Calcolo della portata dei conduttori elettrici di rame
A cosa ci serve saper determinare in modo corretto o quasi, la dimensione dei cavi elettrici in rame? Anche perchè di solito il calcolo lo esegue il progettista degli impianti, che è abilitato a tali funzioni, oppure possiamo far riferimento alle informazioni presenti nelle specifiche del produttore dei cavi elettrici.
Empiricamente, ma anche nella pratica, si parla di una densità di corrente, per i cavi in rame, massima di 3 o 4 Ampere per mm², oltre questo valore non bisogna andare per il problema legato al riscaldamento del cavo, dovuto alla sua resistenza elettrica intrinseca.
I tecnici di settore obbietteranno che non è questa la modalità giusta, per calcolare la dimensione del cavo, perché bisogna considerare anche la caduta di tensione dovuta alla lunghezza del cavo, hanno ragione, però ripeto è un calcolo che ci da un’idea per dimensionare, approssimativamente la dimensione del cavo da utilizzare in determinate situazioni, senza chiedere una consulenza tecnica a un ingegnere, per decidere sul da farsi.
Per le necessità quotidiane, per la stazione radio, per casa o per il nostro laboratorio, ecco alcuni esempi pratici:
Primo caso
Domanda: Devo realizzare una prolunga 4 metri, per la stufa elettrica da 1.500W a 230 V (I=W/V 1500/230= 6,52 Ampere, legge di ohm) che dimensione devono avere i cavi?
Risposta: Visto l’assorbimento di 6,52 A diviso 4 = ( densità di corrente per mm²) , dobbiamo usare un cavo di rame che abbia una sezione di almeno 1,62 mm² (arrotondando per eccesso a 2 mm² , anche per compensare la caduta di tensione). Quindi utilizzeremo un cavo tripolare (F-N-T) di 4 metri che abbia singoli cavi con sezione da 2 mm², pari a 1,63 mm di diametro del conduttore in rame (Vedi tabella di conversione in fondo all’articolo).
Secondo caso
Domanda: Un cavo della batteria da 12 Volt 18 Ampere, del gruppo di continuità si è bruciato, perchè era troppo sottile, qual’è la dimensione giusta per la corrente che l’attraversa?
Risposta: Visto l’assorbimento massimo è di 18 A diviso 4 = ( densità di corrente per mm²) , dobbiamo usare un cavo di rame di 4,5 mm² ( arrotondato per eccesso a 5 mm²) . I cavi della batteria 12V 18A dovranno essere sostituiti con cavi con sezione di 5 mm², corrispondente ad un diametro del conduttore in rame pari a 2,5 mm (Vedi tabella di conversione in fondo all’articolo).
Una domanda ad un esperto del settore impiantistica industriale
Ho posto una domanda ad un professionista di Impiantistica Industriale:
“Come calcoli il diametro in mm quadrati dei cavi elettrici in funzione della corrente che devono sostenere?” Ovviamente secondo la normativa nazionale italiana.”
Ecco la risposta:
“Di solito ci vengono in aiuto delle tabelle per semplificare in modo veloce arrotondando in eccesso. Sulla portata (Iz) dei conduttori ci si basa sulle tabelle rilasciate dal costruttore del cavo che varia dal tipo gomma utilizzato e a secondo della posa utilizzata (tubo, canalina, interrato) e tenendo poi conto della caduta di tensione sulla lunghezza ammessa max 4% si determina la sezione in mm², per cui per mantenere la portata in Ampere , all’aumentare della lunghezza bisogna aumentare la sezione. Poi nel dettaglio c’è sempre una realizzazione fatta dal progettista.”
È importante che venga soddisfatta questa relazione Ib ≤ In ≤ Iz
- Ib corrente di impiego della conduttura,
- In corrente dispositivo di protezione,
- Iz portata del cavo che deve essere sempre superiore.
Tabella di conversione della sezione in millimetri quadrati al diametro reale del conduttore in rame (mm).
Il calibro digitale nella figura di sopra, misura il diametro di 5 mm di un cavo in rame, che leggendo la tabella di seguito rappresentata corrisponde a circa 21 mm² di sezione. Se moltiplichiamo la densità per mm² che è uguale a 4 per la sezione di 21 mm², otteniamo che questo cavo in rame può sostenere una corrente 84 Ampere. Per facilitare la conversione del DIAMETRO in mm alla SEZIONE in mm² del cavo in rame, ecco una semplice e pratica Tabella di Conversione.
| diametro (mm) |
sezione (mm2) |
|---|---|
| 11.64 | 107.2 |
| 10.40 | 85.03 |
| 9.266 | 67.43 |
| 8.251 | 53.48 |
| 7.348 | 42.41 |
| 6.544 | 33.63 |
| 5.627 | 26.67 |
| 5.189 | 21.15 |
| 4.621 | 16.77 |
| 4.115 | 13.30 |
| 3.685 | 10.55 |
| 3.264 | 8.366 |
| 2.906 | 6.634 |
| 2.588 | 5.261 |
| 2.305 | 4.172 |
| 2.053 | 3.309 |
| 1.828 | 2.624 |
| 1.628 | 2.081 |
| 1.450 | 1.650 |
| 1.291 | 1.309 |
| 1.150 | 1.038 |
| 1.024 | 0.823 |
| 0.911 | 0.652 |
| 0.818 | 0.517 |
| 0.722 | 0.410 |
| 0.643 | 0.325 |
| 0.573 | 0.258 |
| 0.510 | 0.204 |
| 0.454 | 0.162 |
| 0404 | 0.128 |
| 0.360 | 0.102 |
| 0.321 | 0.081 |
| 0.285 | 0.064 |
| 0.254 | 0.050 |
| 0.226 | 0.040 |
| 0.201 | 0.032 |
| 0.179 | 0.025 |
| 0.160 | 0.020 |
| 0.142 | 0.016 |
| 0.127 | 0.012 |
| 0.113 | 0.010 |
| 0.100 | 0.008 |
| 0.089 | 0.006 |
| 0.079 | 0.005 |
| 0.071 | 0.004 |
| 0.063 | 0.003 |
| 0.054 | 0.0025 |
| 0.050 | 0.0020 |
| 0.044 | 0.0016 |
