Come calcolare le dimensioni del cavo di alimentazione: una guida passo passo per gli ingegneri

Se hai mai lavorato a un progetto elettrico, saprai sicuramente che scegliere il cavo di alimentazione corretto non è così semplice come prendere qualcosa che "sembra abbastanza spesso". È uno di quei piccoli dettagli che possono rendere un sistema sicuro o meno e funzionare bene o male.

Ricordo ancora la prima volta che ho provato a dimensionare un cavo da solo. Pensavo fosse semplice: bastava controllare la corrente di carico e scegliere un cavo in grado di gestirla. A quanto pare, c'è un po' più di questo. La buona notizia è che, una volta capito il procedimento, in realtà non è poi così male. Vediamo passo dopo passo come calcolare la corretta dimensione del cavo di alimentazione.

Passaggio 1: verificare il carico attuale

La prima cosa da chiedersi su ogni cavo è quanta corrente può trasportare. Per calcolarlo, basta dividere la potenza totale del dispositivo o del sistema per la tensione di alimentazione.

Ad esempio, se un motore è da 10 kW e funziona a 400 V, la corrente è 10.000 diviso 400, ovvero 25 ampere.

Naturalmente, se si tratta di un carico trifase, c'è una piccola differenza perché si dovrebbe dividere per √3 la tensione. Ma l'idea è la stessa: trovare prima la corrente, perché la dimensione del cavo dipende direttamente dalla quantità di corrente che lo attraversa.

Passaggio 2: pensa a quanta tensione scenderà

Molte persone commettono errori in questo caso. Il fatto che un cavo possa trasportare corrente non significa che la tensione rimanga la stessa all'altra estremità. La resistenza del cavo provoca naturalmente un calo di tensione. Se la tensione scende troppo, la macchina potrebbe non funzionare correttamente o addirittura non avviarsi. La maggior parte delle linee guida indica che la perdita di tensione dovrebbe essere inferiore al 3-5%.

Per verificarlo, si moltiplica la corrente, la lunghezza del cavo e la resistenza del cavo al metro. È sorprendentemente facile sottostimare questo valore, soprattutto se il cavo è lungo, ad esempio attraverso il pavimento di una fabbrica o attraverso un edificio alto.

Una volta ho visto un'officina dove le luci si abbassavano ogni volta che si avviavano i macchinari pesanti. Il motivo? I cavi erano sottodimensionati e la caduta di tensione era superiore all'8%. Un semplice calcolo avrebbe potuto risparmiarmi un sacco di frustrazioni.

Fase 3: verificare i limiti termici e di cortocircuito

Anche se un filo è in grado di gestire bene la corrente normale, deve comunque essere in grado di gestire un cortocircuito, che è la cosa peggiore che possa accadere. Durante un guasto, la corrente può rapidamente aumentare fino a superare di parecchie volte il suo livello normale.

Quel calore può facilmente danneggiare l'isolamento o addirittura fondere il conduttore se il cavo non è sufficientemente spesso. Gli ingegneri di solito controllano la resistenza al cortocircuito, che dipende dal materiale del cavo, dal tipo di isolamento e dal dispositivo di protezione. Sembra un po' tecnico, ma pensatela in questo modo: il cavo deve rimanere protetto finché l'interruttore non scatta.

I limiti termici funzionano in modo simile. La capacità di trasporto di corrente di un cavo, o portata, varia con la temperatura. Se installato in un'area calda o in fascio con diversi altri cavi, trasporta meno corrente in modo sicuro. Pertanto, è necessario applicare fattori di correzione in base alle condizioni di installazione.

Passaggio 4: scegli la dimensione standard più vicina

Dopo i calcoli, otterrai la sezione trasversale richiesta. Tuttavia, i cavi sono disponibili in dimensioni standard, come 2,5 mm², 4 mm², 6 mm² e così via. Scegli sempre la dimensione successiva dal tuo calcolo. Questo ti darà un piccolo margine di sicurezza.

Fase 5: Doppio controllo con le tabelle dei cavi

La maggior parte delle compagnie di cavi include grafici che mostrano la potenza che ogni dimensione può gestire in diverse situazioni. È sempre consigliabile consultarli per assicurarsi dei risultati. È ancora meglio utilizzare software o strumenti online per un rapido controllo. Ma non affidatevi mai solo agli strumenti: capire cosa c'è dietro i numeri è ciò che vi rende un vero ingegnere.

Riassumendo

All'inizio potrebbe sembrare noioso capire quanto dovrebbe essere grande un cavo, ma finché non si vede come influisce sull'affidabilità nel mondo reale, è piuttosto divertente. Non si tratta solo di sommare numeri; si tratta di assicurarsi che i sistemi rimangano sicuri, le luci rimangano accese e le apparecchiature funzionino correttamente. Un cavo selezionato dopo calcoli accurati perderà meno energia, produrrà meno calore e durerà più a lungo per tutto ciò che vi è collegato.

Quindi, la prossima volta che vorrete indovinare la dimensione di un cavo, prendetevi il tempo di fare il calcolo corretto. Ci vorranno solo pochi minuti una volta presa la mano. E onestamente, è fantastico sapere che il vostro sistema non sfarfallerà, non si bloccherà e non si surriscalderà perché avete dimensionato correttamente i cavi. Ecco cosa significa una buona ingegneria: pensare in modo lucido, controllare attentamente e assicurarsi che tutto funzioni correttamente.