Hace poco recibí un dispositivo que usa un cable USB (USB en un extremo y un conector de alimentación en el otro extremo) como cable de carga. El dispositivo dibuja 16.5V, 3.65A Max. Quiero extender el cable de carga utilizando un cable de extensión USB. Intenté usar un cable USB 26AWG y comenzó a calentarse, así que lo desenchufé. Mi pregunta es, ¿un cable de extensión USB 20AWG manejará esa potencia? Aquí hay un enlace al cable:
2m (6-pies pies) de AWG20 debe tener una resistencia de aproximadamente 0,1 ohmios, asumiendo alguna ineficiencia en la composición del cable y el "desgaste" con el tiempo. A y desde sería 0,2 Ohm.
Lo que significa que el cable de extensión, en su cable, creará una caída de voltaje de hasta:
V = I*R = 3.65A * 0.2 Ohm = 0.73V
Probablemente sea aceptable en un presupuesto de 16.5 V, ya que es ligeramente menor que el margen mínimo normal del 5% tomado en voltajes externos. La mayoría de los dispositivos deberían / deberían funcionar con un margen del 10% en el voltaje externo.
La potencia disipada en AWG20 sería:
P = I^2 * R = 3.65A*3.65A * 0.2 Ohm = 2.7W
Sobre un cable de 2 m que puede calentarse un poco, pero debería estar bien, siempre y cuando el cable esté fabricado correctamente. Ahí es donde el uso de cables de extensión USB para tales formas de corriente puede caerse un poco, porque la aplicación principal 5V / 2A no daría cuenta de que 1 / 4ta se pierde en el cable. Pero, tendrían que ser muy anticuados en su fabricación del cable para que el ligero calentamiento sea seriamente problemático.
Sin embargo, surge una pregunta: ¿por qué no extiende el lado del enchufe de alimentación con un cable de alimentación coaxial adecuado? Estos vienen en capacidades de transporte de corriente de hasta 5A con una caída de voltaje limitada.
Debería estar bien, hasta una temperatura ambiente razonable. A menudo, el cable le dará una clasificación de temperatura, si esa temperatura es de 90 ° C, entonces funcionará a una temperatura ambiente bastante alta, probablemente más de 50 ° C. Esta referencia no explica sus suposiciones (como la calificación de aislamiento) pero indican hasta 3.55A para 2 -3 núcleo. a 45 ° C. Creo que están asumiendo una baja temperatura de aislamiento.
La caída de voltaje será de aproximadamente 0.5V para un cable de 2m a 3.65A.
Estoy de acuerdo con los demás en que es una idea horrible. Alguien le pone un teléfono inteligente de $ 1,000 y puede que haya muchos sentimientos desagradables expresados hacia el diseñador.
26 AWG tiene una resistencia de 133.9 mohm / m. 20 AWG tiene 33.31 mohm / m.
3.65A a 1m de 26 AWG daría 1.77W de calor (I ^ 2R). A través de 20AWG 1/4 de eso ... tan 0.44W o menos. (Para 6ft = 2m, multiplica esos por 2.)
Para calcular el aumento de temperatura, necesita saber más sobre el cable y las condiciones ambientales ... Qué tan grueso es el aislamiento y de qué está hecho, etc. También tenga en cuenta que el aumento de temperatura es por unidad de longitud; a menos que enrolle el cable o algo así, no importa si es de 1m o 10m para calcular su temperatura.
Sin embargo, más pérdidas totales (IR) significan menos voltaje para llegar a su dispositivo. No tengo idea de qué es eso, pero ya que dijo que aún funcionaba con el cable 26 AWG ... todavía lo hará con el 20AWG (que tiene menos pérdidas).
Las personas de Power-over-Ethernet tienen algunos datos para Cat5e ( 24AWG generalmente) y Cat6A (23AWG generalmente). Lo dicho para limitar la corriente a 720mA a través de Cat5e y a 845mA a través de Cat6A. A 720mA, un Cat5e experimenta un aumento temporal de 15C según sus datos, por lo que no sorprende que su 26AWG se haya calentado (a 4 veces la corriente). Lamentablemente, no tienen datos para cables más gruesos, ya que Ethernet aún no ha llegado a esos.
Encontré algunos cable 10BASE5 especificados como:
20 awg (aumento de temperatura 10C) 2.5 amperios por conductor a 25C ambiente
Entonces, creo que un cable USB 20AWG aún se calentará (a 3.65A) basado en eso.
Por otra parte, un cable de alimentación 20AWG está calificado con 8.7 A con un aumento de temperatura 30C. Lo cual es probablemente aceptable.
Tal vez pueda encontrar otros cables similares para comparar, pero no suelo comprar cables USB, así que no sé qué tipo de cables se usan para eso. El aislamiento importa en este asunto de aumento de temperatura.
Si su widget dibuja 3,65 amperios con 16.5 voltios a través de él, entonces tiene una resistencia de:
$$ R = \ frac {E} {I} = \ frac {16.5V} {3.65A} \ approx 4.5 \ text {ohms.} $$
El cable de cobre AWG 20 tiene una resistencia de 10.15 miliohms por pie, y con 3.65 amperios a través de él se disipará
$$ P = I ^ 2R = 3.65 A ^ 2 \ times 10.15 \ cdot10 ^ {- 3} \ text {ohms} \ approx \ text {135 milivatios por pie.} $$
No hay nada de qué preocuparse a menos que el calor no tenga forma de escapar, por lo que su mayor preocupación debería cambiar a cuánto voltaje caerá la longitud del cable que conecta su widget a la fuente de alimentación y cuánto tiempo durará ese cable. puede ser hasta que caiga el voltaje suficiente para que tu widget no esté contento.
ACTUALIZACIÓN:
Continuando en esa misma línea, si el cable 20AWG muestra una resistencia de 10.15 miliohmios por pie, con 3.65 amperios a través de él, caerá
$$ E = IR = 3.65A \ times 10.15 \ cdot10 ^ {- 3} \ Omega \ approx \ text {37 milivoltios por pie.} $$
Luego, si su widget podría tolerar una caída del 5% en el voltaje de suministro sin aumentar la tensión, eso es 825 milivoltios, y dado que el cable calibre 20 cae a 37 milivoltios por pie, 825 milivoltios divididos por 37 milivoltios por pie es aproximadamente 22.3 pies.
Eso significa que, dado que hay un cable de calibre 20 desde la fuente de alimentación al widget, y otro desde el widget hasta el suministro, el widget no se puede ubicar más lejos que a unos 11 pies (3,4 metros) del suministro.
Depende del aislamiento y los materiales de fabricación. 20 AWG se usa para el cable de fusible de 100 amperios, pero no está enfundado.
Las clasificaciones de los cables están más relacionadas con el aislamiento utilizado que con la cantidad física de cobre. El cobre se derretirá a través del aislamiento y se cortará mucho antes de que falle el cobre.
Un cable de 70 ° C está clasificado a 70 ° C de temperatura del conductor NO ambiente externo, ya que una vez que el conductor alcanza esa temperatura, comienza a fundirse a través del aislamiento.
Entonces la pregunta realmente es '¿Cuál es la propiedad térmica de las capas de aislamiento de este cable y cuánta corriente puedo correr antes de alcanzar la temperatura del conductor de xx grados C?'. Y la respuesta se basará en los materiales y la disposición del cable y las capas de aislamiento / cubierta. También del conector.
En teoría, 20 AWG es bueno para un uso prolongado a más de 100 amperios (y si observamos las tablas de clasificación de fusibles de alambre podrían funcionar a 630 A durante 5 segundos antes del fallo del conductor), pero el aislamiento fallará mucho antes. / p>
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