La nostra calcolatrice online aiuta elettricisti, ingegneri e appassionati di fai-da-te a selezionare il calibro del cavo appropriato per qualsiasi progetto elettrico. Inserisci i parametri del circuito per ottenere le dimensioni dei cavi consigliate che soddisfano i requisiti del codice elettrico riducendo al minimo la caduta di tensione e la perdita di potenza.
Inserisci la corrente massima (ampere) che il tuo circuito trasporterà
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Visualizza la sezione del cavo consigliata e l'analisi della caduta di tensione
La dimensione del cavo è determinata dalla portata (capacità di trasporto di corrente) e dalla caduta di tensione accettabile. Il NEC raccomanda una caduta di tensione massima del 3% per i circuiti derivati e del 5% totale per alimentatori e derivati combinati.
Voltage Drop = (2 × L × I × R) / 1000
Dimensiona sempre il cavo sia per i requisiti di portata che per quelli di caduta di tensione
Usa il cavo di dimensioni maggiori se i calcoli di portata e caduta di tensione differiscono
Il rame ha una migliore conducibilità, ma l'alluminio è più leggero ed economico per tratti lunghi
Riduci la portata per cavi raggruppati o temperature ambiente elevate
Il codice NEC consente una caduta di tensione massima del 3% per i circuiti derivati
Per lunghe distanze, valuta di aumentare la sezione del cavo per ridurre la perdita di potenza
Rispetta sempre le normative elettriche locali e i requisiti per i permessi
La selezione del calibro del cavo corretto è una delle decisioni più critiche nell'installazione elettrica: un cavo sottodimensionato si surriscalda, rischia incendi e viola il National Electrical Code (NEC), mentre un cavo sovradimensionato spreca rame e aumenta i costi dei materiali. Il sistema American Wire Gauge (AWG), utilizzato in tutto il Nord America, assegna numeri più piccoli a diametri di cavo maggiori: 14 AWG (diametro di 1,628 mm) è classificato per circuiti da 15 ampere, 12 AWG per 20 ampere, 10 AWG per 30 ampere e 8 AWG per 40-50 ampere a temperature nominali standard di isolamento a 75°C secondo la Tabella NEC 310.16. Il dimensionamento del cavo deve tenere conto di tre fattori: portata (capacità di trasporto di corrente), caduta di tensione sulla distanza e declassamento per temperatura ambiente. L'Articolo NEC 210 limita la caduta di tensione al 3% sui circuiti derivati e al 5% totale dall'ingresso di servizio alla presa più lontana. Per un circuito da 20 ampere e 120 volt lungo 100 piedi, un cavo da 12 AWG produce una caduta di tensione di circa il 3,2% — al limite dell'accettabile — mentre l'aggiornamento a 10 AWG la riduce a circa il 2%. I percorsi lunghi per edifici esterni, pompe per pozzi e colonnine di ricarica per veicoli elettrici richiedono frequentemente l'aumento di uno o due calibri oltre la portata minima per rimanere entro i limiti di caduta di tensione. Il fattore di riempimento dei tubi protettivi, il raggruppamento e i fattori di carico continuo (che richiedono il 125% della portata per carichi che funzionano per oltre 3 ore) influenzano ulteriormente la selezione finale della dimensione del cavo.
Un corretto dimensionamento dei cavi garantisce sicurezza ed efficienza.
I cavi sottodimensionati possono surriscaldarsi, mentre quelli sovradimensionati sprecano denaro.
Considera sia la portata che la caduta di tensione.
Dimensioni comuni:
L'alluminio richiede 1-2 misure in più rispetto al rame per la stessa portata.
Per calcolare la dimensione del cavo, è necessario soddisfare due requisiti indipendenti e scegliere il risultato maggiore.
Primo, il dimensionamento per portata: il conduttore deve trasportare la corrente di carico continuamente senza surriscaldarsi, utilizzando la Tabella NEC 310.16 (o IEC 60364 in Europa).
Secondo, il dimensionamento per la caduta di tensione con la formula Vdrop = (2 × L × I × R) / 1000, dove L è la lunghezza a senso unico in metri, I è la corrente in ampere e R è la resistenza del conduttore in Ω/km. Il fattore 2 tiene conto del percorso di corrente di andata e ritorno nei circuiti monofase; i circuiti trifase utilizzano invece un fattore √3 (≈1,732).
Seleziona sempre il calibro che soddisfa il criterio che richiede il conduttore più pesante, secondo le convenzioni di progettazione IEEE e IEC.
La dimensione del cavo è espressa in due modi. In Nord America la scala American Wire Gauge (AWG) è adimensionale e inversa — un numero più basso indica un conduttore più spesso — mentre la maggior parte del mondo utilizza l'area della sezione trasversale in millimetri quadrati (mm²), un'unità derivata dal SI definita dal BIPM.
La corrente (portata) è misurata in ampere (A), l'unità di base SI per la corrente elettrica secondo il NIST. La resistenza del conduttore è data in ohm (Ω) o, per i cavi, in ohm per chilometro (Ω/km).
La caduta di tensione è misurata in volt (V) e spesso riportata come percentuale della tensione di sistema. La perdita di potenza appare in watt (W).
Per riferimento, 12 AWG ≈ 3,3 mm² e 10 AWG ≈ 5,3 mm², seguendo le dimensioni preferite IEC 60228.
L'AWG si converte nell'area della sezione trasversale attraverso il diametro del cavo. Il diametro in millimetri è d = 0,127 × 92^((36 − n)/39), dove n è il numero AWG; l'area è quindi A = π(d/2)².
Ad esempio, 12 AWG dà un diametro di circa 2,05 mm e un'area vicina a 3,31 mm². Poiché i passaggi AWG sono geometrici, ogni diminuzione di 3 calibri raddoppia circa l'area, e una diminuzione di 6 calibri raddoppia il diametro.
In pratica, gli ingegneri arrotondano il valore calcolato alla dimensione standard IEC 60228 più vicina (1,5, 2,5, 4, 6, 10, 16 mm² e oltre). L'Encyclopaedia Britannica rileva che il sistema AWG risale al 1857, standardizzando i rapporti dei fili trafilati utilizzati ancora oggi.
La caduta di tensione aumenta linearmente sia con la corrente che con la lunghezza del conduttore, quindi i percorsi lunghi sono il motivo principale per aumentare la dimensione del cavo oltre il calibro di portata minima. Poiché la resistenza è fissa per unità di lunghezza, raddoppiare la distanza raddoppia la caduta.
Il NEC raccomanda (sebbene non lo imponga) un massimo del 3% di caduta sui circuiti derivati e del 5% combinato per alimentatori più derivati, e HyperPhysics (Georgia State University) spiega che questo segue semplicemente la legge di ohm, V = IR — la stessa relazione che la nostra calcolatrice matematica applica per risolvere qualsiasi valore mancante di tensione, corrente o resistenza.
Un carico di 20 A accettabile su 12 AWG a 15 m può superare il 3% a 60 m, costringendo a un aggiornamento a 10 o 8 AWG. Questo è il motivo per cui gli edifici esterni, le pompe per pozzi e i caricabatterie per veicoli elettrici su alimentatori lunghi spesso necessitano di conduttori di uno o due calibri più grandi di quanto suggerirebbe la sola tabella della portata.
Consideriamo un carico monofase di 20 A a 240 V che corre per 30 metri a senso unico in rame con un limite di caduta di tensione del 3%.
Utilizzando rame da 10 AWG (circa 5,3 mm²), la calcolatrice restituisce una caduta di tensione di circa 3,93 V, che è circa l'1,64% di 240 V — ben all'interno dell'obiettivo del 3%. La potenza resistiva persa nel conduttore è di circa 78,7 W.
Poiché il rame da 10 AWG è classificato vicino a una portata di 30 A secondo le colonne NEC a 75°C, supera comodamente anche il requisito di portata. Se avessimo scelto 12 AWG, la maggiore resistenza aumenterebbe sia la caduta di tensione che il riscaldamento I²R, quindi il conduttore più grande da 10 AWG è la scelta corretta per questa lunghezza di percorso.
Il dimensionamento dei cavi riguarda l'ambito residenziale, commerciale e industriale.
In ogni caso l'obiettivo è lo stesso: portata di corrente sicura, caduta di tensione accettabile e selezione del conduttore conforme alle normative.
La portata pubblicata presuppone condizioni ideali, pertanto le installazioni reali devono applicare un declassamento.
Quando più di tre conduttori attivi condividono una canalina, la Tabella NEC 310.15(C)(1) riduce la portata ammissibile (ad esempio, da 4 a 6 conduttori vengono declassati all'80%). Anche una temperatura ambiente elevata riduce la portata perché il conduttore ha un margine termico inferiore prima di raggiungere la temperatura nominale dell'isolante.
I carichi continui — quelli che assorbono corrente per tre ore o più — devono essere dimensionati al 125% del carico, il che significa che il conduttore e l'interruttore caricano solo l'80% della loro capacità nominale. Anche il tipo di isolamento è importante: il THHN con classificazione a 90°C tollera più calore rispetto al THW a 60°C.
Ignorare questi fattori è una delle cause principali del surriscaldamento dei cavi, quindi applicate sempre un declassamento prima di definire la sezione.
Il rame e l'alluminio bilanciano conducibilità, costo e peso.
Il rame ha una resistività inferiore (circa 1,68 × 10⁻⁸ Ω·m secondo il NIST) e quindi trasporta più corrente per unità di area, risultando la scelta predefinita per i circuiti di diramazione.
La resistività dell'alluminio è circa 1,6 volte superiore, quindi i conduttori in alluminio devono essere di una o due misure AWG più grandi per la stessa portata, ma l'alluminio è molto più leggero ed economico, motivo per cui i servizi di pubblica utilità e i cavi di alimentazione d'ingresso lo preferiscono. Il moderno cablaggio in alluminio è sicuro se installato con terminali omologati AL e un composto antiossidante per prevenire guasti di connessione.
Impostate il materiale nella calcolatrice matematica in base al vostro conduttore, poiché il valore di resistenza che determina la caduta di tensione differisce notevolmente tra i due metalli.
Il dimensionamento dei cavi elettrici presenta diversi errori comuni da evitare:
Verificate sempre incrociando i dati con le tabelle NEC o IEC e le normative locali prima dell'acquisto.
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