Redes, cabos e perda de tensão

Sabemos que muitas piscinas usam uma rede elétrica para conectar os refletores, por isso é preciso entender um pouco mais sobre o funcionamento de circuitos elétricos com tensões de 12v e quão importante é um dimensionamento correto dos cabos para trabalharmos nas condições ideais para o refletor.

Um cabo para uma rede de refletores mal dimensionado pode resultar em grande variação de intensidade luminosa dos refletores conectados nele ou até mesmo o não funcionamento dos mesmos.

Para evitar esse tipo de problema temos que entender um pouco mais sobre perda de tensão nos cabos e devemos lembrar que sempre estamos trabalhando com tensões muito pequenas (12v) e que qualquer perda de tensão é muito significativa.

Exemplificando uma perda de 1v em uma rede de 110v resulta em uma tensão final de 109v, o que representa menos de 1% de perda, o que é irrelevante. Já uma perda de 1v em uma rede 12v é equivalente a 8,33% de perda, tendo por tensão final 11v.

Certo. Porém como é calculada a perda de tensão de um cabo?

A equação para calcular a perda de tensão em cabos é bem complexa e contém muitas variáveis, como: material do cabo (cobre, alumínio, prata, ouro…), temperatura de operação do cabo, frequência de trabalho da rede, conexões/conectores, seção nominal do cabo, comprimento da rede, corrente da rede, tensão aplicada na rede…

Para simplificar esta equação, podemos assumir que algumas dessas variáveis, na maioria das vezes, vão permanecer constantes, como o material do cabo (cobre), temperatura, frequência, conectores. Desta forma chegamos a seguinte equação:

Perda de tensão (v) = corrente da rede (a) x resistência do cabo(Ω)

A corrente da rede é a variável que leva em conta o número de refletores x a corrente de cada refletor. (o refletor de 10w tem uma corrente aproximada de 0,83a, o de 20w 1,66a e o de 25w 2,08a).

A resistência do cabo é a variável composta pela resistência em ohms por metro de cabo. Essa resistência varia em função da seção nominal (mm²) do cabo. Quanto maior a seção nominal, menor será sua resistência. (o cabo de seção nominal de 0,5mm² tem um resistência aproximada de 0,039Ω/m, o de 1,5mm² 0,0133Ω/m, o de 2,5mm² 0,00798 Ω/m, o de 4mm² 0,00495Ω/m, etc.).

Desejamos colocar 10 refletores de 10w em uma rede que saindo da caixa de comando até o último refletor dela tem 30 metros de comprimento usando um cabo de 4mm².

Perda de tensão(v) = (10×0,83a) x (0,00495 Ω x 30m) perda de tensão(v) = 8,3a x 0,1485 Ω
Perda de tensão = 1,23255 v

Consideramos que uma perda de tensão aceitável para os refletores da cristal led inox é de até 10% da tensão de trabalho do refletor, sendo que os refletores da cristal led inox trabalham em uma tensão nominal de 12v, então a perda de tensão aceitável seria de 1,2v.

No exemplo acima, a perda de tensão está em 10,27%, sendo bem próxima dos 10% aceitáveis, então podemos dizer que a rede poderá ser feita com cabos de seção nominal de 4mm².

Vale lembrar que podemos trabalhar com cabos em paralelo para aumentar seção nominal da rede, diminuindo sua resistência e consequentemente diminuindo sua perda de tensão. Como a seção nominal é inversamente proporcional a resistência do cabo, multiplicando a seção nominal do cabo, você divide a sua resistência pelo mesmo valor.

Mm² ↑ Ω ↓ ou mm²↓ Ω↑

Desejamos colocar 15 refletores de 25w em uma rede que saindo da caixa de comando até o último refletor da rede tem 20 metros de comprimento usando dois cabos de 2,5mm² conectados em paralelo.

Perda de tensão(v) = (15×2,08a) x ((0,00798Ω / 2) x 20m) perda de tensão(v) = 31,2a x 0,0798 Ω
Perda de tensão = 2,48976 v

Com esta configuração de rede e cabos chegamos em uma perda de tensão de 2,48976v, o que representa 20,74% de perda de tensão. Neste caso a solução é mudar para um cabo de maior seção nominal.

Para que você não tenha que refazer estes cálculos sempre que for montar uma rede de refletores, desenvolvemos uma calculadora para simplicar sua vida.

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