Estoy usando un cable 26AWG para una aplicación. Según las especificaciones, un cable de 26 AWG puede transportar, 2Amps máx. Suponiendo que conecto una carga de 3Amps. ¿Por cuánto tiempo será sostenido por dicho cable?
La corriente se aplica en pulsos en esta aplicación, de 25 mSeg máx.
Quiero decir, ¿hay alguna manera de calcular el tiempo que se tarda en quemar el cable?
Es bueno ver todas las consideraciones teóricas y sugerencias para experimentos para determinar la constante térmica de un cable de calibre 26 aislado. Por supuesto, el resultado exacto dependerá de la condición ambiental, ya sea en aire en calma o bajo algún flujo de aire, etc. Sin embargo, todo este trabajo ya se realizó en Ingeniería Eléctrica y los resultados están bien documentados. Para consideraciones prácticas, sugeriría la siguiente página de Wikipedia .
Desde esta página, el cable 26 AWG se quemará a aproximadamente 20 A en 10 segundos y mantendrá hasta 218 A durante 32 ms.
Entonces, para responder a las preguntas directas de OP, no hay nada de qué preocuparse por 3 A para un aumento de 25 ms de largo.
Si no hay aislamiento de plástico, puede usar algunas Ecuaciones de temperatura de empalme \ $ T_j = T_a + R_ { tj} * actual * actual \ $, y solo necesitarías encontrar \ $ R_ {tj} \ $. Tenga en cuenta que las diferentes longitudes de cable dan diferentes \ $ R_ {tj} \ $. Así que mide el que vas a usar.
\ $ T_j \ $ = La temperatura que calienta hasta
\ $ T_A \ $ = Temperatura ambiente
\ $ R_ {tj} \ $ = Resistencia térmica del cable .. que suena muy raro ...
En otras palabras, pase a través de 2 amperios, mida la temperatura después de 10 minutos para que se establezca. El \ $ R_ {tj} \ $ sería igual a \ $ \ frac {temperatura medida - T_A} {2 * 2} \ $. La medida debe estar en un cable de cobre desnudo.
No será perfecto (debido a que la resistencia del cable cambia con la temperatura), también usarás un aislante de plástico que aislará térmicamente el cable como si fuera una cubierta para que se caliente (imagina un disipador de polvo polvoriento). Pero te dará una buena aproximación.
Y ... no soy un experto, pero en mi opinión, calentar algo con una corriente constante de 10 grados a 20 grados va más rápido que de 110 a 120, porque a 110 grados la temperatura se drena. Así que haría uso de una aproximación de descarga de condensadores. De la misma forma en que carga un capacitor, va más lento y más lento hasta que alcanza su voltaje final.
Así que usaré dos aproximaciones, que son solo mi intuición, probablemente te pondrán en el parque de la pelota por lo menos. En este momento estoy usando brujería.
El voltaje a través de un capacitor con una resistencia en sus terminales se drena de acuerdo con esta ecuación:
\ $ V (t) = V_0e ^ {- \ frac {t} {RC}} \ $
aplica la brujería e identifica las temperaturas
\ $ T (t) = T_je ^ {- \ frac {t} {K}} \ $
\ $ ln (\ frac {T (t)} {Tj}) = - \ frac {t} {K} \ $
\ $ K = \ frac {-t} {ln (\ frac {T (t)} {Tj})} \ $
\ $ T_j \ $ = La temperatura que calienta hasta
\ $ T (t) \ $ = Temperatura en el momento t desde que dejó de calentarlo
\ $ t \ $ = tiempo t desde que dejaste de calentarlo
Por lo tanto, caliéntelo a 50 ° C, espere hasta que alcance los 40 ° C, t sería el tiempo que tardó en pasar de 50 a 40 ° C en segundos.
\ $ K = \ frac {-t} {ln (\ frac {40} {50})} \ $
Una vez que hayamos adquirido el valor K y el valor \ $ R_ {tj} \ $, hemos terminado con la medición. Y la ecuación del capacitor es para descargar, cambiemos a carga y obtengamos el tiempo que lleva hasta que alcanza una temperatura peligrosa. Yo diría que 100 ° C es peligroso. El papel se enciende a 220 ° C o es 210 .. lo que sea. También su aislamiento comienza a fundirse alrededor de 100-200 ° C.
Entonces, volvamos a esta ecuación:
\ $ T (t) = T_je ^ {- \ frac {t} {K}} \ $
Si lo estoy cargando, es así:
\ $ T (t) = T_j (1-e ^ {- \ frac {t} {K}}) \ $
Ahora queremos saber la t hasta que alcance los 100 ° C.
\ $ 100 = T_j (1-e ^ {- \ frac {t} {K}}) \ $
\ $ t = -K * ln (1- \ frac {100} {T_j}) \ $
Entonces, digamos que usted midió K en 50 y calculó \ $ T_j \ $ a 500 ° C, luego tomaría \ $ - 50 * ln (1- \ frac {100} {500}) \ $ = 11.15 segundos
Ten en cuenta que usé dos aproximaciones que son muy aproximativas, te pondrán dentro del campo de juego, no están ni cerca de ser perfectas o exactas.
La corriente máxima que puede pasar a través de un cable depende continuamente de la temperatura máxima que se le permita alcanzar.
Esa ecuación generalmente involucra tantas variables que es más fácil medirla que tratar de calcularla. Por lo general, simplemente pasamos de las directrices con un buen margen de error.
En el estado estacionario, el cable se calienta lo suficiente como para poder disipar toda la energía que está llegando. Pierde calor por convección al aire a su alrededor, conducción a sus soportes y por radiación.
Un cable corto pierde la mayor parte de su calor en los soportes, la sección central de un cable largo tiene que convectir la mayor parte de su calor. La radiación compensa poco la pérdida de calor, excepto a temperaturas muy altas, como un filamento de bulbo.
La temperatura máxima de un cable recubierto de plástico generalmente está limitada por el punto de reblandecimiento del plástico, generalmente 70C para PVC. Un cable desnudo puede correr más caliente, pero no tan caliente que derrita su conexión de soldadura, o se oxida en el aire. Recuerde que el aumento de la temperatura es superior a la temperatura ambiente, por lo que la temperatura ambiente también debe tenerse en cuenta.
Ninguna directriz puede manejar todas esas complejidades, y su aumento máximo de temperatura podría ser diferente de los de cualquier directriz en particular.
En la práctica, a temperatura ambiente, y si no está intentando obtener productos con clasificación UL para poder venderlos, es posible que no vea ningún efecto adverso con 3A donde las pautas generales dicen 2A.
Pero recuerde, un 3A continuo proporciona 2.25x la disipación de 2A (la potencia va en \ $ I ^ 2 \ $), por lo que más del doble del aumento de temperatura que la directriz está asumiendo. Es posible que no queme el aislamiento, pero puede ablandarse hasta el punto en que pierde fuerza mecánica, y algo puede empujar el aislamiento y provocar un cortocircuito.
Como la principal limitación para los cables de baja corriente como este es el térmico, si se adhiere a 2A RMS, obtendrá el mismo efecto de calentamiento que 2A DC. Si pasa pulsos de corriente a través del cable, puede calcular el RMS o el efecto de calefacción como el ciclo de trabajo * corriente ^ 2. Por lo tanto, un pulso 3A con un ciclo de trabajo de 4/9 ° = 45% es aproximadamente 2A RMS. De manera similar, los impulsos 4A al 25%, los impulsos 10A al ciclo de trabajo del 2%, todos tienen el mismo efecto de calentamiento que 2A DC.
Dependiendo de la temperatura ambiente. Lo más probable es que la temperatura del alambre suba no demasiado. Por lo general, huele a 10A, no a 3A.
Si tiene un cable muy corto, con una gran cantidad de lámina de cobre en cada extremo, o bloques de terminales grandes con tornillos grandes y piezas de acero cromado para eliminar el calor, este próximo análisis es útil.
El AWG 26 tiene una sección transversal de 0.129 milimetros cuadrados. Vamos a examinar eso por su comportamiento de eliminación de calor.
Lámina de cobre estándar ---- 1 repunte por pie cuadrado ---- mueve 1 vatio a 70 grados de diferencia de temperatura, por cuadrado de lámina. Esa lámina puede ser de cualquier tamaño cuadrado.
Permite convertir ese cable redondo en una pieza plana de papel de aluminio. La lámina estándar es de 35 micras de espesor. Tenemos un área de alambre de 0.129 mm ^ 2 o 0.129 * 1000 micrones * 1000 micrones, o 129,000 micrones cuadrados. Dividiendo 129,000 por 35, encontramos que 4,000 micrones es el equivalente de lámina aplanada (ok 3,680 micrones, o 3,68 miliMetros). Solo llámalo 4mm.
Ahora tenemos un número útil: 4 mm de cable tendrán una caída de temperatura de 70 grados C, si fluye un vatio de calor.
La resistencia del # 26 es 0.133 ohmios por metro. A 2 amperios, el calor por metro es (utilizando I ^ 2 * R) 2 * 2 * 0.133 = 4 * 0.133 = 0.53 vatios.
Un metro de cable contiene 250 regiones de tamaño 4 mm. El calor puede fluir hacia la izquierda y hacia la derecha hacia los dos extremos del cable, con 0.27 vatios de calor fluyendo hacia la izquierda y amp; derecho.
En los extremos, justo en los disipadores, cada 4 mm agrega 70 grados C * 0,27 = ~~ 20 grados de aumento de temperatura. Los próximos 4 mm agregan casi 20 ° C, disminuyendo a cero el calor agregado en la mitad del cable de 1 metro.
Con 125 secciones de 4 mm, el aumento de temperatura será de 125/2 * 20 grados C, o 60 * 20 = aumento de 1,200 grados C.
De nuevo, esto supone que el calor solo puede fluir A LO LARGO DEL ALAMBRE.
¡Buenas noticias! Si su cable tiene solo 2 "de largo (50 mm, o 12 secciones de 4 mm, o 6 + 6 secciones a la izquierda y a la derecha, con ese cono lineal que compra un 50% menos de calefacción, equivalente a solo 3 secciones, el aumento será de 20 grados C * 3 = 60 grados C.
Entonces ................ si su cable tiene solo 2 "de largo y tiene un buen disipador térmico en los extremos, está seguro.
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