Dimensionamento dei cavi elettrici: il metodo tabellare

I cavi elettrici posti in un circuito vanno dimensionati in maniera tale che, in condizioni di normale funzionamento, le cadute di tensione siano sempre contenute (entro pochi punti percentuali dalla tensione di alimentazione), onde garantire che al carico sia applicata una tensione che si discosti di poco da quella nominale. Per il dimensionamento dei cavi esiste un metodo, detto appunto tabellare, che applica le tabelle CEI-UNEL.

La teoria

Il calcolo della sezione di un cavo elettrico si effettua principalmente a partire dalla formula R = r * (L/S) dove R è la resistenza totale del cavo, r è la resistività specifica del materiale di cui è composto il cavo, S è l'area (in mm quadrati) della sezione del cavo e L è la sua lunghezza (in metri). In questa formula, sosituendo a R (per la legge di Ohm) la quantità V/I (V è la differenzia di potenziale e I è l'intensità di corrente) si ha che S = r * L * I / V cioè la sezione del cavo risulta direttamente proporzionale alla resistività, alla lunghezza dello stesso cavo e all'intensità di corrente, e inversamente proporzionale alla differenza di potenziale agli estremi del cavo (caduta di tensione). Poiché però i cavi vengono forniti di dimensioni standard (1, 1,5, 2,5, 4, 6 mm quadrati, ecc.) si sceglierà il cavo disponibile di dimensioni appena superiori a quelle calcolate. Ulteriori elementi necessari al calcolo, nel caso che tratteremo in seguito, sono la potenza P dell'apparecchiatura che deve essere alimentata e il fattore di potenza cosϕ. Per evitare la tediosità dei calcoli, CEI-UNEL fornisce delle tabelle per il calcolo dei cavi che semplificano notevolmente il lavoro.

Un esempio pratico

Si supponga di dover alimentare con un cavo trifase una macchina elettrica all'interno di un'officina, con le seguenti caratteristiche: - P = 10 kW
- cosϕ = 0,8
- V = 380 V
- L = 25 m L'intensità di corrente vale allora I = P / (1,732 * V * cosϕ) = 19 A Dalla tabella CEI-UNEL 35024, si ricava che sarebbe sufficiente un cavo di sezione 2,5 mm quadrati, ma conviene in questo caso sceglierne uno di 4 mm quadrati, per non sollecitare lo stesso cavo alla portata massima consentita e perché si potrebbe superare il limite della caduta di tensione ammissibile (il 4%).