Por que dimensionar os cabos de força

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

Muitos sabem que é necessário dimensionar corretamente os cabos de força, mas geralmente não sabem porque. Tentaremos demonstrar o que ocorre caso o cabo não é bem dimensionado.

O cabo de força é o fio que liga a bateria até o amplificador ou bloco de distribuição e possui em média 5 metros de comprimento.

Vamos supor que o amplificador utilizado seja um de 800W RMS classe AB com eficiência de 60%.
Isto significa que somente 60% da energia consumida vira potência sonora, portanto a potencia consumida é, utilizando a regra de três:
800W = 60%
x = 100%

x = (800*100)/60
x = 1333 W RMS

A corrente consumida quando o amplificador está fornecendo os 800W sonoros é:
P = V * i
i = P/V
i = 1333/12
i = 111 Ampéres

Sabemos que o cabo de força tem uma pequena resistência interna devido a impurezas no material condutor.
Tomemos por exemplo um cabo de 13mm2 que tem 1,27 Ohms num pedaço de cabo de 1000 m. Veja as informações de outros cabos no artigo http://autosom.net/artigos/awg.htm

Como estamos utilizando 5 metros de cabos, vamos fazer uma regra de três para saber a resistência nesse pedaço:
1,27 Ohms = 1000 metros
x Ohms = 5 metros

x = (1,27 * 5)/1000
x = 0,00635 Ohms

Agora sabemos que num cabo de bitola 13mm2, cujo comprimento é 5 metros, teremos 0,00635 Ohms de resistência. É um número pequeno, mas vamos saber o que isso é capaz.

Vamos descobrir a tensão no amplificador:
Vamp = Vbat - Vcabo

Tensão no amplificador igual a tensão na bateria menos a tensão perdida no cabo.

A tensão perdida no cabo é:
V = R*i
onde R = resistência do cabo
i = corrente no cabo

Agora vamos supor que numa música, a corrente consumida pelo amplificador varie de 20 a 111 Ampéres, vamos estudar a variação da tensão no amplificador.

Vamp = Vbat - R*i
Vamp = 12 - 0,00635*20
Vamp = 11,873
variação de 1,06%

Vamp = 12 - 0,00635*111
Vamp = 11,295
variação de 5,87%

Com isso concluímos que a tensão no amplificador irá varia de 1,06% a 5,87% da tensão na bateria.

Agora vamos ver a potência perdida no cabo:
P = V * i
P = R * i^2

Para 20 A:
P = 0,00625 * 20^2
P = 0,00625 * 400
P = 2,5W

Para 111A:
P = 0,00625 * 111^2
P = 0,00625 * 12321
P = 77W

Note que a potência perdida no cabo através de calor é significante.

Imagine aquele mal contato com a bateria ou no porta-fusíveis ou no bloco de distribuição onde um pequeno ponto tem uma pequena resistência de 0,00625 Ohms, seria como ter aceso uma lâmpada de 77W que vocês sabem que é bem quente.

Com isso mostramos que a menor resistência no cabo, dissipa uma boa potência numa corrente elevada, é por isso que os cabos devem ser bem dimensionados afim de termos as menores perdas evitando também o aquecimento do próprio cabo.

Veja também nosso artigo que te ajuda a calcular a bitola do cabo de força.

Abaixo, o resultado de um mal contato no cabo ou no fusível.


Efeito do aquecimento no mal contato, fez plástico derreter e criar bolhas


oxidação denuncia mal contato


oxidação e fuligem


oxidação e fuligem no próprio fusível ajuda a causar aquecimento

Fotos: Abel Schneider

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