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CalcMax

Calculadora de bitola de cabo

Intervalo: 0 V – 1.000.000 V

Intervalo: 0 A – 100.000 A

Intervalo: 0,00 m – 100.000 m

Intervalo: 0,01 – 100

Resultado

12 AWG

Bitola recomendada

Área necessária
2,9985 mm²
Área da bitola escolhida
3,3088 mm²
Queda de tensão
6,25 V
Queda em porcentagem
2,72%

Calculadora de bitola de cabo: informe a tensão da alimentação, a corrente, o comprimento de um lado e a queda de tensão que você aceita, e ela responde com o menor condutor padronizado que fica dentro desse limite. O método é a fórmula da queda de tensão virada do avesso — a pergunta de dimensionamento de cabo é a mesma relação resolvida para a área em vez dos volts. O que volta é uma bitola, porque os fios de cobre vêm numa série discreta e não num continuum em que se pede qualquer diâmetro, então dois números são informados: a seção que o lance precisa como valor contínuo e a área da bitola que você realmente compra, que é sempre um pouco maior. O limite costuma ser escrito como percentual da alimentação, e 3% é o valor de praxe para um circuito terminal. Esta página dimensiona para uma das duas coisas que um cabo precisa suportar. Ela não modela a capacidade de condução de corrente, aquela que a isolação e o modo de instalação permitem, porque nenhuma das entradas que a decidem está no formulário; uma escolha real fica com o mais grosso dos dois resultados, e a última coluna da tabela de referência é só o número do critério de queda. O mesmo circuito é o padrão da calculadora de queda de tensão, onde a seção métrica mais próxima fica logo acima da faixa recomendada, enquanto a bitola recomendada aqui fica dentro dela.

Bitola americana: área, resistência e corrente limitada pela queda

AWGÁrea (mm²)Resistência (Ω/km)Corrente máx. (A), limitada pela queda
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

Cada linha mantém as condições fixas em 230 V, queda permitida de 3% e lance de 30 metros de um lado, e troca apenas o condutor, então a última coluna é a aritmética desta própria página rodada treze vezes: a corrente com que cada bitola consome exatamente o orçamento de queda. Os números de bitola andam ao contrário — quanto maior o número, mais fino o condutor — e descer três números de bitola dobra a área, e é por isso que as áreas são irregulares em vez de redondas. O caso padrão cai na linha da bitola recomendada na resposta do primeiro exemplo. Leia a última coluna como um limite de queda de tensão e não como uma capacidade de condução: uma bitola grossa responde com uma corrente alta aqui, enquanto um condutor de cobre com isolação de 75 °C dentro de um eletroduto costuma ser limitado a bem menos da metade disso, e uma escolha real fica com o menor dos dois. A tabela usa ponto como separador decimal, conforme o padrão do sistema.

Seções métricas no mesmo lance de 230 V, 3% e 30 m

Seção (mm²)Resistência (Ω/km)Corrente máx. (A), limitada pela queda
1.511.49410
2.56.89716.7
44.3126.7
62.87440
101.72466.7
161.078106.7
250.69166.8

É o mesmo cálculo para as seções nominais métricas, que são as que se compram no Brasil e em boa parte do mundo, de 1,5 mm² a 25 mm². As duas tabelas se leem em paralelo, e é aí que está o ponto: a seção métrica equivalente a uma dada bitola americana quase nunca é a de número mais próximo, porque as duas séries não compartilham os mesmos degraus. É por isso que uma recomendação escrita em AWG não se traduz na seção métrica vizinha, e é por isso que a seção métrica usual acaba saindo uma fração fina demais para o lance padrão. Como na tabela acima, a coluna de corrente é um limite de queda de tensão apenas, e a capacidade de condução de cada seção é uma pergunta separada que esta página não responde. A tabela usa ponto como separador decimal, conforme o padrão do sistema.

Fórmula

A = 2 × L × I × ρ ÷ ΔV, em que ΔV = V × quedaMáx% ÷ 100 e o ρ do cobre é 0,0172414 Ω·mm²/m a 20 °C

L
O comprimento do lance de um lado, em metros ou pés — a distância da alimentação até a carga, não o total de cobre do circuito. É o campo que erra sem parecer errado: um lance de 30 metros contém 60 metros de condutor, porque a corrente vai e volta, e o dois do início da expressão é esse fato escrito. Informe 60 no lugar de 30 e todos os números da página dobram, e a resposta ainda parece nada além de um cabo um pouco longo
I
A corrente que a carga puxa, em ampères. Os dois condutores a conduzem, então ela multiplica a resistência do laço inteiro e não a metade dele. A área necessária é diretamente proporcional à corrente, e é por isso que o mesmo lance precisa ser mais grosso para uma carga maior — e por isso que a corrente costuma ser calculada antes, a partir da potência, pela calculadora de watts para amperes
ΔV
A queda de tensão que você aceita, em volts, que é o percentual informado multiplicado pela tensão da alimentação. Ela está no denominador, então um limite mais apertado exige mais cobre: cortar a queda permitida pela metade dobra a área necessária. Numa alimentação de 230 V, 3% são 6,9 V; numa de 12 V, os mesmos 3% são só 0,36 V, e é por isso que lances de baixa tensão pedem condutores que parecem absurdamente grandes diante da corrente que conduzem
ρ
A resistividade do condutor: cobre recozido a 20 °C, 0,0172414 ohm milímetro quadrado por metro, que é o valor correspondente a 100% de condutividade no padrão International Annealed Copper Standard. O alumínio fica cerca de 1,64 vez acima, então um condutor de alumínio do mesmo tamanho derruba uns sessenta por cento mais volts. A temperatura não é modelada, e um condutor quente tem resistência maior do que a de tabela, então o que esta página devolve é um limite inferior para a queda
2
Os dois condutores do laço, ida e volta. Não é margem de segurança nem fator de correção: omiti-lo corta a resposta pela metade, e o resultado continua parecendo inteiramente razoável. Circuitos monofásicos e de corrente contínua precisam dele; um circuito trifásico equilibrado é outra aritmética, com raiz de três no meio, e é por isso que a página não oferece um campo de tipo de alimentação e pede a quem trabalha em trifásico que divida a queda permitida antes de informá-la

Use sempre que um lance tiver de ser instalado e o condutor ainda puder ser escolhido: dimensionar um circuito novo, ampliar um que já existe, descobrir o que um lance de baixa tensão precisa ou conferir se um cabo que já está na prateleira é grosso o bastante antes de ser passado. É também o inverso da calculadora de queda de tensão — aquela página recebe a seção que você já tem e informa a queda, esta recebe a queda com que você aceita conviver e informa o condutor, e o mesmo circuito informado nas duas deve contar uma história consistente. O valor a decidir antes de digitar é a queda permitida, porque ele é o critério e não uma medição, e é a única entrada sem resposta física: 3% é uma convenção, não uma lei da natureza.

Exemplos resolvidos

  1. Os padrões: 230 V, 20 A, 30 m de um lado, 3%

    1. A queda permitida é 3% de 230 V, ou seja, 6,9 V
    2. Área necessária: 2 × 30 × 20 × 0,0172414 / 6,9 = 2,9985 mm²
    3. A menor bitola da série que tem pelo menos essa área é a AWG 12
    4. A queda na bitola que você realmente compraria é um pouco menor, já que a área dela é maior: 6,25 V, ou 2,72%

    Este é o mesmo circuito com que a calculadora de queda de tensão abre, e vale ler o par junto: lá, a seção métrica usual fica logo acima da faixa recomendada; aqui, a resposta é a AWG 12, dentro dela. A seção métrica é uma fração fina demais para este lance e a AWG 12 é uma fração suficiente, e é exatamente por isso que uma página que escolhe o condutor precisa existir ao lado de uma que julga um condutor. As duas últimas linhas são a autoconferência: a queda na bitola efetivamente recomendada tem de sair igual ou abaixo do limite que você informou, e aqui sai.

  2. Um lance de 12 V: 2 A em 3 metros, 3%

    1. A queda permitida é 3% de 12 V, ou seja, 0,36 V
    2. Área necessária: 2 × 3 × 2 × 0,0172414 / 0,36 = 0,5747 mm²
    3. A menor bitola da série que tem pelo menos essa área é a AWG 18
    4. Na AWG 18 a queda fica em 0,25 V, ou 2,09%

    Dois ampères é uma corrente trivial e a resposta ainda é AWG 18, mais grossa do que a maioria das pessoas suporia para uma carga de dois ampères. A razão está na alimentação e não na carga: 3% de 12 V são 0,36 V, então o lance tem um orçamento absoluto de um terço de volt. Os mesmos 3% numa alimentação de 230 V são 6,9 V, dezenove vezes mais espaço para o mesmo condutor trabalhar, e é por isso que instalações de baixa tensão usam cabo que parece superdimensionado diante da corrente que ele conduz.

  3. Um circuito de iluminação longo: 230 V, 6 A, 40 m de um lado

    1. A queda permitida é 6,9 V, a mesma do caso padrão
    2. Área necessária: 2 × 40 × 6 × 0,0172414 / 6,9 = 1,1994 mm²
    3. A menor bitola da série que tem pelo menos essa área é a AWG 16
    4. Na AWG 16 a queda fica em 6,32 V, ou 2,75%

    Um terço da corrente do caso padrão num lance mais longo, e a resposta continua sendo um condutor substancial: o comprimento compensa com folga a carga menor. É este o caso que surpreende quem dimensiona cabo só pela corrente, e é a razão de circuitos de iluminação em edifícios grandes acabarem mais grossos do que as lâmpadas sugeririam. A aritmética é sempre a mesma multiplicação — metros vezes ampères —, e é essa grandeza, dividida pela tensão, que decide a área: aqui ela é bem menor do que no caso padrão, mas nem de longe pequena.

  4. Um lance de distribuição em 24 V: 10 A em 4 metros

    1. A queda permitida é 3% de 24 V, ou seja, 0,72 V
    2. Área necessária: 2 × 4 × 10 × 0,0172414 / 0,72 = 1,9157 mm²
    3. A menor bitola da série que tem pelo menos essa área é a AWG 14
    4. Na AWG 14 a queda fica em 0,66 V, ou 2,76%

    Coloque este caso ao lado do de 12 V e o padrão fica claro: cinco vezes a corrente e um lance apenas um terço maior, e ainda assim as duas respostas ficam a dois passos de bitola de distância, enquanto os mesmos 10 A numa alimentação de 230 V pediriam um cabo bem mais fino. O que a recomendação acompanha não é a corrente, e sim a corrente vezes o comprimento dividida pela tensão — 10 A em 4 metros a 24 V é uma proposta mais apertada do que 2 A em 3 metros a 12 V, e a diferença de duas bitolas é o que isso custa.

  5. Nenhuma corrente: o piso da série, não um erro

    1. Sem corrente, a área necessária é 2 × 30 × 0 × 0,0172414 / 6,9 = 0 mm²
    2. A menor bitola que tem pelo menos zero é a mais fina da série, a AWG 20
    3. A área necessária é zero, e a área da bitola mais fina da série não é — é ela que sai como área recomendada
    4. Sem corrente não há queda: 0 V e 0 %

    Corrente zero é uma entrada legítima e não um engano — um circuito de comando antes de qualquer coisa ser ligada, ou um lance dimensionado antes da carga existir — e a página responde em vez de recusar. A resposta é o piso da série, a AWG 20, e isso diz respeito à página e não à prática elétrica: condutores mais finos existem, e a fiação de sinal pequeno é escolhida por outros motivos. A aritmética não escolhe um mínimo por você, e é por isso que o piso prático é discutido nas limitações.

Limitações

A página dimensiona apenas pela queda de tensão. Ela não confere a capacidade de condução de corrente, a corrente que um condutor pode conduzir continuamente, e esse limite depende da temperatura de isolação, de quantos condutores dividem o eletroduto, da temperatura ambiente, de o lance ser enterrado ou em ar livre e de ele estar ou não envolvido em isolamento térmico — nada disso é entrada aqui. A consequência é concreta: na tabela de referência, a bitola mais grossa da série sai com uma corrente alta pelo critério desta página, enquanto o mesmo condutor de cobre dentro de um eletroduto com isolação de 75 °C costuma ficar limitado a bem menos da metade disso. Uma escolha real fica com o mais grosso dos dois resultados, e nas seções pequenas quem vence costuma ser a capacidade de condução. Só circuitos monofásicos de dois fios e de corrente contínua são cobertos, porque a expressão carrega o fator dois dos condutores de ida e volta; num circuito trifásico equilibrado a queda é menor por um fator de raiz de três, então quem trabalha em trifásico deve dividir o percentual permitido antes de informá-lo. O condutor é de cobre a 20 °C, e o alumínio é cerca de 1,64 vez mais resistivo, então um lance de alumínio do mesmo tamanho derruba uns sessenta por cento mais. A recomendação é a bitola padronizada mais fina que satisfaz o seu limite de queda e nada além disso — resistência mecânica, a seção mínima que as normas nacionais impõem aos circuitos de iluminação independentemente da queda e qualquer folga para uma carga futura maior ficam todas de fora. No Brasil, a NBR 5410 exige 1,5 mm² como seção mínima para circuitos de iluminação e 2,5 mm² para circuitos de força e tomadas, e manda adotar a maior seção entre todos os critérios.

Perguntas frequentes

Esta página também confere a capacidade de condução do cabo?
Não, e essa é a coisa mais importante a saber sobre a página. A capacidade de condução de corrente é a corrente que um condutor pode conduzir continuamente, e ela depende da temperatura de isolação, de quantos condutores dividem o eletroduto, da temperatura ambiente e do modo de instalação — nada disso é entrada aqui. O que esta página devolve é o menor condutor que satisfaz o seu limite de queda de tensão. A tabela de referência mostra o quanto os dois critérios podem se afastar: a bitola mais grossa da série sai com uma corrente alta pelo critério desta página, enquanto o mesmo condutor de cobre dentro de um eletroduto com isolação de 75 °C costuma ficar limitado a bem menos da metade disso. Escolha o mais grosso dos dois resultados e, nas seções pequenas, conte com a capacidade de condução para vencer.
Qual é a diferença em relação à calculadora de queda de tensão?
São a mesma expressão lida em dois sentidos. A calculadora de queda de tensão recebe uma seção que você já tem e diz quanto ela derruba; esta recebe a queda com que você aceita conviver e diz qual condutor comprar. Pondo o mesmo circuito nas duas, elas devem concordar, e os padrões das duas páginas são de propósito esse mesmo circuito: uma mesma condição que na outra página cai logo acima da faixa recomendada sai aqui dentro dela. Se as duas discordarem, uma delas está errada na conta.
O comprimento é a distância de um lado ou o total?
A distância de um lado, da alimentação até a carga. A expressão carrega um fator dois porque a corrente precisa ir por um condutor e voltar pelo outro, então o laço contém o dobro do comprimento de cobre que você mediria pelo trajeto. Informar o valor de ida e volta dobra todos os resultados, e como a resposta ainda é um número de bitola plausível e não um erro evidente, nada na página vai avisar que você fez isso.
Posso usar para um circuito trifásico?
Não diretamente. Num circuito trifásico equilibrado a queda é menor por um fator de raiz de três, então o mesmo condutor se comporta melhor do que esta página diz. A página não tem campo de tipo de alimentação de propósito: ao contrário da calculadora de watts para amperes, em que esquecer a raiz de três corrompe a resposta que o leitor procura, aqui ela apenas escala o critério, e quem trabalha em trifásico pode dividir o percentual permitido por 1,732 antes de informá-lo e obter o condutor certo.
Por que a resposta é um número de bitola e não uma área?
Porque é isso que se compra. A área que o lance precisa é um valor contínuo e ninguém estoca exatamente esse valor. Os condutores vêm numa série de tamanhos padronizados, então a página informa os dois: a área de que você precisa e a área da menor bitola padronizada que tem pelo menos isso. A diferença entre os dois números é a margem que você ganha de graça, e é também o que se olha ao decidir se vale subir mais um degrau.
O que acontece quando o lance precisa de mais cobre do que a série tem?
A página recusa em vez de recomendar a bitola mais grossa que ela tem, e isso é deliberado: responder a bitola máxima a um lance que precisa de muito mais área sugeriria um condutor que está longe de ser adequado, e essa resposta pareceria utilizável. A ponta fina é tratada ao contrário — um lance que precisa de menos do que a bitola mais fina simplesmente recebe a mais fina, porque ela já é generosa e nada se ganha nomeando um tamanho que a página não cobre. Uma das pontas pode arredondar para baixo com segurança; a outra não pode.
Que percentual eu devo informar?
Três por cento da alimentação é o valor de praxe para um circuito terminal, e cinco por cento às vezes é usado para um lance que inclui o alimentador. São convenções e não física — nada na aritmética sabe delas — e o que realmente define o limite é o equipamento na outra ponta: um motor com tolerância larga de tensão opera com uma queda maior do que um equipamento eletrônico, e alguns países usam outros números, como o Brasil, onde a NBR 5410 limita a queda nos circuitos terminais a 4%. Informe o critério com que você está trabalhando, porque este campo é a única entrada sem resposta física por trás.

Referências

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