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CalcMax

Calcolatrice della sezione dei cavi

Intervallo: 0 V – 1.000.000 V

Intervallo: 0 A – 100.000 A

Intervallo: 0,00 m – 100.000 m

Intervallo: 0,01 – 100

Risultato

12 AWG

Calibro consigliato

Area necessaria
2,9985 mm²
Area del calibro scelto
3,3088 mm²
Caduta di tensione
6,25 V
Caduta in percentuale
2,72%

Calcolatrice della sezione dei cavi: inserisci la tensione di alimentazione, la corrente, la lunghezza del percorso in un solo senso e la caduta di tensione che sei disposto ad accettare, e la pagina risponde con il più piccolo conduttore unificato che resta dentro quel limite. Il metodo è la formula della caduta di tensione girata: il dimensionamento dei cavi è la stessa relazione risolta per l'area invece che per i volt. Quello che torna indietro è una sigla AWG — l'American Wire Gauge, la scala statunitense con cui si designano i diametri dei conduttori, in cui i numeri crescono mentre i fili si assottigliano — perché il rame non si vende a diametri continui ma in una serie discreta di sezioni unificate, e quindi la pagina riporta due numeri: la sezione che il percorso richiede come valore continuo e l'area della sigla che si può effettivamente comprare, che è sempre un po' più grande. Il calcolo sezione cavo serve a rispondere alla domanda opposta rispetto alla pagina sulla caduta: là si giudica un cavo che c'è già, qui si sceglie quello da comprare. Il limite si scrive di norma come percentuale dell'alimentazione, e il 3 % è la cifra consueta per un circuito derivato. Questa pagina dimensiona per una sola delle due cose che un cavo deve sopportare. Non modella la portata di corrente, cioè la corrente che l'isolante e il tipo di posa permettono, perché nessuno degli ingressi che la decidono è presente nel modulo: una scelta reale prende il più grosso dei due risultati, e la quarta colonna della tabella di riferimento è soltanto la cifra dettata dalla caduta. Lo stesso circuito è quello predefinito sulla calcolatrice della caduta di tensione, dove un conduttore in rame da 2,5 mm² esce al 3,60 %, appena fuori dalla fascia raccomandata, mentre l'AWG 12 raccomandato qui sta al 2,72 %, dentro la fascia.

American wire gauge: sezione, resistenza e corrente limite per caduta

AWGSezione (mm²)Resistenza (Ω/km)Corrente massima (A), limite per caduta
200.517633.3093.5
180.82320.9485.5
161.308713.1748.7
142.08098.28613.9
123.30885.21122.1
105.26123.27735.1
88.36562.06155.8
613.30181.29688.7
421.15060.815141.1
326.67050.646177.9
233.63080.513224.3
142.40770.407282.9
053.47510.322356.7

Ogni riga tiene ferme le condizioni a 230 V, una caduta ammessa del 3 % e un percorso di 30 metri in un solo senso, e cambia soltanto il conduttore, quindi l'ultima colonna è l'aritmetica di questa pagina eseguita tredici volte: la corrente alla quale ciascuna sigla consuma esattamente il budget di 6,9 V. I numeri della sigla vanno all'indietro — AWG 20 è 0,5176 mm² e AWG 0 è 53,4751 mm² — e scendendo di tre numeri la sezione raddoppia, ed è per questo che le aree sono irregolari invece che tonde. Il caso predefinito cade sulla riga AWG 12, i cui 22,1 A stanno appena sopra i 20 A inseriti. Leggi l'ultima colonna come un limite di caduta di tensione e non come una portata: l'AWG 0 qui risponde 356,7 A, mentre un conduttore di rame 1/0 con isolante a 75 °C in tubazione è di norma tenuto intorno ai 150 A, e una scelta reale prende il minore dei due. I numeri dentro la tabella sono stampati senza localizzazione, quindi si leggono 0.5176 e 53.4751 in ogni lingua, mentre qui nel testo i decimali vanno con la virgola: è lo stesso numero scritto in due modi, non un errore.

Sezioni metriche sulla stessa linea a 230 V, 3 %, 30 m

Sezione (mm²)Resistenza (Ω/km)Corrente massima (A), limite per caduta
1.511.49410
2.56.89716.7
44.3126.7
62.87440
101.72466.7
161.078106.7
250.69166.8

Lo stesso calcolo per le sezioni metriche nominali che si comprano nella maggior parte del mondo, da 1,5 mm² a 25 mm². Le due tabelle si leggono di traverso: 2,5 mm² portano 16,7 A con questo criterio mentre l'AWG 12 ne porta 22,1 A, perché l'AWG 12 è 3,31 mm² e la misura metrica a lui più vicina è 4 mm². È per questo che una raccomandazione espressa in AWG non si traduce nella cifra metrica più vicina: le due serie non condividono i gradini, e 2,5 mm² è la misura che risulta di una frazione troppo sottile per la linea predefinita. Come nella tabella sopra, la colonna delle correnti è soltanto un limite di caduta, e la portata di ciascuna sezione è una domanda separata a cui questa pagina non risponde. I numeri dentro la tabella sono stampati senza localizzazione, quindi si leggono 16.7 e 22.1 in ogni lingua, mentre qui nel testo i decimali vanno con la virgola: è lo stesso numero scritto in due modi, non un errore.

Formula

A = 2 × L × I × ρ ÷ ΔV, where ΔV = V × maxDropPercent ÷ 100 and copper's ρ is 0.0172414 Ω·mm²/m at 20 °C

L
La lunghezza del percorso in un solo senso, in metri o in piedi: la distanza dall'alimentazione al carico, non la lunghezza totale del rame nel circuito. È il campo che sbaglia senza sembrare sbagliato: un percorso di 30 metri contiene 60 metri di conduttore, perché la corrente esce e torna, e il 2 in testa all'espressione è quel fatto messo per iscritto. Inserisci 60 invece di 30 e ogni cifra della pagina raddoppia, e la risposta continua a sembrare soltanto un cavo un po' lungo
I
La corrente assorbita dal carico, in ampere. La portano entrambi i conduttori, quindi moltiplica la resistenza dell'anello intero e non di metà. La sezione necessaria è direttamente proporzionale alla corrente, ed è per questo che lo stesso percorso deve essere più grosso per un carico più pesante, e anche per questo la corrente si calcola di solito prima, dalla potenza, con la calcolatrice da watt ad ampere
ΔV
La caduta di tensione che sei disposto ad accettare, in volt, cioè la percentuale inserita moltiplicata per la tensione di alimentazione. Sta al denominatore, quindi un limite più stretto pretende più rame: dimezzare la caduta ammessa raddoppia la sezione necessaria. Su un'alimentazione a 230 V il 3 % sono 6,9 V; su un'alimentazione a 12 V lo stesso 3 % sono appena 0,36 V, ed è per questo che le linee in bassa tensione richiedono conduttori che sembrano assurdamente grossi rispetto alla loro corrente
ρ
La resistività del conduttore: rame ricotto a 20 °C, 0,0172414 ohm per millimetro quadrato al metro, cioè il valore che corrisponde al 100 % di conduttività secondo lo standard internazionale del rame ricotto. L'alluminio è circa 1,64 volte più alto, quindi un conduttore in alluminio della stessa sezione cade di circa il sessanta per cento in più. La temperatura non è modellata, e un conduttore caldo ha una resistenza maggiore di quella di tabella, quindi quello che la pagina restituisce è un limite inferiore della caduta
2
I due conduttori dell'anello, andata e ritorno. Non è un margine di sicurezza né un fattore di correzione: toglierlo dimezza la risposta, e il risultato continua a sembrare del tutto ragionevole. I circuiti monofase e quelli in corrente continua ne hanno bisogno entrambi; un circuito trifase simmetrico è un'aritmetica diversa, con la radice di tre dentro, ed è per questo che la pagina non offre un campo per il tipo di alimentazione e chiede a chi lavora in trifase di dividere la caduta ammessa prima di inserirla

Usala ogni volta che un percorso va installato e il conduttore si può ancora scegliere: dimensionare un circuito nuovo, prolungarne uno, capire quanto serve a una linea in bassa tensione, o verificare se un cavo già in magazzino è abbastanza grosso prima di farlo passare nelle tubazioni. È anche l'inverso della calcolatrice della caduta di tensione: quella pagina prende una sezione che hai già e ti dice quanto cade, questa prende la caduta che accetti di avere e ti dice che conduttore comprare, e lo stesso circuito inserito su entrambe dovrebbe raccontare una storia coerente. Il valore da decidere prima di digitare è la caduta ammessa, perché è il criterio e non una misura, ed è l'unico ingresso che non ha una risposta fisica: il 3 % è una convenzione, non una legge di natura

Esempi svolti

  1. I valori predefiniti: 230 V, 20 A, 30 m in un solo senso, 3 per cento

    1. La caduta ammessa è il 3 % di 230 V, cioè 6,9 V
    2. Sezione necessaria: 2 × 30 × 20 × 0,0172414 / 6,9 = 2,9985 mm²
    3. La sigla più piccola che arriva almeno a tanto è AWG 12, che è 3,3088 mm²
    4. La caduta sulla sigla che compreresti davvero: 2 × 30 × 20 × 0,0172414 / 3,3088 = 6,25 V, ovvero 2,72 %

    È lo stesso circuito con cui si apre la calcolatrice della caduta di tensione, e la coppia vale la pena di essere letta insieme: là un conduttore da 2,5 mm² è già installato e cade al 3,60 %, appena oltre la fascia raccomandata; qui la risposta è AWG 12 al 2,72 %, dentro la fascia. Due millimetri quadri e mezzo sono di una frazione troppo sottili per questo percorso e l'AWG 12 è di una frazione sufficiente, ed è tutta qui la ragione per cui una pagina che sceglie il conduttore deve esistere accanto a una che lo giudica. La quarta e la quinta riga sono l'autocontrollo: la caduta sulla sigla effettivamente raccomandata deve uscire pari o sotto il limite inserito, e qui ci sta.

  2. Una linea a 12 V: 2 A su 3 metri, 3 per cento

    1. La caduta ammessa è il 3 % di 12 V, cioè 0,36 V
    2. Sezione necessaria: 2 × 3 × 2 × 0,0172414 / 0,36 = 0,5747 mm²
    3. La sigla più piccola che arriva almeno a tanto è AWG 18, con 0,823 mm²
    4. La caduta sull'AWG 18: 2 × 3 × 2 × 0,0172414 / 0,823 = 0,25 V, ovvero 2,09 %

    Due ampere sono una corrente banale e la risposta è comunque AWG 18, più grosso di quanto la maggior parte delle persone indovinerebbe per un carico da due ampere. Il motivo è l'alimentazione, non il carico: il 3 % di 12 V è 0,36 V, quindi il percorso ha un budget assoluto di un terzo di volt. Lo stesso 3 % su un'alimentazione a 230 V sono 6,9 V, diciannove volte più spazio perché lo stesso conduttore lavori, ed è per questo che gli impianti in bassa tensione usano cavo che sembra sovradimensionato rispetto alla sua corrente di targa.

  3. Un circuito di illuminazione lungo: 230 V, 6 A, 40 m in un solo senso

    1. La caduta ammessa è 6,9 V, come nel caso predefinito
    2. Sezione necessaria: 2 × 40 × 6 × 0,0172414 / 6,9 = 1,1994 mm²
    3. La sigla più piccola che arriva almeno a tanto è AWG 16, con 1,3087 mm²
    4. La caduta sull'AWG 16: 2 × 40 × 6 × 0,0172414 / 1,3087 = 6,32 V, ovvero 2,75 %

    Un terzo della corrente del caso predefinito e un percorso più lungo, e la risposta è comunque un conduttore sostanzioso: la lunghezza compensa abbondantemente il carico minore. È il caso che sorprende chi dimensiona il cavo guardando solo la corrente, ed è la ragione per cui i circuiti di illuminazione degli edifici grandi finiscono più grossi di quanto le lampade lascerebbero pensare. L'aritmetica è sempre la stessa moltiplicazione: 40 metri a 6 ampere fanno 240 ampere-metro, contro i 600 ampere-metro del caso predefinito, quindi la sezione necessaria scende di più della metà, ma non fino a qualcosa di piccolo.

  4. Una linea di distribuzione a 24 V: 10 A su 4 metri

    1. La caduta ammessa è il 3 % di 24 V, cioè 0,72 V
    2. Sezione necessaria: 2 × 4 × 10 × 0,0172414 / 0,72 = 1,9157 mm²
    3. La sigla più piccola che arriva almeno a tanto è AWG 14, con 2,0809 mm²
    4. La caduta sull'AWG 14: 2 × 4 × 10 × 0,0172414 / 2,0809 = 0,66 V, ovvero 2,76 %

    Metti questa accanto al caso a 12 V e lo schema è evidente: cinque volte la corrente e solo un terzo di lunghezza in più, eppure le due risposte distano due gradini di sigla, mentre gli stessi 10 A su un'alimentazione a 230 V sarebbero molto più sottili. Quello che la raccomandazione insegue non è la corrente ma la corrente per la lunghezza divisa per la tensione: 10 A su 4 metri a 24 V sono una proposta più stretta di 2 A su 3 metri a 12 V, e AWG 14 contro AWG 18 è quanto costa quella differenza.

  5. Corrente nulla: il fondo della serie invece di un errore

    1. Senza corrente la sezione necessaria è 2 × 30 × 0 × 0,0172414 / 6,9 = 0 mm²
    2. La sigla più piccola che arriva almeno a zero è la più sottile della serie, AWG 20
    3. L'AWG 20 è 0,5176 mm², quindi la sezione raccomandata non è zero anche se il bisogno lo è
    4. Senza corrente non c'è caduta: 0 V e 0 %

    La corrente zero è un ingresso legittimo e non un errore — un circuito di comando prima che qualcosa sia collegato, o un percorso dimensionato in anticipo rispetto al suo carico — e la pagina risponde invece di rifiutare. La risposta è il fondo della serie, AWG 20, e quella è una dichiarazione sulla pagina e non sulla pratica elettrica: conduttori più sottili esistono, e il cablaggio dei piccoli segnali si sceglie per ragioni del tutto diverse. Nessun passaggio dell'aritmetica ti impone un minimo, ed è per questo che il limite pratico si discute fra i limiti della pagina.

Limiti

La pagina dimensiona soltanto per la caduta di tensione. Non verifica la portata di corrente, cioè la corrente che un conduttore può portare di continuo, e quel limite dipende dalla classe di temperatura dell'isolante, da quanti conduttori condividono la stessa tubazione, dalla temperatura ambiente, dal fatto che il percorso sia interrato o in aria libera e dal fatto che sia avvolto o meno in materiale isolante termico: nessuno di questi è un ingresso qui. La conseguenza è concreta: nella tabella di riferimento l'AWG 0 esce a 356,7 A con l'aritmetica di questa pagina, mentre lo stesso conduttore di rame 1/0 in tubazione con isolante a 75 °C è di norma limitato a circa 150 A. Una scelta reale prende il più grosso dei due risultati, e per le sezioni piccole di solito vince la portata. Sono coperti soltanto i circuiti monofase e in corrente continua a due fili, perché l'espressione porta il fattore due per i conduttori di andata e ritorno; su un circuito trifase simmetrico la caduta è minore di un fattore radice di tre, quindi chi lavora in trifase dovrebbe dividere la percentuale ammessa prima di inserirla. Il conduttore è rame a 20 °C, e l'alluminio è circa 1,64 volte più resistivo, quindi una linea in alluminio della stessa sezione cade all'incirca del sessanta per cento in più. La raccomandazione è la sigla unificata più sottile che soddisfa il tuo limite di caduta e nient'altro: la resistenza meccanica, la sezione minima che alcune norme nazionali impongono ai circuiti di illuminazione a prescindere dalla caduta e qualunque margine per un carico futuro più pesante restano tutti fuori.

Domande frequenti

La pagina verifica anche la portata di corrente del cavo?
No, ed è la cosa più importante da sapere di questa pagina. La portata è la corrente che un conduttore può portare di continuo, e dipende dalla classe di temperatura dell'isolante, da quanti conduttori condividono la tubazione, dalla temperatura ambiente e dal metodo di posa: nessuno di questi è un ingresso qui. Quello che la pagina restituisce è il conduttore più piccolo che soddisfa il tuo limite di caduta di tensione. La tabella di riferimento mostra quanto possono distare i due criteri: l'AWG 0 esce a 356,7 A con l'aritmetica di questa pagina, mentre un conduttore di rame 1/0 in tubazione con isolante a 75 °C è di norma limitato a circa 150 A. Scegli la più grossa delle due risposte, e per le sezioni piccole aspettati che vinca quella della portata.
In che cosa è diversa dalla calcolatrice della caduta di tensione?
Sono la stessa espressione letta in due direzioni. La calcolatrice della caduta di tensione prende una sezione che hai già e ti dice quanto cade; questa prende la caduta che accetti di avere e ti dice che conduttore comprare. Fai passare lo stesso circuito da entrambe e devono concordare, e i valori predefiniti delle due pagine sono deliberatamente proprio quel circuito: 2,5 mm² danno il 3,60 % sull'altra pagina, appena fuori dalla fascia raccomandata, mentre l'AWG 12 dà il 2,72 % qui, dentro la fascia.
La lunghezza è la distanza in un solo senso o quella totale?
La distanza in un solo senso, dall'alimentazione al carico. L'espressione porta un fattore due perché la corrente deve viaggiare lungo un conduttore e tornare lungo l'altro, quindi l'anello contiene il doppio del rame che misureresti lungo il percorso. Inserire invece la cifra di andata e ritorno raddoppia ogni risultato, e poiché la risposta resta comunque una sigla plausibile invece di un errore evidente, nulla nella pagina ti dirà che l'hai fatto.
Posso usarla per un circuito trifase?
Non direttamente. Su un circuito trifase simmetrico la caduta è minore di un fattore radice di tre, quindi lo stesso conduttore si comporta meglio di quanto dica questa pagina. La pagina non ha un campo per il tipo di alimentazione, ed è una scelta: a differenza della calcolatrice da watt ad ampere, dove saltare la radice di tre corrompe la risposta che il lettore sta cercando, qui quella radice scala soltanto il criterio, e chi lavora in trifase può dividere la percentuale ammessa per 1,732 prima di inserirla e ottenere il conduttore giusto.
Perché la risposta è una sigla AWG e non una sezione?
Perché è quello che si può comprare. La sezione che il percorso richiede è una cifra continua — 2,9985 mm² nel caso predefinito — e nessuno la tiene a magazzino. I conduttori esistono in una serie di misure unificate, quindi la pagina riporta entrambe le cose: la sezione che serve e la sezione della sigla unificata più piccola che arriva almeno a tanto, che qui è AWG 12 con 3,3088 mm². La differenza fra i due numeri è il margine che ti ritrovi gratis, ed è anche la cosa da guardare quando decidi se salire di un altro gradino.
Che cosa succede quando la linea richiede più rame dell'AWG 0?
La pagina rifiuta invece di raccomandare la sigla più grossa che ha, ed è deliberato: rispondere AWG 0 a una linea che richiede 89,96 mm² suggerirebbe un conduttore per nulla adeguato, e quella risposta sembrerebbe utilizzabile. L'estremo sottile è trattato al contrario: una linea che richiede meno dell'AWG 20 riceve semplicemente AWG 20, perché la sigla più sottile della serie è già abbondante e non si guadagna nulla a nominare una misura che la pagina non copre. Un estremo può arrotondare verso il basso senza rischi; l'altro no.
Quale percentuale devo inserire?
Il 3 % della tensione di alimentazione è la cifra consueta per un circuito derivato, e talvolta si usa il 5 % per una linea che comprende la dorsale. Sono convenzioni e non fisica — nulla nell'aritmetica le conosce — e a fissare davvero il limite è l'apparecchio all'altro capo: un motore con una tolleranza di tensione ampia funzionerà con una caduta maggiore di un dispositivo elettronico, e alcune norme fissano cifre proprie. Inserisci il criterio con cui stai lavorando, perché questo campo è l'unico ingresso che non ha una risposta fisica dietro.

Riferimenti

Calcolatrici correlate

Calcolatrice della caduta di tensioneCaduta di tensione lungo un cavo per un carico dato.Calcolatrice della legge di OhmTensione, corrente, resistenza e potenza da due qualsiasi.Convertitore da watt ad ampereCorrente da potenza e tensione, in continua o alternata.Calcolatrice dell'elettricitàPotenza, tensione, corrente e resistenza, da due qualsiasi.