Bitola de cabo e queda de tensão
De watts ou amperes, do comprimento do trecho e do método de instalação até o menor cabo que suporta a corrente e fica abaixo de 4%, mais o comprimento máximo.
O fator de potência (cos φ) é 1 para aquecedores, fornos, chuveiros elétricos e lâmpadas incandescentes, cerca de 0,9 para uma carga doméstica mista e cerca de 0,8 para um motor. Em corrente contínua ele não existe e sai da conta.
O comprimento é a distância do quadro até o aparelho, medida pelo trajeto real do cabo (as descidas e as curvas contam). O cálculo já soma o caminho de volta, então não dobre o valor você mesmo.
O fator K reduz a capacidade de corrente quando as condições são piores do que a tabela supõe (vários circuitos no mesmo eletroduto, ambiente quente, solo seco). Deixe em 1 se o cabo passar sozinho em temperatura normal. O limite de 4% é o valor recomendado pelas normas italianas de instalações (CEI 64-8/5 art. 525); a IEC 60364-5-52 sugere 3% para iluminação e 5% para as demais cargas.
O cálculo roda no seu navegador e nenhum dado é enviado para lugar nenhum. Este é um primeiro dimensionamento para acertar a ordem de grandeza, não um projeto: a fiação fixa deve ser instalada e certificada por um eletricista qualificado.
Como usar
Informe o que a carga consome (em watts ou em amperes, o que você souber), a tensão, quantos metros de cabo realmente são necessários até lá e como o cabo será instalado. A ferramenta calcula a queda de tensão e a capacidade de corrente de cada bitola comercial de 1,5 a 95 mm² e indica a menor que passa nas duas verificações. A tabela abaixo do resultado mostra a margem, isto é, quão perto do limite você está e até onde ainda poderia ir.
A fórmula, e por que o caminho de volta conta
Em circuitos monofásicos e em corrente contínua a queda é 2 · ρ · L · I · cos φ ÷ S, e nos trifásicos o 2 vira a raiz quadrada de 3, porque a queda é medida entre duas fases. É por causa desse 2 que um trecho de 30 metros equivale a 60 metros de cobre: a corrente vai e volta. A resistividade ρ do cobre é 0,018 ohm·mm²/m a 20 °C e sobe com a temperatura como ρ(T) = ρ₂₀ · (1 + 0,00393 · (T − 20)), então a 70 °C chega a 0,0215, um quinto a mais. O alumínio parte de 0,028, e por isso exige uma bitola maior para a mesma corrente.
De onde vêm os 4%
As normas italianas de instalações (CEI 64-8/5 art. 525) recomendam que a queda entre a origem da instalação e qualquer ponto de uso fique abaixo de 4% da tensão nominal, ou seja, 9,2 V de 230 V; a IEC 60364-5-52 em vigor dá indicações parecidas, 3% para iluminação e 5% para as outras cargas em rede pública. É uma recomendação com exceções, não uma proibição, mas perto desse valor os motores partem direito, os leds não piscam e uma resistência entrega a potência escrita na etiqueta. Em um sistema de 12 V é comum um limite mais apertado de 3%, porque 4% de 12 V é menos de meio volt: o limite é um campo que você pode alterar.
Capacidade de corrente, o fator K e o disjuntor
A capacidade de corrente Iz é quanta corrente o cabo suporta sem levar a isolação além da temperatura nominal. Ela depende quase só de como o cabo dissipa calor, não do cobre em si: os mesmos 2,5 mm² suportam 24 A em eletroduto na parede e 30 A ao ar livre. Os valores usados aqui vêm das tabelas da IEC 60364-5-52 (CEI-UNEL 35024/1 na Itália) para um único circuito, com ar a 30 °C e solo a 20 °C; vários circuitos no mesmo eletroduto ou um ambiente mais quente reduzem esse valor, e é para isso que serve o fator K (digamos 0,7 com três circuitos no mesmo eletroduto). O disjuntor sugerido segue a regra Ib ≤ In ≤ Iz, que protege o cabo e não o aparelho.
O que esta ferramenta não faz
É um primeiro dimensionamento, feito para acertar a ordem de grandeza e evitar que você compre o rolo errado, não um projeto. Não verifica a suportabilidade a curto-circuito, a proteção contra contatos indiretos, a bitola do condutor de proteção ou do neutro, nem a corrente de partida de motores, e ignora a reatância do cabo, que acima de 25 mm² deixa a queda real um pouco maior que o valor mostrado. Para o alumínio a capacidade de corrente é estimada em 78% da do cobre. As bitolas são em mm² métricos, os usados fora da América do Norte (2,5 mm² fica entre AWG 14 e 13, 6 mm² é próximo de AWG 10, 16 mm² fica entre AWG 6 e 5), e as tabelas são as da IEC, não as da NEC. A fiação fixa deve ser instalada e certificada por um eletricista qualificado.