Sé que mucha corriente puede causar calor, pero ¿qué más? ¿Demasiada resistencia en cables delgados puede causar calor?
Sé que mucha corriente puede causar calor, pero ¿qué más? ¿Demasiada resistencia en cables delgados puede causar calor?
La fórmula matemática para el calentamiento de Joule en un cable es:
$$ P = V \ cdot I = I ^ {2} \ cdot R = \ frac {V ^ {2}} {R} $$
Como puede ver cuando una gran cantidad de corriente pasa a través de un cable, entonces se calentará mucho como en la segunda potencia, obviamente con R una constante, ya que tiene un cable específico.
Pero si cambia la resistencia (lo que significa que toma otro cable) usando un voltaje estándar, entonces use la Ley de Ohm:
$$ V = I \ cdot R $$
la corriente I que la atraviesa debe caer para continuar cumpliendo con la Ley.
Entonces, si usa otro cable con mayor resistencia (asumiendo que mantiene el voltaje constante, lo que significa que no cambia la fuente de voltaje), entonces no se calentará más, como se puede ver en la fórmula de calentamiento de Joule. la resistencia y el cambio de corriente (la resistencia aumenta mientras que la corriente disminuye).
De hecho, si utiliza la última fórmula de calentamiento de Joule, podrá ver que el resultado previo no concluyente en el que dos parámetros cambian, uno arriba y otro abajo, puede resolverse ahora ya que el voltaje es constante y la resistencia aumenta. el resultado es que P disminuye.
De este modo, si cambia el cable con uno que tenga más resistencia, entonces se calentará menos.
Precaución
Esta respuesta solo proporciona el fondo físico que une la corriente de resistencia y el voltaje. ¡No intenta mostrar que en un circuito real específico es seguro asumir que con los cables de mayor resistencia, el calor producido a través del cable será menor! Hay muchos parámetros en un circuito real que deben tenerse en cuenta antes de dar una respuesta con respecto al calor producido. Además, el análisis que hice es obviamente solo elemental, ya que la pregunta parece preguntarse qué sucede en un caso general teórico, que tampoco es lo mismo con un circuito real.
Normalmente, los cables están dimensionados de manera que la mayor parte del voltaje termina en la carga y una caída de voltaje mucho menor (tal vez un poco por ciento o menos) en los cables. Puede pensar que la resistencia a la carga y la resistencia del cable están en serie en toda la fuente de alimentación.
En tal situación, el aumento de la resistencia (cables más delgados) siempre aumentará el calentamiento de los cables , hasta el punto en que la mitad la tensión cae. Los cables. Por encima de eso, vuelve a caer, pero en ese punto su carga solo ve la mitad de la tensión de alimentación (por ejemplo, 60 V en un circuito de 120 V) y probablemente no esté funcionando bien.
Consulte esta respuesta para la base matemática. Considere la resistencia del alambre como la resistencia variable.
La cantidad de calor P disipada en un cable viene dada por $$ P = I ^ 2R $$ donde I es la corriente y R es la resistencia del cable (no resistencia de carga). Así que sí, la resistencia excesiva y la alta corriente contribuyen a la producción de calor.
Esto es cierto para AC y DC. Para CA o cualquier tipo de carga variable, I debería ser el cuadrado medio de la raíz de la corriente.
La mayoría de los cables eléctricos están clasificados para una corriente máxima y una distancia máxima (debido a que la resistencia es una función de la resistividad, el grosor y la longitud del cable), enumerados en gráfico de ampacidad . Los gráficos están disponibles para todos los tamaños de cable, desde cables pequeños para "proyectos de pasatiempos" hasta líneas de servicios públicos. La corriente máxima se establece para mantener el cable a salvo por debajo del punto en el que se puede producir un daño permanente en el cable. Consulte estas tablas cuando seleccione los diámetros de los cables, ya que la cantidad real de aumento de temperatura (el peligro real) depende de una serie de parámetros.
Respuesta no matemática:
Sé que mucha corriente puede causar calor
es lo mismo que
¿Demasiada resistencia en cables delgados puede causar calor?
Un cable puede transportar hasta X amperios, dependiendo de su tamaño. Los cables finos tienen mayor resistencia, por lo tanto, un límite de amperios más bajo, por lo tanto, "mucha corriente" puede ser bastante pequeña.
Tendrá los mismos problemas de sobrecalentamiento con un cable del tamaño de un cabello y un cable del tamaño de su brazo. Solo depende de la cantidad de corriente que pases a través de él.
Creo que la temperatura de un conductor está relacionada con estas 2 fórmulas:
(a) \ $ R_ {ohm} = R_ {oh} \ dfrac {L} {S} \ $
(b) \ $ P_1 V_1 T_1 = P_2 V_2 T_2 \ $ (= Constante)