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Quadros, invólucros e térmica

Calculadora de aquecimento de terminais elétricos

Calcule a perda de potência no contacto, queda de tensão, energia térmica diária e uma estimativa opcional da elevação de temperatura a partir da corrente e resistência de contacto.

Equações terminais de aquecimento por contacto

A resistência de contacto cria queda de tensão e calor localizado. Como a corrente é elevada ao quadrado, pequenos aumentos de resistência tornam-se importantes com correntes elevadas.

Queda de tensão no contacto
Vcontact = I × Rc
Perda de potência no contacto
Pheat = I² × Rc
Estimativa da sensibilidade térmica
ΔT = Pheat × Rθ

em que:

Rc
Resistência de contacto medida ou estimada[Ω]
I
Corrente através da ligação[A]
Trigo
Perda elétrica localizada[W]
Rθ
Resistência térmica validada da ligação ao ambiente[K/W]
ΔT
Aumento estimado da temperatura[K]

Sem resistência térmica validada, a I²R estima com precisão a perda elétrica, mas não consegue por si só prever a temperatura terminal exata.

Como calcular o aquecimento terminal

Introduza a corrente e a resistência de ligação medida. A calculadora utiliza I²R para calcular a perda por contacto e IR para calcular a queda de tensão; em seguida, compara o resultado com uma referência em bom estado à mesma corrente.

  1. Medir a corrente sob carga estável.
  2. Medir ou estimar a resistência de contacto de forma consistente.
  3. Calcular queda de tensão e perda de I²R.
  4. Compare fases ou uma referência saudável.
  5. Validar a temperatura em condições reais.

Exemplo de contacto de alta corrente

A 200 A, uma ligação de 100 µΩ dissipa 4 W. Uma referência saudável de 25 µΩ dissipa 1 W, pelo que um aumento de resistência de quatro vezes produz quatro vezes mais calor para a mesma corrente.

P = 200² × 0,0001 = 4 W

V = 200 × 0,0001 = 20 mV

Resistência e fuga térmica

Ligações mecânicas soltas, cravação deficiente, óxido, contaminação e ciclos térmicos aumentam a resistência de contacto. O calor acelera a oxidação e a relaxação, o que pode aumentar ainda mais a resistência e originar um ciclo de deterioração progressiva.

Porque é que a temperatura exata é difícil de prever

A perda elétrica pode ser calculada por I²R, mas a temperatura depende também da massa do terminal, da dissipação térmica do condutor, do caudal de ar, da temperatura do invólucro, das fases adjacentes, do ciclo de serviço e da montagem. Utilize uma resistência térmica validada ou ensaios físicos para prever a temperatura.

Pressupostos

  • Resistência à corrente e ao contacto permanecem constantes
  • A resistência corresponde à resistência total medida da ligação
  • A resistência térmica é uma estimativa facultativa, não uma característica terminal testada

Avisos importantes

  • A temperatura calculada não é uma temperatura certificada do terminal; o aquecimento real depende da dissipação térmica do condutor, dos ciclos térmicos, do caudal de ar, do invólucro, da oxidação e do método de medição.
  • Terminais quentes, descolorados, soltos, arqueados ou danificados requerem inspeção qualificada desenergizada e ação corretiva.

Perguntas frequentes

Porque é que o aquecimento dos terminais aumenta tão rapidamente?

A potência é proporcional à corrente ao quadrado. A corrente dupla produz quatro vezes o calor na mesma resistência.

Pode uma pequena resistência importar?

Sim. Em centenas de amperes, dezenas ou centenas de micro-ohms podem criar vários watts numa pequena área de contacto.

Isto pode prever uma temperatura terminal exata?

Apenas se uma resistência térmica validada for conhecida pelo conjunto real. Caso contrário, o resultado da temperatura é uma estimativa de sensibilidade.