Calculadora de Calibre de Cable Elèctric - Eina de Mida AWG

Calculadora del calibre del cable elèctric

Una calculadora del calibre dels cables elèctrics recomana una mida de cable segura, mesurada en AWG (calibre de cables nord-americà), per a un circuit elèctric domèstic. Utilitza tres dades d’entrada — la càrrega en amperes o watts, la longitud del recorregut del cable en un sol sentit, mesurada en peus, i la tensió del sistema — per triar el cable de secció més petita que pugui conduir el corrent sense sobreescalfar-se ni perdre massa tensió pel camí.

Un cable massa prim per a la seva càrrega es pot sobreescalfar, fondre’n l’aïllament o provocar un incendi. Un cable massa prim per a un recorregut llarg també pot causar una gran caiguda de tensió, cosa que fa que els llums perdin intensitat i els motors funcionin a una temperatura massa alta. Aquesta eina comprova tots dos problemes alhora i retorna el calibre més petit que supera les dues proves.

Com s’utilitza aquesta calculadora del calibre del cable

1. Trieu un tipus de projecte (opcional). Els valors predefinits per a una bomba d’estany de jardí, el cablejat d’un cobert, un circuit d’una casa petita o un taller introdueixen valors habituals.
2. Introduïu la càrrega. Escriviu directament els amperes o canvieu a watts perquè la calculadora divideixi els watts per la tensió i obtingui els amperes.
3. Introduïu la distància en un sol sentit des del quadre de distribució fins al dispositiu, en peus. És la longitud del recorregut en una sola direcció, no pas l’anada i la tornada. La calculadora la duplica internament per tenir en compte tant el conductor d’anada com el de retorn.
4. Trieu 120 V o 240 V, les dues tensions residencials estàndard.
5. Marqueu «càrrega contínua» si el circuit funcionarà durant 3 hores o més sense interrupció, com ara un carregador de vehicle elèctric o un calefactor. La norma 210,19(A)(1) de l’NEC exigeix que el cable estigui dimensionat per al 125 % d’aquest tipus de càrrega.
6. Llegiu el resultat. Mostra el calibre recomanat, el corrent màxim d’aquest calibre, el percentatge de caiguda de tensió i una etiqueta de seguretat: segur, precaució o no segur.

Com es calcula el calibre dels cables

La calculadora fa dues comprovacions per a cada calibre, començant per 14 AWG i passant a cables més gruixuts fins que se superen totes dues.

1. Convertir els watts en amperes

Si la càrrega s’expressa en watts, primer es converteix en amperes:

$I = \frac{P}{V}$

on I és el corrent en amperes, P és la potència en watts i V és la tensió del sistema. Una bomba de 200 watts en un circuit de 120 V consumeix 200 ÷ 120 = 1,67 amperes.

2. Afegir el marge per a càrrega contínua

En el cas d’una càrrega contínua, el corrent requerit es multiplica per 1,25 abans de comprovar la intensitat admissible; la comprovació de la caiguda de tensió continua utilitzant el corrent real.

$I_{required} = I \times 1.25$

3. Comprovar la intensitat màxima admissible

La intensitat admissible és la intensitat màxima que pot suportar un conductor d’un calibre determinat. La calculadora utilitza les intensitats següents, que corresponen a la taula 310,16 de l’NEC, columna de 60 °C, per a conductors de coure sense recobriment. Aquesta és la columna aplicable als cables NM-B («Romex») i UF — els tipus utilitzats en els valors predefinits de la calculadora — encara que els conductors individuals de l’interior d’aquests cables estiguin classificats per a 90 °C. Un cable més gruixut dins d’un conducte metàl·lic, amb terminals classificats per a 75 °C, pot transportar legalment més corrent en alguns d’aquests calibres, però aquesta calculadora no pressuposa aquesta configuració.

Un calibre supera aquest pas si el seu corrent nominal és igual o superior al corrent requerit del pas 2.

4. Comprovar la caiguda de tensió

Fins i tot un calibre amb una intensitat admissible suficient pot perdre massa tensió en un recorregut llarg. La calculadora utilitza els valors de resistència anteriors:

$V_{drop} = \frac{2 \times R \times I \times L}{1000}$

$V_{drop\%} = \frac{V_{drop}}{V_{source}} \times 100$

Aquí R és la resistència del cable en ohms per 1000 peus (300 m), I és el corrent real en amperes (no el valor ajustat per a càrrega contínua), L és la distància en un sol sentit, en peus, i el 2 té en compte que el corrent circula per un conductor en l’anada i per l’altre en la tornada.

La calculadora classifica el resultat:

• Segur — caiguda de tensió inferior a 3 %
• Precaució — caiguda de tensió des de 3 % fins a 5 %
• Rebutjat — caiguda de tensió superior a 5 %; la calculadora prova el calibre següent, més gruixut

Si cap calibre fins a 2 AWG supera totes dues comprovacions, la calculadora retorna «2 AWG o més gran» amb l’etiqueta «no segur» i recomana contractar un electricista autoritzat.

Exemple resolt

Considerem una càrrega de 15 amperes en un recorregut de 100 peus en un sol sentit a 120 V, que no és contínua (el valor predefinit de cablejat de cobert de la calculadora).

Proveu 14 AWG. La seva intensitat admissible és de 15 A, que tot just compleix la càrrega de 15 A. La seva caiguda de tensió és:

$V_{drop} = \frac{2 \times 3.07 \times 15 \times 100}{1000} = 9.21\text{ V}$

$V_{drop\%} = \frac{9.21}{120} \times 100 = 7.68\%$

Això supera el límit de 5 %, de manera que 14 AWG es rebutja tot i haver superat la comprovació de la intensitat admissible.

Proveu 12 AWG. La seva intensitat admissible és de 20 A, que cobreix la càrrega de 15 A. La seva caiguda de tensió és:

$V_{drop} = \frac{2 \times 1.93 \times 15 \times 100}{1000} = 5.79\text{ V}$

$V_{drop\%} = \frac{5.79}{120} \times 100 = 4.83\%$

Això queda per sota del límit de 5 %, de manera que 12 AWG s’accepta. Com que 4,83 % és superior a 3 %, el resultat es classifica com a «precaució» i no com a «segur». La calculadora recomana un cable de 12 AWG amb un avís de precaució per a aquest recorregut.

Tipus de projectes habituals

• Bomba per a estany de jardí: normalment d’uns quants centenars de watts, sovint a 50–200 peus de la casa, en un circuit exterior de 120 V protegit per un interruptor diferencial GFCI.
• Cablejat d’un cobert: circuits de 15–20 amperes, habitualment a 50–150 peus del quadre principal.
• Circuits d’una casa petita: una combinació de circuits de 120 V i 240 V en recorreguts interiors curts.
• Eines elèctriques de taller: circuits de 20 amperes o més, sovint de 240 V per a equips pesants, amb recorreguts de 20–100 peus.

Notes de seguretat

Un electricista autoritzat hauria de fer-se càrrec de les tasques al quadre de servei, de qualsevol feina que requereixi un permís i de qualsevol instal·lació que l’usuari no estigui segur de poder fer amb seguretat. El calibre del cable sempre ha de correspondre a la intensitat nominal de l’interruptor automàtic, i cal consultar la normativa elèctrica local abans d’iniciar un projecte. Aquesta calculadora és una ajuda per a la planificació, no un substitut de la verificació del compliment de la normativa.

Preguntes freqüents

Quin calibre de cable necessito per a 20 amperes?

El cable de coure de 12 AWG és el mínim per a un circuit de 20 amperes; la seva intensitat admissible és exactament de 20 A. En un recorregut de 120 V, la caiguda de tensió es manté per sota de 3 % (segur) fins a aproximadament 47 peus (14,3 m) i per sota de 5 % fins a aproximadament 78 peus. A partir d’uns 78 peus (23,8 m), aquesta calculadora canvia la recomanació a 10 AWG.

Fins a quina distància puc portar un cable de 12 AWG a 20 amperes?

A 20 amperes i 120 V, el cable de 12 AWG es manté dins de la franja de caiguda de tensió «segura» (per sota de 3 %) durant aproximadament 47 peus (14,3 m). Entre aproximadament 47 i 78 peus (23,8 m) encara es pot utilitzar, però queda marcat com a «precaució» (caiguda del 3–5%). Més enllà d’uns 78 peus, la caiguda supera el 5 % i la calculadora recomana 10 AWG.

Què vol dir AWG?

AWG significa American Wire Gauge, el sistema estàndard per al diàmetre dels cables utilitzat a Amèrica del Nord. Un nombre AWG més petit significa un cable més gruixut: 10 AWG és més gruixut que 14 AWG i pot transportar més corrent.

Quina diferència hi ha entre els cables de 12 AWG i 14 AWG?

12 AWG és més gruixut i està classificat per a un màxim de 20 amperes. 14 AWG és més prim i està classificat per a un màxim de 15 amperes. 12 AWG és l’estàndard per als circuits d’endolls de cuines i banys i per a altres circuits de 20 amperes; 14 AWG és l’estàndard per als circuits d’enllumenat i endolls de 15 amperes.

Què passa si utilitzo un cable massa prim per a la càrrega?

Un cable de secció insuficient es pot sobreescalfar, fondre’n l’aïllament i crear un risc d’incendi. També pot causar una caiguda de tensió excessiva, que fa que els llums brillin menys i pot danyar els motors, i pot fer que l’interruptor automàtic es dispari repetidament. Tampoc supera la inspecció segons la majoria dels codis elèctrics.

És adequat un cable de 10 AWG per a 30 amperes?

Sí. El cable de coure de 10 AWG està classificat per a 30 amperes a la columna de 60 °C utilitzada pels cables NM-B i UF, i és el calibre estàndard per a molts circuits de 30 amperes, com ara els escalfadors d’aigua elèctrics i els aparells d’aire condicionat de finestra. L’interruptor automàtic encara ha de correspondre al calibre del cable, i cal comprovar la caiguda de tensió en els recorreguts llargs.

Sobre aquestes xifres

Aquesta calculadora utilitza la columna d’intensitat admissible de 310,16 60 °C de la taula de l’NEC i els valors de resistència de la taula 8 del capítol 9 de l’NEC per a conductors de coure sense recobriment, amb un llindar de precaució de 3 % i un llindar de rebuig de 5 % per a la caiguda de tensió en circuits derivats. La normativa local pot diferir del National Electrical Code, i només un electricista autoritzat o un inspector local pot confirmar què requereix una instal·lació concreta.