Calcolatore di sezione del cavo
«Che cavo compro?» ha due risposte che devono essere entrambe soddisfatte, e vince quella più esigente. Un conduttore deve trasportare la corrente di carico senza surriscaldarsi — la sua portata — e deve consegnare quella corrente al carico senza perdere troppa tensione lungo il percorso. Scegliendo il cavo solo in base alla portata, una tratta lunga arriva con luci affievolite e motori lenti; scegliendolo solo in base alla caduta di tensione, un circuito corto e ad alto carico può bruciare l'isolamento. Questo calcolatore dimensiona per entrambi contemporaneamente e indica quale ha determinato il risultato.
In modalità Dimensiona, scorre il catalogo dei conduttori dal più piccolo al più grande e restituisce la prima sezione che supera sia la verifica di portata NEC 310.16 — inclusa la regola di temperatura dei terminali 110.14(C), i limiti per conduttori piccoli 240.4(D) e il declassamento per ambiente/raggruppamento/carico continuo — sia la verifica di caduta di tensione. In modalità Verifica, prende una sezione che hai già e riporta l'esito di ciascuna verifica in modo indipendente, oltre alla sezione minima che risolverebbe un esito negativo. Rame o alluminio, AWG, imperiale o metrico — tutto nel tuo browser. Il metrico (mm²) viene dimensionato solo in base alla caduta di tensione; la portata in tal caso richiede una tabella nazionale che questo strumento non fornisce.
Cosa determina la sezione del cavo: portata contro caduta di tensione
La portata è la corrente che un conduttore può trasportare continuativamente senza che il suo isolamento superi la classe di temperatura. NEC Table 310.16 riporta una portata base per ogni sezione a 60, 75 e 90 °C, e il valore utilizzabile è il minore di tre limiti: la base declassata per la temperatura ambiente e il raggruppamento dei conduttori; la portata della colonna per cui sono classificati i tuoi terminali (110.14(C) — 60 °C a 100 A o meno, 75 °C sopra, e mai 90 °C su un morsetto); e, per 14, 12 e 10 AWG, il limite fisso 240.4(D) che impedisce a un interruttore grande di essere collegato a un cavo piccolo. Un carico continuo (attivo per tre ore o più) dimensiona il conduttore al 125% del carico secondo 210.19(A) / 215.2.
La caduta di tensione è una fisica distinta: la corrente moltiplicata per la resistenza di andata e ritorno della tratta, espressa come percentuale della tensione dell'impianto. Aumenta con la lunghezza, la corrente e un cavo più sottile, e diminuisce con uno più spesso. Le normative raccomandano di mantenerla intorno al 3% su un circuito derivato e al 5% complessivamente. La caduta di tensione utilizza la corrente di carico reale, non il valore del 125% della portata, perché la caduta dipende dalla corrente che effettivamente scorre.
I due limiti raramente coincidono sulla stessa sezione. I circuiti corti e ad alta corrente sono di solito determinati dalla portata — il cavo deve essere abbastanza spesso da trasportare gli ampere qualunque sia la lunghezza. Le tratte lunghe o a bassa tensione sono di solito determinate dalla caduta di tensione — la portata è soddisfatta presto, ma il cavo continua a crescere per mantenere la tensione. La sezione consigliata è la più restrittiva delle due, e lo strumento indica quale ha vinto in modo che tu capisca il risultato invece di limitarti a fidartene.
Portata base NEC 310.16
Le portate base da cui parte la verifica di portata, per una gamma rappresentativa di sezioni. Sono i valori base propri della tabella — non più di tre conduttori percorsi da corrente a 30 °C ambiente — prima di applicare la colonna dei terminali 110.14(C), il limite 240.4(D) e qualsiasi declassamento per ambiente o raggruppamento. Un conduttore più grande e una colonna di temperatura più alta trasportano entrambi di più; il rame trasporta più dell'alluminio a parità di sezione.
In pratica, la colonna a 60 °C o 75 °C stabilisce solitamente il valore utilizzabile, perché le terminazioni sono il punto debole: anche un conduttore classificato a 90 °C è limitato alla sua portata a 75 °C (o 60 °C) ovunque si colleghi a un morsetto. Per questo il cavo consigliato è spesso una colonna — o una sezione — più grande di quanto suggerirebbe una semplice lettura a 90 °C.
Portata base per le sezioni comuni, rame e alluminio, nelle colonne 60/75/90 °C (NEC 2023 Table 310.16, ambiente a 30 °C, ≤3 conduttori percorsi da corrente). Il 14 AWG non ha una riga standard in alluminio.
| Sezione | Cu 60 °C | Cu 75 °C | Cu 90 °C | Al 75 °C |
|---|---|---|---|---|
| 14 AWG | 15 | 20 | 25 | — |
| 12 AWG | 20 | 25 | 30 | 20 |
| 10 AWG | 30 | 35 | 40 | 30 |
| 8 AWG | 40 | 50 | 55 | 40 |
| 6 AWG | 55 | 65 | 75 | 50 |
| 4 AWG | 70 | 85 | 95 | 65 |
| 2 AWG | 95 | 115 | 130 | 90 |
| 1/0 AWG | 125 | 150 | 170 | 120 |
| 2/0 AWG | 145 | 175 | 195 | 135 |
| 4/0 AWG | 195 | 230 | 260 | 180 |
| 250 kcmil | 215 | 255 | 290 | 205 |
Declassamento e fattori normativi
Due adeguamenti riducono la portata base prima di confrontarla con l'amperaggio richiesto. Temperatura ambiente: NEC 310.15(B)(1) corregge il calore intorno al conduttore — la fascia 26–30 °C è la base 1.00, le fasce più calde riducono la portata e quelle più fredde la aumentano. Raggruppamento dei conduttori: NEC 310.15(C)(1) riduce la portata quando più di tre conduttori percorsi da corrente condividono una canalizzazione o un cavo, perché non riescono a disperdere il calore con la stessa libertà.
Entrambe le tabelle seguenti sono modificabili nel calcolatore, insieme alla classe del terminale, alla colonna di isolamento, all'indicatore di carico continuo e a una sovrascrittura della portata base per sezione. I moltiplicatori di ambiente in particolare sono i valori con le fonti più deboli dello strumento e sono contrassegnati per un confronto una tantum con una ristampa primaria del NEC — trattali come valori di pianificazione e verificali con la normativa adottata.
| Intervallo | 60 °C | 75 °C | 90 °C |
|---|---|---|---|
| 21–25 °C | 1,08 | 1,05 | 1,04 |
| 26–30 °C | 1,00 | 1,00 | 1,00 |
| 31–35 °C | 0,91 | 0,94 | 0,96 |
| 36–40 °C | 0,82 | 0,88 | 0,91 |
| 41–45 °C | 0,71 | 0,82 | 0,87 |
Viene moltiplicata per la portata base della colonna di isolamento. La fascia 26–30 °C contiene il riferimento di 30 °C della tabella, quindi è 1.00.
| Conduttori | Fattore |
|---|---|
| ≤3 | 1,00 |
| 4–6 | 0,80 |
| 7–9 | 0,70 |
| 10–20 | 0,50 |
Viene moltiplicato per la portata quando più di tre conduttori percorsi da corrente condividono una canalizzazione o un cavo.
Esempi svolti
Due circuiti che ricadono su lati opposti della divisione, ciascuno consigliato dallo stesso motore che lo strumento usa dal vivo. Gli indicatori e la scala delle sezioni del cavo si aggiornano man mano che cambi i dati — questi sono solo i punti di partenza.
Un circuito in cui prevale la portata e uno in cui prevale la caduta di tensione — i due casi che questo strumento è progettato per distinguere.
La portata prevale — un circuito derivato corto
- Dati
- Rame, carico 20 A, 120 V monofase
- Lunghezza di andata 15 ft, caduta ammissibile 3%
- Isolamento a 75 °C, terminali a 60 °C (≤100 A), ambiente a 30 °C, ≤3 conduttori
- Passaggi
- Amperaggio richiesto = 20 A (non è un carico continuo, quindi nessun fattore del 125%).
- 14 AWG: la caduta di tensione è solo dell'1.5%, che soddisfa il 3% — ma la sua portata utilizzabile è di 15 A (colonna terminali a 60 °C e limite 240.4(D)), quindi non è conforme ai 20 A.
- 12 AWG: portata utilizzabile 20 A ≥ 20 A richiesti, e caduta di tensione 1.0% ≤ 3% — è conforme a entrambe.
- Consigliato 12 AWG. La sola caduta di tensione avrebbe consentito 14 AWG, quindi la portata è il vincolo determinante.
- Risultato
- 12 AWG — determinato dalla portata. La sola caduta di tensione avrebbe consentito 14 AWG.
La caduta di tensione prevale — una tratta CC lunga
- Dati
- Rame, carico 20 A, 12 V CC (tratta solare / a bassa tensione)
- Lunghezza di andata 150 ft, caduta ammissibile 3%
- Passaggi
- La sola portata è soddisfatta con 12 AWG — 20 A di portata utilizzabile trasportano il carico di 20 A.
- Ma a 12 V il margine del 3% è di appena 0.36 V, e su 150 ft questo impone un conduttore molto più grande.
- 4/0 AWG cade ancora circa il 3.0% e non è conforme per poco; 250 kcmil cade circa il 2.6% ed è conforme.
- Consigliato 250 kcmil. La sola portata avrebbe consentito 12 AWG, quindi la caduta di tensione è il vincolo determinante con un ampio margine.
- Risultato
- 250 kcmil — determinato dalla caduta di tensione. La sola portata avrebbe consentito 12 AWG.
Come dimensionare o verificare un conduttore con questo calcolatore
- Scegli unità e modalitàScegli imperiale (AWG) o metrico (mm²), poi Dimensiona cavo per trovare il conduttore minimo conforme oppure Verifica cavo per testare una sezione che hai già.
- Inserisci il circuitoImposta il materiale del conduttore, la corrente di carico (o scegli una preimpostazione di carico), la lunghezza di andata, la tensione dell'impianto e la fase — monofase, trifase o CC.
- Imposta le ipotesi normativeMantieni i valori predefiniti di NEC 310.16 oppure apri Declassamento e ipotesi normative per modificare la classe del terminale, la colonna di isolamento, la fascia di ambiente, il numero di conduttori e l'indicatore di carico continuo.
- Leggi il risultatoDimensiona restituisce il conduttore consigliato e il vincolo che lo determina; Verifica mostra l'esito di ciascuna verifica e la sezione minima che lo risolverebbe. L'indicatore di portata, l'indicatore di caduta di tensione e la scala delle sezioni del cavo visualizzano entrambi.
Domande frequenti
Verifica la portata, o solo la caduta di tensione?
Entrambe, in imperiale. Ogni sezione candidata deve superare la verifica di portata NEC 310.16 — portata base declassata per ambiente e raggruppamento, limitata dalla colonna dei terminali 110.14(C) e dalla regola per conduttori piccoli 240.4(D) — e la verifica di caduta di tensione, e la sezione consigliata è la minima che soddisfa entrambe. Questa è la differenza rispetto a un semplice calcolatore di caduta di tensione, che verifica solo la caduta. Il metrico (mm²) è solo caduta di tensione, perché questa versione non include una tabella di portata IEC verificabile.
Quale delle due decide la sezione del cavo?
Quella che richiede il conduttore più grande. I circuiti corti e ad alta corrente sono di solito determinati dalla portata; le tratte lunghe o a bassa tensione sono di solito determinate dalla caduta di tensione. Lo strumento riporta il vincitore in parole semplici — ad esempio «12 AWG — determinato dalla portata (la sola caduta di tensione consentirebbe 14 AWG)» — così puoi vedere perché la sezione è quella che è.
Perché il cavo consigliato è più grande di quanto suggerisca l'interruttore?
Alcune regole normative aumentano la sezione. Un carico continuo viene dimensionato al 125% della corrente. La regola dei terminali 110.14(C) ti limita alla colonna a 60 °C o 75 °C anche su cavo a 90 °C. Il calore ambiente e i conduttori raggruppati declassano la portata. E su una tratta lunga, la sola caduta di tensione può imporre un conduttore molto più grande di quanto suggerisca la classe di corrente. Uno qualsiasi di questi fattori può rendere il cavo corretto più grande di una semplice consultazione interruttore-sezione.
Gestisce rame e alluminio?
Sì. Scegli il materiale e il calcolatore utilizza la portata e la resistenza corrispondenti. L'alluminio trasporta meno corrente e ha una resistenza maggiore del rame a parità di sezione, quindi un conduttore in alluminio è tipicamente una o più sezioni più grande dell'equivalente in rame per lo stesso circuito. Nota che non esiste un 14 AWG in alluminio standard, quindi quella sezione viene omessa per l'alluminio.
Che sezione di cavo mi serve per un determinato numero di ampere?
Inserisci la corrente di carico (o una preimpostazione), la lunghezza della tratta e la tensione, e la modalità Dimensiona restituisce il conduttore minimo che trasporta gli ampere e mantiene la caduta di tensione. Non esiste un'unica risposta «ampere-sezione», perché la lunghezza, la tensione, il materiale, la classe di temperatura e il declassamento influiscono tutti sul risultato — che è esattamente ciò che il calcolatore risolve per te.
Perché il metrico (mm²) è solo caduta di tensione?
Nel mondo metrico, la portata deriva dalla IEC 60364-5-52 e da tabelle nazionali i cui valori dipendono dal metodo di installazione e non sono liberamente riproducibili. Anziché fornire un valore di sicurezza non verificato, lo strumento dimensiona i conduttori metrici solo in base alla caduta di tensione e lo dichiara, chiedendoti di verificare la portata con la tua tabella locale. La matematica della caduta di tensione, il catalogo e la scala funzionano allo stesso modo in mm².