esto hace que si vamos a comprar unos cables para electricidad de consumo, nos ofrezcan cables de 1.5, 2.5, 4, 6, 10, … mm 2, ya que éstos son las secciones normalizadas. Os pongo una pequeña tabla de conversión de sección (mm2) a diámetro (mm), para que tengáis una idea más concreta de las dimensiones del cableado del que hablamos:
Después de tener claro que los cables se clasifican en función de su sección, lo primero a tener siempre en cuenta en el cálculo de la sección de cables que necesitamos, es que se tienen que dimensionar o calcular en función del consumo en amperios que va a circular por estos cables. Esto implica, que si la dimensión de los cables es inferior a la necesaria se pueden calentar, y por tanto actuar como resistencias, lo que haría que parte de la potencia captada se perdiera en la instalación en forma de calor. El cableado de tensión continua (12 Vcc) es el que es más importante calcular su sección, ya que con una misma potencia, para tensiones más pequeñas las intensidades son mayores, y por tanto necesitaremos cables más “gordos” que para tensiones mayores. A continuación pongo una tabla donde se puede observar la intensidad máxima en función de la sección del cable (de cobre), y la potencia a que corresponde esa intensidad máxima, en función de la tensión de trabajo que tengamos:
En la tabla anterior se tiene que tener en cuenta que se habla de máximos, y que en la instalación que queramos hacer, no tendríamos que calcular los cables para que funcionen gran parte del tiempo al máximo de su capacidad, sino solo en momentos puntuales y el resto del tiempo, que trabajen siempre por debajo de estos valores. Ya que como ya he comentado, la tabla anterior da unos valores máximos que son de seguridad, con los que se provocan pérdidas de tensión debido a la gran cantidad de intensidad que se hace pasar por los cables. Además estos valores son teóricos y varían con la temperatura y la longitud del cable, por tanto son valores orientativos que nos pueden servir bastante pero que no se deben usar al pie de la letra. Una recomendación muy buena para una instalación basada en la producción de electricidad mediante energías renovables, es que después de hacer los cálculos, utilicemos cables de una sección superior, que aunque esto producirá un aumento de coste a la hora de comprar los cables, puede evitar problemas futuros, y además reducirá considerablemente las pérdidas de energía debidas a la instalación de cableado. - See more at: http://energias-renovables-y-limpias.blogspot.com/2012/09/calculoseccion-cables-instalacion-electrica.html#sthash.bRGwnSO4.dpuf
