Fusível, Bateria e Cabo

texto produzido por Marcelo S. Motitsuki Todos os direitos autorais reservados AutoSom.net http://autosom.net

        Uma grande dúvida da maioria dos instaladores de garagem é saber dimensionar o fusível do sistema, assim com esse artigo tentaremos sanar todas as dúvidas.
        Primeiramente devemos calcular a corrente que o sistema vai consumir
        I= ( PotRMS x 2 ) / 12

        Onde:
        I é a corrente máxima consumida
        PotRMS é a potência realmente utilizada, não necessariamente a potência nominal do amplificador. Ex.: Amplificador de 4 x 50W RMS em 4 Ohms ( 200W total ) mas está sendo utilizados falantes de 8 Ohms portanto o amplificador estará fornecendo 4 x 25 W, total de 100W RMS realmente sendo utilizada.
        2 , devido a característica da grande maioria dos amplificadores ter rendimento de 50%, isto é, metade da corrente que ele consome é dissipada em calor e a outra metade é utilizada para movimentar o ar (pelos falantes) gerando o som, assim a corrente é proporcional a duas vezes a potência nominal do amplificador.
        12 é a tensão média da bateria.

        Ex.: sistema com 300W RMS. I = (300 x 2)/12 = 50 Ampéres
        Pronto, calculamos a corrente máxima que vai passar pelos cabos e pelo fusível. (o dimensionamento dos cabos iremos verificar mais adiante) Mas é só isso???
         Não!!!! A principal função do fusível é proteger o sistema elétrico do carro contra um eventual curto-circuito no projeto sonoro. Portanto para termos 100% de proteção devemos considerar a máxima corrente que a bateria pode fornecer.
 

        Para manter sua bateria protegida devemos achar o valor máximo do fusível a ser utilizado.
        Geralmente a bateria automotiva vem especificada em A/h ou minutos de capacidade de reserva (ou MRC = minutes of reserve capacity) A/h significa a máxima corrente que ele pode fornecer durante uma hora até se esgotar e MCR (minutos de capacidade de reserva) significa o tempo que ela consegue fornecer o máximo de energia. Carros populares geralmente possuem bateria de 45 A/h e carros de médio porte, 55A/h e 60MCR. Outra especificação é a corrente de partida (ou CCA =  cold cranking amps) que indica a corrente máxima de pico ( em frações de segundo) útil somente quando estudamos o que ocorre na hora da partida do motor, não tendo influência quando estudamos um projeto sonoro.
        Para sabermos a corrente máxima da bateria fazemos uma aproximação com o valor MCR. Ex.: Uma bateria de 60 MCR pode fornecer no máximo 60 A.
        A vida útil da bateria é especificada em ciclos de carga e descarga, valores como 2000 ciclos ou 2 a 3 anos de vida útil.
        A bateria é composta por seis células de chumbo/ácido sufúrico (duas placas de chumbo mergulhadas em ácido) que produz uma tensão de 2,4 V cada, total de 14,4 Volts na bateria com carga máxima, portanto se a tensão cai abaixo de 10,5 V é porque existe alguma célula em curto. Atualmente está sendo fabricado baterias com uma liga de prata/chumbo nos eletrodos positivos, outros possuem gel ao invés do ácido líquido e utilizam placas enroladas como caracóis ao invés de simples placas colocadas paralelamente como nas baterias comuns, tudo isso para aumentar a área de cada eletrodo aumentando assim a máxima corrente que ela pode fornecer.

        Agora que sabemos a corrente máxima que a bateria pode fornecer podemos dimensionar o máximo valor do fusível que melhor protege sua bateria e sistema elétrico do automóvel. (100% de proteção) Se sua bateria é de 55A/h e 60 MCR podemos aproximar a corrente máxima para 60 Ampéres, então o valor máximo do fusível será metade deste valor, isto é, 60 / 2 = 30A.
        Este valor é devido ao fusível ser projetado para cerca de 200% de seu valor em 5 segundos ou cerca de 350% em 2 décimos de segundo, usando este raciocínio o fusível irá proteger a bateria de fornecer mais de 60A quando ocorrer um curto-circuito no sistema sonoro. Essa é a proteção 100% mas podemos muito bem utilizar um fusível de maior capacidade (valor nominal maior) mas caso haja um curto-circuito no sistema de som este fato irá diminuir a vida útil da bateria. Mas devemos necessariamente trocar a bateria caso a corrente que o sistema consome seja maior que a máxima corrente da bateria. Ex.: bateria de 60A e seu sistema é de 366W RMS que significa que seu sistema vai "puxar" 61A que já é maior que a capacidade máxima de sua bateria, portanto deve-se trocar a bateria.
        Vamos a alguns exemplos:
 

Bateria	Sistema sonoro	Fusível	Obs
55A/h e 60MCR = 60A	120W = 20A	20A	100% de proteção
55A/h e 60MCR = 60A	240W = 40A	40A	Sua bateria não estará 100% protegida e se houver um curto ela terá sua vida útil diminuída
60A	420W = 70A	---	Necessita troca de bateria para uma de maior capacidade e fusível de 70A
140A	420W = 70A	70A	100% de proteção da bateria
95A	420W = 70A	70A	um curto pode diminuir a vida útil da bateria
45A/h e 50MCR = 50A	180W = 30A	30A	Problema da vida útil

        Agora que já sabemos se devemos trocar  de bateria e sabemos também o valor máximo da corrente que nosso sistema vai consumir podemos dimensionar os cabos de força.
        Não existe fórmulas exatas para dimensionar os cabos, portanto utilizamos tabelas como esta:

Cabos de Alimentação (mm²)
Corrente Elétrica	Comprimento do Cabo (metros)
	Seção do Cabo (mm²)
Consumo (Ampères)	até 1 m	1 a 2 m	2 a 3 m	3 a 5 m	5 a 7 m	7 a 10 m
1 a 20 A	4.00	4.00	4.00	4.00	6.00	6.00
20 a 30 A	4.00	4.00	6.00	6.00	13.30	13.30
30 a 40 A	4.00	4.00	6.00	13.30	13.30	13.30
40 a 60 A	6.00	6.00	13.30	13.30	13.30	21.20
60 a 100 A	13.30	13.30	13.30	21.20	21.20	33.60
100 a 125 A	13.30	13.30	13.30	21.20	33.60	33.60
125 a 150 A	21.20	21.20	21.20	21.20	33.60	54.40
150 a 175 A	33.60	33.60	33.60	33.60	54.40	-
175 a 200 A	33.60	33.60	33.60	54.40	-	-
200 a 225 A	33.60	33.60	54.40	-	-	-
225 a 300 A	33.60	54.40	-	-	-	-
acima de 300 A	54.40	-	-	-	-	-

Fonte: Som&Carro No19 Abril/98 consultoria: Márcio Grahl         Verifique a corrente (em Amperes) que irá passar pelo cabo e o comprimento do mesmo a ser utilizado, depois é só cruzar a linha do consumo  com a coluna do comprimento  do cabo para descobrir a seção do cabo.
        Caso seja utilizada bitola de seção inferior ao exigido, o cabo pode esquentar e até derreter. Se for utilizado bitola maior, o projeto sairá mais caro.

Cabos de Força (AWG)
Total de corrente	Comprimento dos cabos em metros
em amperes	0,3-1,0	1,0-2,0	2,0-3,0	3,0-4,5	4,5-6,0	6,0-8,5
0 - 20 A	10G	10G	10G	10G	8G	8G
20 - 30 A	10G	10G	8G	8G	4G	4G
30 - 40 A	10G	10G	8G	4G	4G	4G
40 - 50 A	10G	10G	8G	4G	4G	4G
50 - 60 A	8G	8G	4G	4G	4G	2G
60 - 70 A	4G	4G	4G	2G	2G	1/0G
70 - 80 A	4G	4G	4G	2G	2G	1/0G
80 - 90 A	4G	4G	4G	2G	2G	1/0G
90 - 100 A	4G	4G	4G	2G	2G	1/0G
100 - 125 A	4G	4G	4G	2G	1/0G	1/0G
125 - 150 A	2G	2G	2G	2G	1/0G	00G

Fonte: Catálogo JKR / Iasca / Revista AudioCar

        Aqui a mesma tabela mas com dimensões do cabo em AWG (medida americana). O procedimento é o mesmo. Verifique a corrente (em Amperes) que irá passar pelo cabo e o comprimento do mesmo a ser utilizado, depois é só cruzar a linha do total de corrente  com a coluna do comprimento  do cabo para descobrir a seção do cabo em AWG.

* Tabelas de conversão AWG para mm² e vice-versa

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