¿Por qué la clasificación actual del cable multinúcleo es inferior a la de un solo núcleo con la misma sección transversal?

Según este recurso , un cable de cobre de un solo núcleo de 10 AWG (5,3 mm2) tiene una capacidad de hasta 52 amperios, mientras que el mismo cable de sección transversal de 43 núcleos y más solo puede transportar hasta 15 amperios.

¿Porqué es eso? ¿Por qué los núcleos múltiples hacen que sea más peligroso transportar la misma corriente?

current cables conductivity

— Garra Verde
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La eliminación de calor es menor, para el núcleo múltiple.

— analogsystemsrf

@analogsystemsrf Eso tendría sentido si los núcleos estuvieran aislados individualmente. Pero normalmente son solo cables de metal desnudos en contacto entre sí.

— Greendrake

Vea si esto puede ayudar: Empaque circular

— Vladimir Cravero

@Greendrake: le recomendamos que espere un día o dos antes de aceptar para que le dé a toda la humanidad la oportunidad de responder su pregunta. Alienta otras respuestas que pueden darle otras ideas sobre su pregunta. Puede aceptar y volver a aceptar si lo desea.

— Transistor

Respuestas:

Es importante distinguir entre dos conceptos diferentes:

Cables de un solo núcleo versus cables de varios núcleos.
Conductores sólidos versus conductores trenzados.

Un cable de un solo núcleo contiene un conductor eléctrico, que puede ser de núcleo sólido o trenzado . La imagen de abajo muestra conductor varado. El conductor trenzado es la norma para todos los cables decentemente grandes, ya que el conductor sólido es muy difícil de desenrollar del tambor y no soporta la flexión o la vibración en servicio.

Un cable de múltiples núcleos contiene múltiples conductores eléctricos. Los núcleos están aislados eléctricamente entre sí. Los núcleos pueden ser de núcleo sólido o trenzados. La siguiente imagen muestra un cable multinúcleo con tres núcleos (dos de alimentación y uno de tierra). De nuevo, estos núcleos están varados.

Como último ejemplo, un cable multinúcleo puede tener muchos conductores: he instalado personalmente un cableado de control multinúcleo con 20 núcleos (más tierra), similar al que se muestra a continuación. El área de sección transversal típica es de 2.5 mm² por núcleo, que consta de 7 hilos cada uno de 0,67 mm de diámetro. Esto sería similar a los "43 o más núcleos" citados en la tabla a la que se ha vinculado.

La tabla a la que se ha vinculado hace referencia a las clasificaciones para cables de un solo núcleo y de múltiples núcleos.

En este caso, la reducción de la capacidad de los cables de varios núcleos se debe a que los núcleos aislados en el centro del cable no pueden disipar el calor tan fácilmente como los núcleos aislados en el exterior del cable.

— Li-aung Yip
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Entonces, ¿está diciendo que los espacios de aire en los cables trenzados de un solo núcleo no los reducen realmente y puedo asumir con seguridad 52 amperios para el cable de un solo núcleo 10AWG de más de 43 hilos?

— Greendrake

@Greendrake: Sigue la regla de oro; consulte los datos del fabricante. Los datos del fabricante tendrán en cuenta cualquier disminución de la calificación que se aplique debido al varado del conductor. También tenga en cuenta que las clasificaciones de los cables dependen del entorno de instalación: un cable que es bueno para 53 amperios al aire libre no es necesariamente bueno para 53 amperios cuando se instala en un gabinete.

— Li-aung Yip

La limitación de la cantidad de corriente transportada por un cable tiene que ver con su capacidad para eliminar el calor de las áreas de transporte de corriente.

En un solo hilo, el hilo se calienta por la corriente que lo atraviesa. Este calor se elimina a través del cobre sólido hacia el exterior del cable.

En un hilo central de un cable de múltiples hilos, el calor tiene que pasar a través del área de contacto entre los hilos o los espacios de aire entre los hilos para salir del cable.

Se aplicará un mayor efecto a un cable de varios núcleos incluido. El aislamiento eléctrico entre los cables se agregará al aislamiento térmico y la relación de calentamiento al área de superficie total aumentará, por lo tanto, aumentará la temperatura.

Si observa el enlace de empaque circular sugerido por Vladimir Cravero, encontrará que la relación entre el número de núcleos, por lo tanto, el efecto de calentamiento y la circunferencia del círculo de cierre, por lo tanto, la disipación de calor tiene aproximadamente la relación de reducción dada en su tabla.

— RoyC
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Tiene mucho sentido, aunque esto no aborda si los espacios de aire afectan la eliminación de calor tan mal que la tasa de amperios baja de 52 a 15, O esa reducción solo se aplica a múltiples núcleos (hebras aisladas individualmente) no a múltiples hebras.

— Greendrake

Tienes toda la razón. Sospecho que la tabla se refiere a cables de varios núcleos agrupados. En cuyo caso, se aplica el mismo efecto con el aislamiento eléctrico que también se agrega al aislamiento térmico. Editando mi respuesta para abordar esto.

— RoyC

@Greendrake Puedo creer totalmente que muchos hilos pueden afectar la disipación de calor del hilo central. Recuerde que los aisladores domésticos utilizan principalmente aire atrapado dentro de otro material. Además, creo que la disipación de calor del centro es importante. A 50 A, 1 m de cobre 10 AWG se está disipando alrededor de 10 W de calor. La cuestión es que, aunque el cobre puede soportar una temperatura alta en el centro, a 300 ° C (550 + ° F), la resistencia al cobre ya está duplicada, lo que a su vez duplica el calor.

— ElderBug