12.3: Ampacidad del conductor

Principalmente por razones de seguridad, ciertas normas para el cableado eléctrico se han establecido dentro de los Estados Unidos, y se especifican en el Código Eléctrico Nacional (NEC). Las tablas típicas de ampacidad de alambre NEC mostrarán corrientes máximas permitidas para diferentes tamaños y aplicaciones de alambre. Aunque el punto de fusión del cobre teóricamente impone un límite a la ampacidad del alambre, los materiales comúnmente empleados para aislar conductores se funden a temperaturas muy por debajo del punto de fusión del cobre, por lo que las clasificaciones prácticas de ampacidad se basan en los límites térmicos del aislamiento. La caída de voltaje como resultado de una resistencia excesiva del cable también es un factor en el dimensionamiento de los conductores para su uso en circuitos, pero esta consideración se evalúa mejor a través de medios más complejos (que cubriremos en este capítulo). Por ejemplo, se muestra una tabla derivada de un listado de NEC:

Observe las diferencias sustanciales de ampacidad entre cables del mismo tamaño con diferentes tipos de aislamiento. Esto se debe, nuevamente, a los límites térmicos (60 ^o, 75 ^o, 90 ^o) de cada tipo de material aislante.

Estas clasificaciones de ampacidad se dan para conductores de cobre en “aire libre” (máxima circulación de aire típica), a diferencia de los cables colocados en conductos o bandejas de alambre. Como notará, la tabla no especifica las ampacidades para tamaños de cable pequeños. Esto se debe a que el NEC se preocupa principalmente por el cableado de alimentación (corrientes grandes, cables grandes) en lugar de con cables comunes al trabajo electrónico de baja corriente.

Hay significado en las secuencias de letras utilizadas para identificar los tipos de conductores, y estas letras generalmente se refieren a las propiedades de la (s) capa (s) aislante (s) del conductor. Algunas de estas letras simbolizan propiedades individuales del cable mientras que otras son simplemente abreviaturas. Por ejemplo, la letra “T” por sí misma significa “termoplástico” como material aislante, como en “TW” o “THHN”. Sin embargo, la combinación de tres letras “MTW” es una abreviatura de Alambre para Máquina Herramienta, un tipo de cable cuyo aislamiento está hecho para ser flexible para su uso en máquinas que experimentan un movimiento o vibración significativos.

Por lo tanto, un conductor “THWN” tiene aislamiento T hermoplástico, es H comer resistente a 75 ^o Celsius, está clasificado para condiciones W et, y viene con una cubierta exterior N ylon.

Los códigos de letras como estos solo se usan para cables de uso general como los que se usan en hogares y negocios. Para aplicaciones de alta potencia y/o condiciones de servicio severas, la complejidad de la tecnología de conductores desafía la clasificación de acuerdo con algunos códigos de letras. Los conductores aéreos de línea eléctrica suelen ser de metal desnudo, suspendidos de torres por soportes de vidrio, porcelana o cerámica conocidos como aisladores. Aun así, la construcción real del cable para soportar las fuerzas físicas tanto la carga estática (peso muerto) como la dinámica (viento) puede ser compleja, con múltiples capas y diferentes tipos de metales enrollados juntos para formar un solo conductor. Los conductores de energía subterráneos grandes a veces están aislados por papel, luego encerrados en una tubería de acero llena de nitrógeno presurizado o aceite para evitar la intrusión de agua. Dichos conductores requieren equipo de soporte para mantener la presión del fluido en toda la tubería.

Otros materiales aislantes encuentran uso en aplicaciones a pequeña escala. Por ejemplo, el cable de pequeño diámetro utilizado para hacer electroimanes (bobinas que producen un campo magnético a partir del flujo de electrones) a menudo están aislados con una fina capa de esmalte. El esmalte es un excelente material aislante y es muy delgado, permitiendo que muchas “vueltas” de alambre se enrollen en un espacio pequeño.

Revisar

• La resistencia del cable crea calor en los circuitos operativos. Este calor es un peligro potencial de ignición por incendio.
• Los alambres flacos tienen una corriente permisible menor (“ampacidad”) que los alambres gruesos, debido a su mayor resistencia por unidad de longitud y, en consecuencia, mayor generación de calor por unidad de corriente.
• El Código Eléctrico Nacional (NEC) especifica las ampacidades para el cableado de energía en función de la temperatura de aislamiento permisible y la aplicación del cable.