Guía rápida para determinar el tamaño de los cables

Uno de los factores más críticos en el diseño de una fuente de alimentación para cableado es garantizar el calibre correcto de los cables que suministran energía a cada componente. Los errores en el calibre de los cables pueden tener consecuencias catastróficas, como sobrecalentamiento, fallas en el aislamiento e incluso riesgo de incendio.

Para evitar estos problemas, es fundamental asegurarse de que cada cable pueda soportar la corriente que consume el dispositivo al que alimenta sin sobrecalentarse. El sobrecalentamiento puede provocar que el aislamiento se derrita, lo que aumenta el riesgo de incendio. El primer paso es calcular la corriente que consumirá cada componente alimentado. Esto se puede hacer utilizando la Ley de Ohm o la ecuación de potencia, según la información disponible. Una vez que conocemos la corriente, podemos determinar el calibre adecuado del cable.

Normalmente, se utiliza el cable más delgado que pueda soportar la corriente de forma segura. Este método minimiza el costo, el peso y el volumen del cableado. Sin embargo, la situación se complica cuando un solo cable de alimentación se conecta a varios componentes. Por ejemplo, un solo cable podría alimentar todos los inyectores de combustible de un automóvil. En este caso, el tramo de cable anterior al empalme debe ser más grueso que los cables que se ramifican hacia los inyectores individuales, ya que transporta la corriente para todos ellos.

Estándares de dimensionamiento de cables

Aunque HPA tiene su sede en Nueva Zelanda, país que utiliza el sistema métrico, solemos recurrir a proveedores estadounidenses que trabajan con sistemas imperiales como el AWG. Conociendo bien qué determina el calibre de un cable, ya sea grande o pequeño, el sistema que se utilice no importa realmente, siempre y cuando reciba el material correcto al realizar su pedido al proveedor de cableado para deportes de motor que haya elegido.

• AWG = Calibre de cable estadounidense
  • Común en Norteamérica.
  • Número menor = cable más grueso.
  • Ejemplo: El cable de 12 AWG es físicamente más grueso que el de 20 AWG.
• Dimensionamiento de cables métricos
  • Utiliza el área del conductor en mm² .
  • Es común en Nueva Zelanda, Australia, Europa y en el automovilismo en general.
  • Ejemplo: 0,5 mm², 1,0 mm², 2,5 mm².
  • Describe directamente el tamaño del conductor en lugar de ser una escala.
• CMA - Miles circulares
  • Sistema de medición imperial basado en áreas.
  • Se utiliza principalmente en especificaciones de cables industriales o técnicos.
  • A veces se utiliza en relación con un terminal de conector.
• SWG = Calibre de alambre estándar
  • Antiguo sistema de vías británico.
  • No es lo mismo que AWG.
  • Ya no es común, pero vale la pena saber que existe.

Para facilitar la elección del calibre del cable, hemos incluido una hoja de cálculo (imagen superior) que muestra los diferentes calibres de cable en el sistema de medidas estadounidense (AWG) y su capacidad de carga actual. También incluye equivalencias métricas, ya que la documentación del fabricante de equipo original (OEM), especialmente para vehículos japoneses, suele utilizar unidades métricas.

Todo esto es lo que consideramos conocimiento esencial para cualquier persona interesada en el cableado automotriz, y como tal, se trata con mayor detalle en el curso de Fundamentos de Cableado HPA con acceso de por vida.

Reglas generales para el dimensionamiento de cables

Si bien es esencial calcular el consumo de corriente de cada componente, para los arneses de cableado de autos de calle modificados que utilizan cable TXL, aquí hay algunas reglas generales comunes:

• Bobinas de encendido: cable de calibre 18 AWG para las conexiones de alimentación y tierra.
• Inyectores de combustible: cable de 22 AWG.
• Sensores e interruptores: cable de 22 AWG para alimentación, tierra y señal.
• Cargas de alta corriente (por ejemplo, bombas de combustible, ventiladores de refrigeración): cable de 14 AWG.

Si bien estos valores constituyen un buen punto de partida, siempre verifique que el cableado tenga el tamaño adecuado para su configuración específica.

¿Qué hay del cableado PDM?

Al establecer límites de corriente para los canales de salida de la Unidad de Gestión de Energía (PMU) o del Módulo de Distribución de Energía (PDM), es fundamental dimensionar los cables para que soporten una corriente mayor que la que soportarían en nuestras aplicaciones de cableado con fusibles tradicionales. Al establecer el límite de corriente por encima del consumo de corriente operativo previsto (tema tratado en el curso de Instalación y Configuración del PDM ), garantizamos que la limitación de corriente no interfiera con el funcionamiento normal del dispositivo.

Por ejemplo, si tiene un ventilador termostático que consume 12 amperios en funcionamiento normal, podría conectarlo al canal de salida de la PMU mediante dos cables M22759 de 20 AWG en paralelo. Esta configuración simplifica la construcción del arnés y la selección de conectores. Luego, configuraría el límite de corriente de la PMU en aproximadamente el 150 % del consumo normal, es decir, 18 amperios en este caso. Esto garantiza que el límite de corriente no se active durante el funcionamiento normal, pero sí en caso de un mal funcionamiento, como un ventilador atascado o un cortocircuito a tierra.

Si el ventilador experimenta un consumo de corriente sostenido ligeramente inferior a 18 amperios, los cables no se calentarán lo suficiente como para ser peligrosos. Sin embargo, si la corriente supera el límite debido a una falla, la unidad de gestión de energía (PMU) desconectará el circuito antes de que pueda provocar un incendio.

Una pauta para establecer los límites de corriente es el 150 % del consumo previsto del dispositivo o la corriente nominal del cable, lo que sea menor. Sin embargo, entran en juego otros factores, como la proximidad del cable a fuentes de calor externas, como un sistema de escape caliente. El calor reduce la capacidad de manejo de corriente de los cables, por lo que, en los casos en que el cable opere cerca de su límite y esté expuesto al calor externo, puede ser necesario aumentar su calibre. Esto ayuda a prevenir el sobrecalentamiento y permite establecer el límite de corriente de la PMU de forma segura por encima de la corriente de funcionamiento.

Conclusión

El calibre correcto de los cables es fundamental en el diseño de cualquier fuente de alimentación con arnés de cableado. Un calibre insuficiente de los cables puede provocar un sobrecalentamiento peligroso y posibles incendios. Calcule siempre el consumo de corriente de cada componente y seleccione el calibre de cable adecuado para garantizar la seguridad y la eficiencia, además de ahorrar tiempo y dinero al evitar duplicar el trabajo.

Si desea aprender más sobre el cableado para aplicaciones automotrices, con especial énfasis en el cableado para deportes de motor, inscríbase en el Curso de Fundamentos de Cableado para comenzar con buen pie y en el camino correcto.