Tabela de capacidade de amperagem do cabo da bateria. O cheiro acre do PVC a derreter é um lembrete assombroso de que o dimensionamento de cabos apenas para segurança não é suficiente. Já vi sistemas de 12V DC de classe mundial falharem simplesmente porque os instaladores ignoraram a queda de tensão - um descuido crítico em construções marítimas e industriais onde as regras padrão de cablagem AC não se aplicam. Este guia fornece informações precisas sobre Gráficos em conformidade com NEC e ABYC abrangendo ambos os elementos essenciais: Ampacidade (prevenção de incêndios) e Queda de tensão (assegurar o desempenho).
Bateria Kamada Power 12v 100Ah Lifepo4
Gráficos de amperagem e queda de tensão de cabos de bateria de 12V (folha de dicas)
Ao adquirir cabos para uma adaptação de frota ou para uma construção personalizada de veículos pesados, necessita de dados que sejam digitalizáveis e exactos. Dividimos isto em dois gráficos porque o dimensionamento para segurança e o dimensionamento para desempenho são dois cálculos diferentes.
Gráfico de capacidade de amperagem máxima para cabos de bateria de 12V (limites de segurança)
Contexto: Esta tabela indica-lhe a corrente máxima absoluta que um cabo de cobre pode suportar antes de o isolamento começar a degradar-se ou a derreter. Este é o seu limite "não exceder".
Nota: Estes valores pressupõem um cabo de cobre de alta qualidade com uma 105°C de classificação de isolamento (típico de cabos de baterias marítimas ou de soldadura de alta qualidade) utilizados ao ar livre. Se estiver a utilizar fio automóvel normal (frequentemente classificado a 60°C ou 80°C) ou a agrupar fios numa conduta de motor quente, deve reduzir significativamente estes números.
| Tamanho AWG | Área (mm²) | Amperagem máxima (contínua) | Amperagem máxima (sobretensão/desligamento 5 seg.) |
|---|
| 6 AWG | 13,3 mm² | 120 amperes | ~200 Amperes |
| 4 AWG | 21,2 mm² | 160 amperes | ~300 Amps |
| 2 AWG | 33,6 mm² | 210 amperes | ~450 Amperes |
| 1/0 AWG | 53,5 mm² | 285 amperes | ~600 Amperes |
| 2/0 AWG | 67,4 mm² | 330 amperes | ~750 Amperes |
| 4/0 AWG | 107 mm² | 445 amperes | Mais de 1000 amperes |
Tamanho do cabo da bateria de 12V por comprimento para queda de tensão 3%
Contexto: É aqui que a maioria das instalações falha. Só porque um fio 4 AWG pode com segurança transportar 100 amperes não significa que possa fornecer essa potência de forma eficiente ao longo de 20 pés. Em Bateria de 12V sistemas, a resistência é o inimigo.
Para os componentes electrónicos críticos (inversores, sistemas de navegação, frigoríficos médicos), é geralmente necessário um máximo de Queda de tensão 3%.
| Carga (Amperes) | 0-5 pés | 5-10 pés | 10-15 pés | 15-20 pés |
|---|
| 50A | 6 AWG | 4 AWG | 2 AWG | 2 AWG |
| 100A | 4 AWG | 2 AWG | 1/0 AWG | 2/0 AWG |
| 150A | 2 AWG | 1/0 AWG | 2/0 AWG | 3/0 AWG |
| 200A | 1/0 AWG | 2/0 AWG | 4/0 AWG | 4/0 AWG |
| 300A | 2/0 AWG | 4/0 AWG | Corrida dupla | Corrida dupla |
Nota: Os sistemas de 12V requerem cabos exponencialmente mais grossos do que os sistemas de 120V AC para transportar a mesma quantidade de energia. Não tente poupar dinheiro aqui.
Ampacidade versus queda de tensão para cabos de bateria de 12V: Explicação
Se é um responsável por aquisições ou um engenheiro que está a passar de sistemas de rede AC para sistemas de bateria DC, a distinção entre ampacidade e queda de tensão é onde ocorrem erros dispendiosos.
Ampacidade (O limite de "fogo" para cabos de 12V)
Definição: A amperagem é estritamente uma classificação térmica. É a corrente máxima que um fio pode transportar continuamente antes que a geração interna de calor faça com que o isolamento derreta ou se incendeie.
Analogia: Pense no cabo como um cano de água. A amperagem é a ponto de rutura desse tubo. Se empurrar demasiada água (corrente) através de um tubo demasiado pequeno, a pressão aumenta até o tubo falhar fisicamente. Em termos eléctricos, o fio funciona como um filamento de torradeira - aquece, derrete o isolamento e temos um curto-circuito.
Definição: A queda de tensão é a quantidade de energia perdida sob a forma de calor à medida que a eletricidade percorre o comprimento do fio.
Fórmula:Queda de tensão = Corrente (I) × Resistência (R) × Comprimento
(Onde I é a corrente em amperes, R é a resistência do fio por pé, e Comprimento é o comprimento total do circuito)
Porque é que é importante:
Eis um cenário do mundo real que vemos frequentemente: Um cliente instala um inversor de 3000W. Usa um cabo 4/0 porque a tabela de ampacidade diz que é seguro para 300 amperes. No entanto, o cabo tem 15 pés de comprimento.
- A bateria está a empurrar 12,8V.
- O fio tem demasiada resistência ao longo dessa distância, perdendo 1,5V.
- O inversor recebe apenas 11,3V.
Quando o inversor vê 11,3V sob carga, a sua lógica interna pensa que a bateria está a morrer. Acciona um "Alarme de Baixa Tensão" e desliga-se, mesmo que a bateria esteja realmente cheia. O fio não derreteu, mas o sistema falhou.
Factores que afectam a ampacidade e a queda de tensão do cabo da bateria de 12V
Nem todo o cobre é criado da mesma forma. Ao especificar materiais para uma encomenda B2B ou um projeto de alto risco, as três especificações na folha de dados são as mais importantes.
Classificação da temperatura de isolamento (75°C vs 105°C)
No sector da construção (normas NEC para casas), o fio é normalmente classificado a 75°C ou 90°C. No entanto, em ambientes automóveis e marítimos, as temperaturas ambiente são mais elevadas.
Recomendamos sempre Cabo com classificação de 105°C (frequentemente designado por SGT, SGX, ou Marine UL 1426). Um cabo com isolamento de 105°C pode suportar com segurança muito mais corrente do que um cabo de 75°C do mesmo calibre, porque o isolamento não derrete tão facilmente. Isto dá-lhe uma melhor margem de segurança se um sistema for momentaneamente sobrecarregado.
Contagem de encalhes (Flexibilidade vs Condutividade)
Esta é a diferença entre um "fio de construção" rígido e um "cabo de bateria" flexível.
- Fio de construção (THHN): Utiliza alguns fios grossos de cobre. É rígido e propenso a endurecer. Se for utilizado num barco ou num veículo, a vibração constante acabará por fazer com que estes fios grossos se partam nos terminais.
- Bateria/Cabo de soldadura: Utiliza centenas (por vezes milhares) de fios de cobre ultra-finos (por exemplo, 0,2 mm de diâmetro). Este elevado número de fios actua como um amortecedor de vibrações. É também muito mais fácil de passar por cantos apertados num compartimento do motor ou da bateria.
OFC vs CCA (A qualidade do cobre é importante)
Este é o aviso mais crítico deste guia: Evite a todo o custo o alumínio revestido a cobre (CCA) para as interligações da bateria principal.
O CCA é um fio de alumínio com uma fina camada de cobre. É mais barato e mais leve, mas o alumínio tem cerca de 60% a condutividade do cobre.
- OFC (Cobre sem Oxigénio): O padrão de ouro. Condutividade e resistência à corrosão óptimas.
- Riscos CCA: Para obter a mesma capacidade de transporte de corrente que um cabo OFC 1/0, seria necessário um cabo CCA 3/0 ou 4/0. Se utilizar um cabo CCA subdimensionado com base em tabelas de cobre, está a criar um risco de incêndio. Além disso, o alumínio corrói muito mais rapidamente do que o cobre em ambientes marinhos, levando a uma maior resistência ao longo do tempo.
Calculadora passo-a-passo do tamanho do fio da bateria de 12V
Não adivinhe. Utilize este fluxo de trabalho simples para dimensionar sempre corretamente os seus cabos.
1.Determinar a corrente (Amperes)
Pegue na sua potência máxima de carga contínua e divida-a pela tensão do sistema (utilize a tensão de funcionamento mais baixa, normalmente 12 V ou mesmo 10 V, por segurança).
- Exemplo: Inversor 2000W ÷ 12V = 166,6 amperes.
2.Determine o comprimento total do cabo (ida e volta!)
É aqui que 50% das pessoas fazem asneira. A eletricidade tem de viajar da bateria para a carga e vice-versa.
- Exemplo: Se o inversor estiver a 3 metros da bateria, o comprimento do circuito é 20 pés (10 pés positivos + 10 pés negativos).
- Consultar a tabela de queda de tensão
3) Ver o gráfico de queda de tensão (Gráfico 2 acima).
- Para uma carga de 166A numa viagem de ida e volta de 20 pés (utilize a coluna de 15-20 pés), pode ver-se que 1/0 AWG pode estar no limite, enquanto 2/0 AWG coloca-o em segurança na zona de desempenho.
4. selecionar o cabo
Verifique sempre se a sua escolha na tabela de Queda de Tensão também cumpre os requisitos de segurança na tabela de Ampacidade (Tabela 1). (Neste caso, 2/0 AWG suporta 330A com segurança, pelo que cobre facilmente a nossa carga de 166A).
Conclusão
Quando se está a conceber um sistema de energia, os cabos não são o local ideal para cortar nos pormenores. Economizar $20 em fios mais finos pode arriscar uma falha no sistema $2.000 - ou pior, um incêndio.
A regra de ouro da cablagem de 12V é simples: Calcule primeiro a queda de tensão. Se o cabo for suficientemente espesso para evitar a queda de tensão, é quase garantido que é suficientemente espesso para lidar com a ampacidade em segurança. E em caso de dúvida? Use um tamanho mais grosso. É um seguro barato para a sua paz de espírito.
Contactar a Kamada Power a nossa equipa de engenharia de baterias para conceber uma bateria de 12v personalizada Solução adaptada a si.
FAQ
Qual é a diferença entre 2/0 AWG e 00 AWG?
Não há qualquer diferença; são exatamente do mesmo tamanho. "Two-Ought" é muitas vezes escrito como 2/0 ou 00. É diferente de 2 AWGque é muito mais fino.
Posso utilizar um cabo de soldadura para os cabos da bateria?
Sim, e muitos profissionais preferem-no. O cabo de soldadura (frequentemente de grau K) tem normalmente um maior número de fios e um revestimento de borracha EPDM flexível que resiste melhor ao óleo, à gordura e aos cortes do que o cabo de bateria de PVC normal. Desde que seja de cobre puro, excede frequentemente as especificações normais dos cabos de bateria. Certifique-se apenas de que o isolamento está classificado para o ambiente (resistência a óleo/gás) se for utilizado num compartimento do motor.
Quantos amperes pode suportar um fio de 4 AWG a 12 volts?
Depende inteiramente do comprimento.
- Para segurança (amperagem): Um cabo curto de cobre de 4 AWG pode suportar com segurança cerca de 135-160 amperes sem derreter.
- Para desempenho (queda de tensão): Se o cabo estiver a 15 pés, só deve empurrar cerca de 50 amperes através dela. Se for mais do que isso, a queda de tensão pode fazer com que os seus aparelhos não funcionem corretamente.
Posso passar dois cabos mais pequenos em vez de um grande?
Sim, chama-se a isto passar cabos em paralelo. Por exemplo, dois cabos 1/0 podem, teoricamente, transportar a corrente de um único cabo 4/0. No entanto, é necessário garantir que ambos os cabos têm exatamente o mesmo comprimento e ligações idênticas. Se um dos cabos tiver um pouco menos de resistência, "monopolizará" a corrente, sobreaquecerá e, potencialmente, falhará, deixando o segundo cabo para suportar a carga total (e, subsequentemente, falhar). Normalmente, é mais seguro e mais limpo utilizar um único cabo com o tamanho correto.