Cabos de Força

Por: Fernando Cuzziol, sócio da Screamer Amplificadores

Nas próximas três edições vou demonstrar tecnicamente como se faz um bom dimensionamento de cabos. Nesta edição, CABOS DE FORÇA. Na próxima, CABOS DE ALTO FALANTE e na seqüência CABOS DE AUDIO (RCA).

CABOS DE FORÇA

Muitos instaladores sabem que é necessário dimensionar os cabos de força, mas geralmente não sabem o motivo. Para essa demonstração não tem como ser pouco técnico, pois tudo envolve uma ciência exata chamada matemática. Mas tentarei ser o mais claro possível, porém existem alguns termos técnicos que não tenho como fugir, mas em outra oportunidade farei uma matéria somente sobre os TERMOS TÉCNICOS. Precisamos para essa matéria somente ter idéia do que é tensão, corrente, potencia e resistência.

Considerações do amplificador:

O amplificador utilizado como exemplo é de 800W RMS, classe de operação AB e eficiência de 60% .

Essa eficiência nos diz que o amplificador foi projetado para fornecer 100% de potencia, mas devido a sua classe de operação, fornece somente 60% em áudio, o restante é dissipado em calor, mas para efeito de calculo devemos considerar as duas potencias; áudio e dissipada.

Para se calcular a potência consumida pelo amplificador utilizamos a regra de três:

800W = 60%
x W = 100%

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

333 W RMS é a potencia consumida pelo amplificador.

A corrente consumida quando o amplificador está fornecendo os 800W sonoros é:

Matematicamente:
P = V * I
I = P / V
I = 1333 W / 12V
I = 111 Ampères

Não é possível construir um cabo com 100% de cobre, principalmente pelo custo, para reduzir se faz o uso de impurezas, e essas impurezas dão ao cabo uma certa resistência elétrica.

Seguindo o exemplo, tenho em mãos as especificações de um cabo de má qualidade. Vejamos porque.

Cabo de 13 mm2 que tem resistência de 1,27 ohms por kilometro.

Como estamos utilizando um pedaço de 5 metros, vamos calcular a resistência nesse pedaço de cabo.

1,27 ohms = 1000 metros
x ohms = 5 metros

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

Sabemos que num pedaço de 5 metros de cabo 13 mm2 a resistência do cabo é de 0,00635 ohms. O numero parece pequeno, mas vamos saber do que ele é capaz.

Vamos calcular a tensão que chega nos terminais do amplificador.

V(amp) = V(bat) – V(cabo)

Tensão no amplificador é igual a tensão da bateria menos a tensão perdida no cabo.

Tensão é igual a resistência multiplicado pela corrente:
V = R * I

Onde: R – resistência do cabo
I – corrente que passa pelo cabo.

Vamos supor que numa musica, a corrente consumida pelo amplificador varie de 20A a 111A , a variação da tensão no amplificador fica:

V(amp) = V(bat) – V(cabo)
V(amp) = V(bat) – R * I
V(amp) = 12 – 0,00635 * 20
V(amp) = 11,873 V
Variação = 12 / 11,873
Variação = 1,06%

V(amp) = 12 – 0,00635 * 111
V(amp) = 11,295 V
Variação = 12 / 11,295
Variação = 6,24%

Com isso concluímos que a tensão no amplificador varia de 1,06% a 6,24% da tensão da bateria.

Agora vamos ver a potencia perdida no cabo.

Formula 1 => V = R * I
Formula 2 => P = V * I
Substituindo 1 em 2.
P = (R * I) * I

Para 20A:
P = (0,00635 * 20) * 20
P = 2,54W

Para 111A:
P = (0,00635 * 111) * 111
P = 78,23W

A potencia perdida no cabo gera calor, isso significa que na potencia máxima do nosso exemplo, o cabo dissipa 78,23W em calor.

Agora sabem o porque eu já havia dito que o cabo era de má qualidade. Quanto menor for a resistência do cabo por unidade de kilometro, menor será sua perda.

Agora imagine se o mau contato do conector da bateria e dos fusíveis fornecerem uma resistência igual o maior que 0,00635 ohms essa resistência será somada as perdas do cabo.

Concluindo, quando for dimensionar os cabos de força, lembre-se de verificar as especificações e procedência dos mesmos.