¿El voltaje juega algún papel en la elección del calibre de cable apropiado?


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En línea, la mayoría de las guías de cableado doméstico sugieren cables de calibre 14 para circuitos de 15 amperios, 12 para 20 amperios y 10 para 30 amperios. ¿Asumen que el voltaje es 120 o que el voltaje no entra en juego al elegir el calibre del cable?

Por ejemplo, tengo un dispositivo que requiere una fuente de alimentación de 240 voltios y 15 amperios. (Su enchufe es NEMA 6-15.) Si le dedico un circuito a este dispositivo, que está a unos 25 'del panel, ¿será suficiente 14 AWG? ¿Por qué o por qué no?

Cuando el cable de calibre 14 es apropiado, he visto 12 en su lugar. (Mi casa tiene varios circuitos como este). Me doy cuenta de que puede ser más difícil trabajar con un cable de 12 AWG y cuesta más de 14 AWG. Más allá de estos, ¿hay razones para no hacerlo? ¿Hay alguna ventaja?


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La clasificación de voltaje del cable depende principalmente del tipo de aislamiento a su alrededor. El riesgo de voltaje es de una chispa que salta a otro conductor, y el aislamiento es lo que lo impide. La mayoría de los cables domésticos en los EE. UU. Tienen una clasificación de 600V; Debe estar etiquetado en el lateral.
Hank

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Tenga en cuenta la diferencia entre el pico y el consumo de corriente (o potencia) en estado estable . Si su electrodoméstico consume 3600 W (aproximadamente) todo el tiempo, necesitará un cable más pesado que si el estado estable es más como, digamos, 3 amperios. Como siempre, verifique los códigos de construcción locales.
Carl Witthoft

Además, al necesitar un cable de diámetro (del cobre) lo suficientemente grande como para que no se sobrecaliente y se incendie / derrita debido a la corriente, el cable debe ser lo suficientemente grande como para evitar una "caída de voltaje" significativa. Se debe aumentar el tamaño del cable de más de 50 pies para minimizar la caída de voltaje. Pero cuanto mayor sea el voltaje de suministro, menor será este aumento.
Hot Licks

(Cuando entra en voltajes muy altos, decenas de miles de voltios, el diámetro del cable se vuelve importante porque un cable más pequeño produce más descarga de corona).
Hot Licks

Solo unas pocas observaciones: 1) Por lo general, los dispositivos de 240v especifican un tamaño de cable en las instrucciones de instalación. 2) La diferencia en el trabajo con cables de calibre 12 y 14 es insignificante en la mayoría de los casos, especialmente en tiradas cortas como 25 '. 14 es un poco más fácil a los dispositivos conectarse, pero no que mucho más fácil - por lo general el precio es más que una preocupación de un 10% más esfuerzo para doblar el alambre. 3) Si el dispositivo especifica un circuito de 15 amperios, probablemente esté asumiendo un circuito dedicado. Si el espacio del panel es un problema, considere un interruptor doble; Si tiene poca capacidad de panel, necesita asesoramiento profesional sobre lo que se puede hacer.
brichins

Respuestas:


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La respuesta simple es que usa el cable que su código local y el fabricante del dispositivo especifican para la situación.


Pero creo que está preguntando cómo se eligen los tamaños de cable para una combinación particular de aplicación / corriente / voltaje:

Al elegir el cable, la corriente dicta el tamaño del conductor y el voltaje dicta el aislamiento.

La corriente hace que el cable se caliente debido a la resistencia. El metal se expande y contrae cuando se calienta y enfría. Esta expansión y contracción, si es demasiado grande, puede aflojar las conexiones. Las conexiones sueltas aumentan la resistencia, causan más calentamiento y eventualmente permitirán un espacio lo suficientemente grande como para causar un arco o una temperatura lo suficientemente alta como para encender los materiales circundantes o derretir el aislamiento y causar un arco. Un conductor más grande reduce la resistencia, lo que reduce estos cambios de temperatura. Por lo tanto, el uso de un conductor lo suficientemente grande mantiene la expansión y la contracción por debajo del nivel que los accesorios eléctricos pueden tolerar sin fallar.

Del mismo modo, el voltaje provoca un arco eléctrico, por lo que la cubierta (aislamiento) debe diseñarse para evitar el arco eléctrico al voltaje nominal. Por lo general, verá un cableado eléctrico común con capacidad para 600 voltios.

Otra razón para usar un cableado de mayor calibre es evitar la caída de voltaje en tramos largos. Esto generalmente no es un problema cuando se pasa el cable en una casa, pero las estructuras separadas son un lugar común para ver el uso de cables más grandes.


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Vale la pena mencionar que la importancia práctica de una cantidad particular de caída de voltaje puede depender sustancialmente del voltaje de arranque, especialmente cuando el cableado se usa para bajo voltaje. Por ejemplo, si uno estuviera usando un cable de 200 pies para alimentar un dispositivo de 240 V que requiriera 10 amperios, el cable caería aproximadamente 10 voltios, dejando 230 para el dispositivo. Si, en cambio, el suministro fuera de 12 voltios, si el cable bajara diez voltios, dejaría solo dos voltios disponibles para la carga.
supercat

@supercat - Correcto. En efecto, un voltaje más alto permite un cable más delgado para una corriente dada. (Pero solo donde un largo plazo requeriría que el cable sea demasiado grande en primer lugar).
Hot Licks

@supercat Es por eso que el transporte de voltaje a larga distancia hace uso de voltajes extra altos (hasta varios cientos de kV).
Mástil

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Agregue lo dicho anteriormente, la corriente define el tamaño del conductor. Para simplificar en exceso, el voltaje se puede convertir fácilmente en corriente, y viceversa. Entonces, al aumentar el voltaje, puede reducir el tamaño del conductor. Y reducir el tamaño del conductor hace que los cables sean más baratos.
cuello largo

Entonces, si tuviera que resumir su respuesta, está a favor de usar conductores más grandes, ¿verdad? ;-) Parece probable que las instrucciones con el dispositivo de 3.600 vatios del OP (sea lo que sea, no se especificó) indican qué tamaño de cable debe usarse con el dispositivo.
Craig

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Como han dicho otros, el voltaje del aparato / circuito no tiene relación con el tamaño (calibre) del cable. El voltaje dicta la calidad del aislamiento de un cable y la mayoría de los cables (de potencia) con los que nos encontramos tendrán una capacidad nominal de 600 voltios.

El medidor debe seleccionarse principalmente determinando el consumo de corriente, en amperios, de todos los dispositivos que se conectarán al circuito ...

Dado

Amps = Watts / Volts  

Luego

TotalAmps = [Device1(Watts) + Device2(Watts) + Device3(Watts)] / CircuitVolts

O

TotalAmps = Device1(Amps) + Device2(Amps) + [Device3(Watts)/CircuitVoltage] 

... y luego haciendo referencia a un gráfico que se remonta a las recomendaciones de NEC. Aquí yace el problema. No hay un gráfico oficial de NEC "si X entonces Y" para todas las situaciones. Los gráficos NEC reales son para que los ingenieros / contratistas los consulten al diseñar una aplicación y no son lecturas muy fáciles. Esto es lo que el NEC tiene que decir: http://www.fs.fed.us/database/acad/elec/greenbook/3_basicdesigns.pdf

Diversión, verdad? Lo que tenemos que hacer las normas es confiar en los cuadros que interpretan esas recomendaciones y esos cuadros varían, a veces de manera salvaje, en facilidad de legibilidad. Compare mi gráfico favorito http://www.cerrowire.com/ampacity-charts con este http://www.usawire-cable.com/pdfs/nec%20ampacities.pdf Ambos son técnicamente precisos desde una base práctica. pero este último requiere una evaluación más profunda, como la Nota 4, que indica una disminución de la ampacidad máxima del cable si el relleno del conducto (número de cables en la pista / cable) es mayor que 3.

Los amperios no son el único factor para el tamaño del cable, pero aquí estamos trabajando con la regla general. Los otros factores PRINCIPALES que contribuyen a la selección son (A) el tipo de aplicación de instalación de cableado (THHM, UF, etc.) y las clasificaciones de temperatura, (B) la longitud del alimentador de circuito que aumenta la resistencia, las pérdidas de voltaje y, en última instancia, inaceptable calentamiento del cable de alimentación y, en particular, de sus conexiones, (C) aplicaciones monofásicas o multifásicas (solo nos interesan los sistemas individuales en el hogar), (D) si la carga es inductiva o no (motor / compresor grande en el aparato ?) y un par de otros factores más oscuros que no abordaremos aquí.

El artículo (A) en aplicaciones residenciales es típicamente cableado de clase NM / NMC para estilo Romex, THWM para cableado BX o estilo conducto y UF para cable enterrado en su patio. El artículo (B) es realmente bastante importante. Si el cableado es muy largo, la resistencia del cable (todo el cable es resistivo hasta cierto punto) y, por lo tanto, la temperatura del cable aumentará. Si esa temperatura se eleva por encima de la clasificación de aislamiento de un cable, podría derretirse y causar un caso corto o peor, iniciar un incendio en los materiales de construcción circundantes. Aquí es donde entra mi segundo cuadro favorito: http://www.cerrowire.com/voltage-drop-table EDIT: la respuesta mejor calificada de longnecks anterior es una mejor explicación de los efectos de la temperatura en los circuitos, especialmente con respecto a la interfaz del cable / accesorio donde La mayoría de los incendios comienzan.

Sabiendo lo que hacemos ahora después de hacer referencia a esos dos gráficos de Cerro, podemos responder:

Si le dedico un circuito a este dispositivo, cuya longitud es de aproximadamente 50 '(incluido el retorno), ¿serán suficientes 14 AWG? ¿Por qué o por qué no?

con SÍ porque indicó que el dispositivo será el único en el circuito y porque la ejecución es en realidad 25 'según la definición de las reglas que no calculan la longitud total de ALAMBRE, sino la longitud del CIRCUITO que se compone de Ambos conductores. En 240 tierras, no hay retorno ni neutral. ¡Esto permite que 240 circuitos usen a menudo un medidor que parece ser demasiado pequeño! En 120 tierras, se permite que el neutro de un circuito dado sea compartido (y casi siempre) entre las numerosas ramas de dicho circuito, lo que introduce cierta reducción. Pero principalmente porque los circuitos de un voltaje más alto introducen menos caída de voltaje que un circuito equivalente a un voltaje más bajo. E = R * I... donde E= caída de voltaje (voltios, V); R= resistencia eléctrica (ohmios, Ω); I= corriente (amperios,A) Esto no es intuitivo porque la tensión de alimentación no se utiliza en el cálculo. Sin embargo, si tiene dos cargas que tienen una potencia nominal de 2400 vatios, una de las cuales funciona a 120 V y otra a 240 V, la primera consumirá 20 amperios, la segunda 10. La mitad del consumo de corriente introducirá solo la mitad de la caída de voltaje, reduciendo ese elemento del cálculo para el calibre de un cable.

Cabe señalar que la respuesta aún sería "SÍ, 14awg servirá" si la carrera fuera en realidad 50 'de acuerdo con las listas de Cerro ... PERO justo en el borde. Después de explorar algunos otros gráficos que son populares, algunos indican 12awg, otros 14awg. YMMV. Es por eso que tenemos los resultados de NEC realmente profundos a los que recurrir y tener en cuenta CADA factor.

Como para:

Me doy cuenta de que puede ser más difícil trabajar con un cable de 12 AWG y cuesta más de 14 AWG. Más allá de estos, ¿hay razones para no hacerlo? ¿Hay alguna ventaja?

La respuesta es una decisión judicial para el contratista / propietario. Tome este ejemplo: estoy ejecutando un nuevo circuito 240 para un nuevo aire acondicionado de ventana. La unidad que puedo colocar en la abertura de la ventana puede manejarse con un circuito de 14awg / 15amp, PERO está cerca de la clasificación máxima. Supongamos que la unidad apenas puede satisfacer mis necesidades de enfriamiento y, de repente, el mercado introduce una unidad de salida de BTU más alta que cabe en la apertura, pero requerirá un circuito de 12awg / 20amp. Esta sería una llamada de juicio a prueba de futuro.

Y recuerde lo más importante: sus códigos de construcción locales reemplazan a los NEC. Si es de su propiedad, el trabajo que realice en el camino puede afectar su capacidad de vender la propiedad en el futuro.

Espero haber respondido todas tus preguntas. Descargo de responsabilidad: no trabajo para el cable Cerro, solo un viejo y cansado profesional de HVAC / R que se ocupa de una gran cantidad de cableado, residencial y comercial. Y los enlaces son modificados porque este sitio solo permite dos enlaces para novatos.


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El Código Eléctrico Nacional (NEC) determina el tamaño mínimo requerido para los conductores. Según el NEC, tres amplias categorías cubren la mayoría de las instalaciones: bajo voltaje, menos de 600 voltios, más de 600 voltios.

Tenga en cuenta que los requisitos del código especifican la peor construcción legalmente permitida. Una razón común para aumentar el tamaño del conductor por encima de los mínimos del código es reducir la caída de voltaje al reducir la resistencia del conductor.

Los profesionales experimentados a menudo superan el código basado en un juicio basado en años de experiencia.


... y otro no responde la pregunta.
Ecnerwal

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@Ecnerwal Responde la pregunta ...
bib

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@Ecnerwal No del todo. ¿Cuál es la respuesta a la pregunta sobre la carrera específica de 240 v / 15a / 14awg de 50 pies?
babero

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La respuesta de @Ecnerwal longneck no resuelve un problema de construcción real. Es un chat de libros de texto sobre electricidad. Una persona no está más cerca de cablear su casa después de leerla. Peor aún, no hay nada que indique que los tamaños de los conductores provienen de las tablas, no de la teoría eléctrica. Dirigir a las personas hacia códigos modelo, particularmente en lo que respecta a cuestiones de seguridad de la vida, es la respuesta útil. Lo que implica, incluso por omisión, que hay otro curso prudente se hace de manera irresponsable o por falta de conocimiento.
Ben Rudgers

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@CarlWitthoft En mi caso, estaría dando una opinión profesional. Hacerlo en este caso no sería consistente con un estándar de atención ordinario debido a la falta de detalles relevantes, conocimiento de primera mano o conocimiento confiable de segunda mano de una persona generalmente calificada para hacer trabajo eléctrico o diseño de las condiciones reales del campo, y porque No tengo una relación contractual (esto es menor desde un punto de vista personal, pero las compañías de seguros se preocupan). Por experiencia en ambos lados del mostrador del departamento de construcción, la respuesta es "depende de lo que diga el código".
Ben Rudgers

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Sí y no (¿o es no y sí?)

El calibre de cable mínimo en los voltajes domésticos y comerciales ligeros (menos de 600 V) de hecho no depende del voltaje: la primera entrada en la tabla NEC 310.106 (A) especifica que el cobre 14AWG o el aluminio 12AWG pueden usarse hasta 2000V cuando adecuadamente aislado

Sin embargo, en trabajos de alto voltaje (más de 2kV), el cable debe aumentar de tamaño según la tabla 310.106 (A). Sin embargo, esto solo importa en los sistemas comerciales e industriales pesados ​​donde se utilizan alimentadores de alto voltaje para evitar pérdidas excesivas, así como la carga ocasional que se alimenta con alto voltaje (como una caldera de vapor industrial de tipo electrodo, o una muy grande motor).

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