¿Cuál es la razón detrás de estas advertencias sobre los cables de extensión?

Digamos que sus cables de extensión tienen una sección transversal de 1 mm².

• La resistencia de bucle es de 33.6 mΩ / m.
• Un cable de 25 m tendrá una resistencia de bucle de 840 mΩ.
• La caída de voltaje en 11 A se dará por V = IR = 11 x 0.84 = 9.24 V. En un suministro de 220 V esto es una reducción del 4.2%.
• La potencia disipada como calor en el cable viene dada por P = VI o P = I²R = 11² x 0.84 = 102 W. Esto es un desperdicio de 4.2% de potencia (como se esperaría del cálculo anterior).
• Une cuatro cables juntos para una carrera de 100 m y solo obtendrás 220 - (9.24 x 4) = 183 V.

La situación es un poco más complicada de lo que sugieren los cálculos anteriores porque al agregar la resistencia del cable, la corriente también se reducirá. Para una carga de 2,4 kW, 220 V, podemos calcular \ $ R = \ frac {V ^ 2} {P} = \ frac {220 ^ 2} {2400} = 20.2 \ \ Omega \ $. Agregue a nuestro cable de bucle de 100 m una resistencia de 4 x 0.84 y la resistencia total es ahora de 23.6 Ω, lo que resulta en una corriente máxima de solo 9.3 A que a 183 V (calculada arriba) reduce la potencia a VI = 183 x 9.3 = 1700 W que es solo el 71% de la potencia nominal. El término "cuadrado" en la ecuación de potencia hace que la pérdida de potencia sea proporcional al cuadrado de la pérdida de voltaje.

Ahora a tus preguntas:

  

No utilice un cable de extensión de más de 25 m. ... y la herramienta no podría funcionar a plena potencia. Pero este argumento no me convence.

Déjate convencer por las matemáticas.

  

Todos los cables de extensión con los que me he topado tienen al menos un límite de 16A, por lo que todavía hay bastante reserva.

Vea si puede encontrar el área de la sección transversal para esos cables y vuelva a calcularlos.

  

Además, la energía tiene que viajar mucho, mucho más lejos para llegar a mi casa, e incluso después del medidor, todavía es probable que se acerque a esos mismos 25 m para llegar a la toma de corriente.

Idealmente, su transformador local estará bastante cerca de su casa y, en Irlanda, la conexión utilizará un cable de al menos 25 mm². Puede hacerse una idea de la "resistencia" de la fuente a su casa al controlar el voltaje mientras enciende y apaga una carga grande, como un horno eléctrico y todas las hornillas.

  

No conecte en cadena los cables de extensión. ... El resto me parece prácticamente despreciable.

Puede ser tolerable (dependiendo de su carga) pero no es despreciable.

  

¿Existe realmente una resistencia de contacto significativa?

Esto generalmente no es un factor.

  

Asegúrese de que el cable de alimentación esté completamente desenrollado.

Nuestros cálculos mostraron que la potencia disipada en el cable es de 100 W. Con el cable enrollado firmemente, la temperatura de la bobina aumentará. Imagine que enrolla el cable alrededor de una bombilla de filamento de 100 W: ¿a qué temperatura cree que se alcanzaría? ¿Se acercaría a derretir el aislamiento?

Figura1.Fuente: Por qué ¿Es peligroso usar un cable de extensión enrollado? .

  

Mi sospecha es que tiene que ver con la resistencia inductiva.

El término que busca es "impedancia" para resistencia de CA. En realidad, habrá una inductancia casi nula, ya que las corrientes en vivo y neutrales están en direcciones opuestas y se cancelan. Utilicé este truco en el trabajo cuando necesitaba crear una carga de prueba para un suministro de 30 A, 30 V 50 Hz. Primero enrollamos una bobina de cable de 1.5 mm² de la resistencia correcta, pero en realidad estaba saltando cuando la encendimos. Cuando lo desenrollamos, lo doblamos por la mitad y lo rebobinamos, no hubo zumbido.

Figura 2. Cancelación de inductancia. Vea mi respuesta a la pregunta vinculada anteriormente.

  

¿Pero es realmente tan fuerte? ... Necesitas un montón de bucles de alambre pulcros, bien enrollados.

O una corriente alta en un número bajo de giros.

No hay leyes de la física que estén siendo violadas por ninguna de estas "reglas". Estas reglas deben ser consideradas "reglas de oro". Por ejemplo, una bombilla de 10W en el extremo de un cable de extensión de 26 m durante 20 minutos no causaría ningún peligro significativo debido al calentamiento por resistencia, mientras que una carga de 15A en el extremo de un cable de 24 m (bien dentro de las "reglas" de su pregunta ) correr 24 horas al día puede ser una preocupación real.

Estas son sugerencias de seguridad de sentido común. Los cables de extensión están diseñados para uso temporal, y estas sugerencias son para ayudar a la seguridad del usuario común.

1. Si usa un cable de extensión de más de 25 m en un circuito derivado que apenas cumple con el requisito de voltaje bajo carga completa (220V -6%, creo) el motor de las herramientas podría detenerse y generar un exceso de corriente.

2. No elude 1, más cada conexión tiene potencialmente una resistencia significativa asociada que reducirá la longitud permitida más.

3. El calor de la resistencia de los cables está concentrado, lo que podría sobrecalentar el aislamiento y provocar un incendio.

En América del Norte, los códigos eléctricos (las regulaciones que rigen este tipo de cosas) son una mezcla de física, ingeniería y experiencia ganada con tanto esfuerzo.

Estás pidiendo respuestas basadas en la física, o quizás en la ingeniería. Particularmente para su (1) y (2), puede ser que los organismos reguladores noten una mayor incidencia de resultados adversos de los cordones largos o en cascada, y establezcan la regla sobre esa base. Es decir. "Hemos notado que las personas han recibido un arco eléctrico y un disparo cuando separan los cables acoplados, en particular cuando están tendidos en el césped" (ese es un ejemplo hipotético; no tengo idea de cuáles fueron los eventos adversos reales, si los hubo)

Un lote de la regulación de seguridad eléctrica se basa en observar cómo se usan y abusan las tecnologías, no en ningún cálculo de primer principio.

Si es necesario, puede construir cables de extensión de gran tamaño para tal uso. Si compra un cable de extensión de 100 pies de grado de construcción de 100 pies, probablemente encontrará que se ha sobredimensionado a 12 calibres. Puede construir su propio cable de 10 calibres si le conviene, y siempre y cuando se adapte a la caída de voltaje, debería estar bien. Tenga en cuenta que las advertencias en el cable tienden a basarse en una combinación del peor de los casos, el error del usuario informado y una probabilidad calculada en las regiones en que opera la compañía que las personas demandarán por los riesgos de seguridad.

Puede ver muchos de los peligros que pueden aparecer con los cables en un entorno de construcción. Algunas veces los cables largos son necesarios y otras veces es necesario unir varios. Para construcciones nuevas, los contratistas generales a menudo se adaptan a esto mediante la instalación de varios generadores temporales o un solo generador grande o conexión a la red para alimentar una red de paneles de energía temporales que se extienden hacia fuera para alimentar los receptáculos de modo que el cable lo máximo necesario para cualquier parte de la El área de trabajo es limitada.

A veces, también se producen problemas de errores menores y múltiples. Dirijo un cable de extensión de 80 pies hasta donde estoy trabajando, conecto un divisor, trabajo durante las últimas 2 horas y me voy a casa por la noche, sin limpiar el cable. A la mañana siguiente, voy a trabajar en otra cosa y alguien viene, se conecta al divisor, tiene un cable largo y también otro tipo. Sin embargo, incluso en estas situaciones, por lo general, antes de que se dañen las herramientas, alguien nota que las bombillas parpadean demasiado o que se rompe un interruptor porque un tipo hizo su taladro al mismo tiempo que alguien hizo su sierra o martillo. Entonces un hombre dice que lo siento y pasa su propio cable a una toma de corriente separada.

Estas advertencias son, en parte, "mejores prácticas" y en parte, "idiotproofing" y, en realidad, con un poco de sentido común, probablemente pueda evitar las situaciones que las requieran. Dicho esto, si forma parte de un código legal, no solo de la advertencia de un fabricante, no tiene sentido arriesgar su acreditación por ello.

Los cables de extensión y otros cables tienen una clasificación de corriente más alta en aire libre (desenrollado) que en un entorno confinado (enrollado).

Una buena regla general para los cables AWG es que subir o bajar 3 tamaños de cable duplica o reduce a la mitad la resistencia por pie, respectivamente. Por lo tanto, si desea duplicar la longitud de su cable, puede duplicar su resistencia y puede aumentarla en 3 tamaños AWG en la mayor parte del rango de tamaño AWG para cancelar esto.

La baja impedancia del cable es esencial para que fusibles funcione correctamente.

Cuando un dispositivo con un cable muy largo o delgado produce un cortocircuito, una alta resistencia del cable limitará la corriente del cortocircuito. Si la corriente de cortocircuito es demasiado baja, el fusible puede demorar mucho (o para siempre) en fundirse, convirtiendo el cable en un calentador / tostador / encendedor / electrocutor distribuidos cuidadosamente alrededor de la casa.