Calculando a carga atual para um comutador?


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Este comutador SPST está rotulado na caixa como "Classificado 10A em 125VAC ou 6A em 250VAC".

Existe um cálculo quanto à amperagem que ele manipulará a 12V DC?

insira a descrição da imagem aqui

(atualização) Como JYelton aponta, uma suposição ingênua seria que a capacidade do comutador seria uma função simples do fluxo de corrente, implicando que o comutador suportaria 100A ou mais. Por que não é esse o caso?


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Se a lei de Ohm declara que P = I * E, com base nas classificações existentes, ela é classificada entre 1250 e 1500 watts. Usando isso, pode-se supor que ele possa operar entre 104 e 125 amperes a 12 volts! Eu acho que uma boa resposta deve explicar por que não.
JYelton

@JYelton você está longe! Leia a resposta de Anindo Ghosh sobre o porquê. Se o switch tivesse uma classificação CC para 12vDc, teria sido 10A. E eu não me sentiria seguro acima de 9A.
Garrett Fogerlie

@Garret, JYelton está apontando qual seria a suposição ingênua e apontando que uma boa resposta mostrará claramente por que essa suposição ingênua está incorreta.
Mark Harrison

@JYelton A potência nominal calculada é aplicável a uma carga, não a potência dissipada no comutador. O calor real gerado no comutador deve ser uma função da corrente que flui através do comutador e a resistência efetiva dos contatos mais qualquer óxido ou outra formação resistiva relacionada ao envelhecimento nos contatos. A CC envelhece pior que a CA devido a um tipo de efeito de "galvanização" que se inverte a cada meio ciclo.
Anindo Ghosh

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@ Garret O que Mark disse; Eu não conhecia os cálculos, mas queria acrescentar à pergunta de Mark que não se pode apenas tentar aplicar algum tipo de potência para recalcular.
perfil completo de JYelton

Respostas:


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Para errar no lado da segurança, leia as especificações assim:

Classificado para permitir até 10A em até 125VAC ou até 6A em até 250VAC. Na verdade, não classificado para DC, então você está por sua conta .

Em outras palavras, se houver alguma opção, opte por um comutador com classificação CC, para que você saiba que está dentro dos parâmetros classificados. Se, no entanto, isso não for uma opção, continue lendo ...

Alguns dos fatores que afetam a classificação de contato do comutador:

  1. Tensão na qual a quebra do contato não causará arco / picada inaceitável
  2. Tensão na qual o isolamento fornecido pela caixa do interruptor começa a ficar inseguro
  3. Corrente na qual os contatos não superaquecerão o suficiente para derreter ou danificar o alojamento
  4. Tensão CA ou CC: os sinais CA são mais fáceis de quebrar, ou seja, menos contato ou formação de arco, pois a diferença de potencial cai para zero duas vezes por ciclo.

Portanto, quando usado para CC, prefiro assumir 10% da tensão CA nominal mais alta, mantendo a corrente nominal igual à corrente nominal mais baixa para as especificações CA.

Para esse interruptor em particular, 6 Amperes a 12,5 Volts DC não desencadeariam um ataque de paranóia.


Para abordar a atualização da pergunta:

O calor gerado dentro do comutador é uma função da corrente que flui através dele, e a soma de sua resistência de contato e de qualquer outra resistência (junções de solda, acúmulo de óxido etc. ). O cálculo da potência P = V x Iem função da classificação de tensão do comutador é inválido, pois essa tensão não é vista nos contatos do comutador (exceto momentaneamente durante a realização / interrupção do contato).

Uma base melhor computação seria P = I ^ 2 x R .

Como a energia dissipada para uma dada corrente através de uma dada resistência é igual para duas correntes de valor RMS igual, e a tensão CA é tipicamente expressa como seu valor RMS, o calor gerado no comutador seria igual para casos CA e CC nos mesmos atual.

No entanto, a resistência do contato durante a vida útil esperada de um comutador aumentará, mais ainda para a CC do que para a CA: os contatos tendem a mostrar um efeito semelhante à galvanoplastia / sputtering de metal, à medida que a eletricidade flui através deles. Com a CA, esse efeito de galvanoplastia é revertido a cada meio ciclo; portanto, a deterioração ao longo do tempo é menor do que para a CC, onde um dos contatos cria um depósito.

Outros fatores que aumentam a resistência de contato, como oxidação, efeitos relacionados à umidade e contaminantes aéreos, são nominalmente iguais nos casos de CA e CC - Na verdade, o CA também reduz marginalmente esses efeitos.

Um último fator a ter em mente: a formação de plasma durante a ruptura do contato pode causar efeitos semelhantes à "soldagem por pontos" para unir os contatos fechados (em curto); isso é mais prevalente em DC, uma vez que a CA possui essas duas passagens de zero por ciclo que quebram o arco.

Para referência, veja um exemplo das classificações de um comutador ... Arcolectric 1350 High Inrush Rocker Switch

Exemplo de classificações de um comutador

http://www.arcolectric.com/pdfs/catalogue/pages/P028-031%7C1550+1350-High-Inrush-Switches.pdf

Isso pode ajudar a escolher a opção correta para o seu aplicativo. (o "hp" refere-se a cavalos de potência para um interruptor de motor)


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A resposta de Anindo Ghosh de ~ 6A @ 12v está no local! Mas eu só queria acrescentar, não confie em coisas de qualidade de radio shack para serem classificadas corretamente !!! (Trabalhei lá quando era adolescente, estou muito familiarizado com essas coisas, etc.) esteja no lado seguro o máximo possível!

Se esse comutador tivesse classificação CC, provavelmente receberia 10Amp a 12vDc. E talvez ele possa lidar com segurança no máximo com 9Amps ( NÃO RISQUE TENTAR FALAR COM 6 )

Um exemplo de classificações horríveis, etc. Pesquisei no Google radioshack relay, isso é da folha de dados aprovada para o primeiro relé que surgiu !

Classificações de rádio de barraca são péssimas, classificação de relé

Observe como a capacidade de contato declara:

60 A Resistice de 14 VCC.

e Max comutando os estados atuais:

120 A 14 VCC.

O relé real (eu não procurei, mas tenho certeza de que é um relé automotivo destinado a DC, geralmente classificado entre 40 ~ 60aDc (e eles não duram muitos ciclos se usados ​​para ~> 20 ampères).


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Há uma enorme diferença entre as classificações de corrente CA e CC. O tipo de carga faz uma grande diferença.

Se você está trocando uma carga resistiva, é simples. No entanto, se a carga for capacitiva ou indutiva, pode ser muito agressiva.

Observe também para CC o número de operações em uma carga indutiva é reduzido (está ok uma ou duas vezes por dia durante 8 anos).

Para referência, aqui está um trecho da folha de dados de relés da Panasonic . (Os mesmos dados estão disponíveis para comutadores):

Classificações de contato de relé

@Anindo Ghosh, fique à vontade para adicionar isso à resposta, se ela contribuir como exemplo citado, não acho que tenho o direito de alterar o seu, pois ainda sou um noob.


Bem-vindo ao EE @ SE (engenharia elétrica da Stack Exchange) Obrigado por contribuir! No entanto, sua declaração " Se você alternar uma carga resistiva é simples. No entanto, se a carga for capacitiva ou indutiva, pode ser muito agressiva " . Precisa de muitos esclarecimentos e detalhes. E a folha de dados e a peça que você postou não é o que o OP estava perguntando. Provavelmente, isso acabará sendo votado e removido (eu teria, exceto pelo fato de você ser novo.) Um voto negativo é intimidador quando você é novo, mas todos os recebem e é assim que o site permanece útil para todos.
Garrett Fogerlie

@Spoon Para acréscimos valiosos e relevantes às respostas, sempre é possível propor uma edição - desde que isso não mude a natureza da resposta original. Os revisores podem então decidir se a alteração deve ser aceita ou rejeitada. É isso que torna este site o que é.
Anindo Ghosh

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Para confundir ainda mais o problema, com a CA você usa o RMS (root mean square) para calcular a corrente e a tensão, com ênfase na média ou na média, para que a corrente suba mais que a classificação, sugerindo que um comutador 10A, pelo menos momentaneamente, estará se comportando mais como 12-13 A às vezes, mas tem um período de resfriamento para onde cai para 0 e depois inverte a direção. com base nesse fato, eu diria que você deve tentar permanecer igual ou inferior à metade da classificação, pois a CC não tem tempo de resfriamento, pois não possui ciclos como CA. Na verdade, me deparei com isso procurando isso devido a uma troca momentânea de um deslizamento em um campista com uma classificação de 15a a 125v e eu queria ter certeza de que ele trataria cerca de 5A em um solenóide que estaria substituindo os relés executados anteriormente ( As bobinas de relé de 12 v puxam talvez 10% do que uma bobina solenóide fará.)

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