Fórmulas de Fios e cabos
As fórmulas de fios e cabos relacionam a bitola do condutor com a resistência, a capacidade de corrente e a queda de tensão ao longo da distância. Estas calculadoras ajudam-no a escolher fio que conduz a corrente em segurança sem perdas excessivas. São vitais para a cablagem de potência e os longos percursos de cabo.
Calculadoras de Fórmulas de Fios e cabos
- Resistência do Fio R = ρ × L / A Resistivity (Ω·m) 1 × 10⁻⁹ Ω·m, Length 1 mm, Cross-Section Area 0.1 mm² → Resistance = 0.01 mΩ
- AWG para Área de Secção Transversal A = 0.012668 × 92^((36−AWG)/19.5) Wire Gauge (AWG) 0.025 → A = 53.17
- Queda de Tensão no Cabo Vdrop = 2 × I × R/m × L Current 2 mA, Resistance per meter (Ω/m) 1 × 10⁻⁴ Ω/m, One-Way Length 1 mm → Voltage Drop = 0.4 nV
- Comprimento Máximo do Cabo L = Vdrop / (2 × I × R/m) Max Voltage Drop 0.33 V, Load Current 2 mA, Resistance per meter (Ω/m) 1 × 10⁻⁴ Ω/m → Max One-Way Length = 825 km
- Resistência CA por Efeito Pelicular Rac = Rdc × (1 + (d/(2δ))²) DC Resistance 0.1 mΩ, Wire Diameter 0.1 mm, Skin Depth 0.22 mm → Rac = 0.1052 mΩ
- Impedância de Cabo Coaxial Z0 = (138/√εr) × log10(D/d) Characteristic Impedance 1 Ω, Dielectric Constant εr 0.025, Inner Conductor OD 0.22 mm → Outer Conductor ID = 0.2206 mm
- Resistência de Contacto de Conector Rc = ρ / (π × a) Resistivity (Ω·m) 0.025 Ω·m, Contact Spot Radius 1 µm → Contact Resistance = 7.958 kΩ
- Eficácia da Blindagem de Cabo SE = 20 × log10(1 + 2πfµσt²) Frequency 100 kHz, Permeability (H/m) 0.025 H/m, Conductivity (S/m) 0.055 S/m, Shield Thickness 0.1 mm → SE = 7.5 × 10⁻⁵ dB
- Estimativa de Ampacidade de Fio AWG I_max ≈ 10^((40 − AWG)/15) Wire Gauge (AWG) 0.025 → I_max ≈ 10^((40 − AWG)/15) = 462.4
- Perda de Cabo Coaxial α ≈ R / (2 × Z0) dB/m Resistance per Meter 0.055, Characteristic Impedance 1 Ω → Loss per Meter = 0.0275
- Comprimento Elétrico vs Físico do Coaxial l_elec = l_phys × VF Physical Length 2.2 mm, Velocity Factor 2.5 % → Electrical Length = 0.055 mm
Resultado resolvido para cada fórmula de Fios e cabos
| Fórmula | Expressão | Resultado resolvido |
|---|---|---|
| Resistência do Fio | R = ρ × L / A | Resistivity (Ω·m) 1 × 10⁻⁹ Ω·m, Length 1 mm, Cross-Section Area 0.1 mm² → Resistance = 0.01 mΩ |
| AWG para Área de Secção Transversal | A = 0.012668 × 92^((36−AWG)/19.5) | Wire Gauge (AWG) 0.025 → A = 53.17 |
| Queda de Tensão no Cabo | Vdrop = 2 × I × R/m × L | Current 2 mA, Resistance per meter (Ω/m) 1 × 10⁻⁴ Ω/m, One-Way Length 1 mm → Voltage Drop = 0.4 nV |
| Comprimento Máximo do Cabo | L = Vdrop / (2 × I × R/m) | Max Voltage Drop 0.33 V, Load Current 2 mA, Resistance per meter (Ω/m) 1 × 10⁻⁴ Ω/m → Max One-Way Length = 825 km |
| Resistência CA por Efeito Pelicular | Rac = Rdc × (1 + (d/(2δ))²) | DC Resistance 0.1 mΩ, Wire Diameter 0.1 mm, Skin Depth 0.22 mm → Rac = 0.1052 mΩ |
| Impedância de Cabo Coaxial | Z0 = (138/√εr) × log10(D/d) | Characteristic Impedance 1 Ω, Dielectric Constant εr 0.025, Inner Conductor OD 0.22 mm → Outer Conductor ID = 0.2206 mm |
| Resistência de Contacto de Conector | Rc = ρ / (π × a) | Resistivity (Ω·m) 0.025 Ω·m, Contact Spot Radius 1 µm → Contact Resistance = 7.958 kΩ |
| Eficácia da Blindagem de Cabo | SE = 20 × log10(1 + 2πfµσt²) | Frequency 100 kHz, Permeability (H/m) 0.025 H/m, Conductivity (S/m) 0.055 S/m, Shield Thickness 0.1 mm → SE = 7.5 × 10⁻⁵ dB |
| Estimativa de Ampacidade de Fio AWG | I_max ≈ 10^((40 − AWG)/15) | Wire Gauge (AWG) 0.025 → I_max ≈ 10^((40 − AWG)/15) = 462.4 |
| Perda de Cabo Coaxial | α ≈ R / (2 × Z0) dB/m | Resistance per Meter 0.055, Characteristic Impedance 1 Ω → Loss per Meter = 0.0275 |
| Comprimento Elétrico vs Físico do Coaxial | l_elec = l_phys × VF | Physical Length 2.2 mm, Velocity Factor 2.5 % → Electrical Length = 0.055 mm |
Variáveis usadas nas fórmulas de Fios e cabos
- R — Resistência do fio (Ω)
- ρ — Resistividade do material do condutor (Ω·m)
- L — Comprimento do fio (m)
- A — Área da secção transversal (m²)
- AWG — Número de calibre americano de fios (inteiro, menor = mais grosso)
- Vdrop — Queda de tensão total de ida e volta (V)
- I — Corrente de carga (A)
- Vdrop_max — Queda de tensão máxima aceitável (V)
- R_per_m — Resistência do fio por metro (Ω/m)
- Rac — Resistência CA à frequência de operação (Ω)
- Rdc — Resistência CC do condutor (Ω)
- d — Diâmetro do fio (m)
- δ — Profundidade de penetração à frequência de operação (m)
- Z0 — Impedância característica (Ω)
- εr — Constante dielétrica relativa do material isolante
- D — Diâmetro interno do condutor exterior (blindagem) (mm)
- Rc — Resistência de constrição num ponto de contacto (Ω)
- a — Raio efetivo do ponto de contacto (m)
- SE — Eficácia da blindagem (dB)
- f — Frequência (Hz)
- µ — Permeabilidade do material da blindagem (H/m)
- σ — Condutividade do material da blindagem (S/m)
- t — Espessura da blindagem (m)
- α — Coeficiente de atenuação (dB/m, aproximado)
- Z₀ — Impedância característica do cabo (Ω)
- l_electrical — Comprimento equivalente no espaço livre (m)
- l_physical — Comprimento real do cabo (m)
- VF — Fator de velocidade (0 a 1, adimensional)
Perguntas frequentes sobre Fios e cabos
- Maximum length calculator — Comprimento Máximo do Cabo
- Resistance skin effect — Resistência CA por Efeito Pelicular
- Skin effect resistance equation — Resistência CA por Efeito Pelicular
- Calcul attenuation cable coaxial — Impedância de Cabo Coaxial
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