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Miguel Guevara
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Relacion Corriente - temperatura de un conductor simple

04 Feb 2013, 02:54

buenos dias:

Soy estudiante de electrotecnia y tengo que encontrar una relaciòn teorica y directa para la corriente que pasa por un conductor y la temperatura que esta causa. Desprecio toda transferencia de calor y efecto que causa el alza de resistencia por el alza de la misma temperatura. Inicialmente iguale el calor producido por la corriente al calor que produce el aumento de temperatura dependiendo del calor especifico. Llegue a una relacion pero al tabular los valores encuentro que para una corriente de 30 amperios y con un conductor de cobre de 5.26mm2 se iega al punto de fusion a unos cuantos minutos.

He revisado la formula muchas veces y no encuentro error, quisiera que alguien me asesore si es que no estoy considerando algun efecto.

Considero corriente constante, resistencia no afectada por temperatura y densidad constante.

Dejo el archivo con mi procedimiento
Adjuntos
relacion corriente temperatura.docx
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Tecnixo_Industrial
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Re: Relacion Corriente - temperatura de un conductor simple

04 Abr 2013, 22:30

Estimado Amigo, un conductor simple puede variar su T° dependiendo del amperaje que por el conductor circule.

Un conductor de 5.26 milimetros cuadrados, con una Intensidad de Corriente de 30 amperes, su t° es de 60°C hasta 3 conductores en ducto, en cable o directamente enterrados, solamente para los conductores de designacion TW o UF.

Esperando haberte ayudado, me despido.


 
Miguel Guevara
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Re: Relacion Corriente - temperatura de un conductor simple

05 Abr 2013, 20:58

Gracias por la respuesta, estoy consiente que dependiendo del amperaje en un conductor, este puede variar su temperatura. Mi duda es que sí, como ambos sabemos, un conductor de 5.26mm alcanza una corriente de 30A la temperatura se mantiene en 60° por todo el periodo que pase una corriente de 30A.... cuando lo que me dice la ley de Joule es que seguirá absorbiendo calor de la fuente por todo el tiempo que pasen esos 30A, es decir, esos 60° no se mantienen constante y aumentan en el tiempo. cuanto aumenta? como lo hace?


 
Tecnixo_Industrial
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Re: Relacion Corriente - temperatura de un conductor simple

05 Abr 2013, 21:38

Claro pero como tu bien dices se va a seguir absorbiendo calor mientras pase esa corriente de 30 amperes, pero esa xorriente no deja de pasar hasta que tu mismo la cortes, por ende como es la misma corrienteque pasa siempre por el conductor la t° sera constantes de 60°C como maximo ya que debes tener en cuentaqueel conductor no siempre esta activo y por ende su t° tambien disminuye cuando por el no circulan electrones ya que como tu bn sabes esa energia calorifica es producida por el choque de los electrones al momento de esros mismls desplazarse dentro del conductor activo


 
Miguel Guevara
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Re: Relacion Corriente - temperatura de un conductor simple

06 Abr 2013, 05:00

Ahí exactamente es donde yo discrepo, supongase un conductor que alimenta cualquier carga, por el conductor pasa una corriente de 30A y es de calibre 5.26mm, además, supongase que el operario no acciona ningun elemento desconector entre la caarga y la fuente, es decir, se mantiene en operacion la carga por tiempo indefinido. por el conductor pasaran los 30A por 1hora, 2, 6, 10, etc. Por ley de joule sabemos que se expedira calor por el conductor de forma proporcional al tiempo que pasa la corriente por el mismo y por calorimetria sabemos que ese calor se traduce en una variacion de temperatura (obviece el cambio de resistencia o resistividad del conductor por el incremento de la temperatura). Para mi es obvio que el conductor sufrira un aumento de temperatura, que aumentara con tiempo. Hablando en situaciones más reales, estoy seguro que cualquier carga común no estará conectada mas de 20 horas (sé que hay casos en el que si sucede esto) y quizas el incremento de temperatura es tan pequeño que se considera que la temperatura es constante. Quizas a las 2 horas de conectada la caarga la temperatura sea de 60,01° , quizas a las 15 horas sea 60,6 . Y es por esto que quise encontrar esa relación. Pero los resultados me salen inconsistentes con lo explicado anteriormente. Espero continue el debate respecto a esta idea. saludos!


 
Tecnixo_Industrial
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Re: Relacion Corriente - temperatura de un conductor simple

06 Abr 2013, 05:32

Estimado Amigo, esta muy bien tu pensamiento de eso no e cabe ninguna duda hacerca de tu razonamiento logico, pero con mucho respeto y humildad permiteme decirte que al parecer estas entendiendo o empleando de mala forma o de forma erronea o equivoca la antes mencionada "Ley de Joule", lo que esta ley nos indica es claramente que la temperatura aumentara proporcionalmente con el paso del tiempo pero lo que el alambre de 5,26 milimetros cuadrados por el cual circulan 30 amperes, nos indica que su temperatura maxima sera de 60°C, eso ya lo sabemos, pero aplicando la Ley de Joule, esto quiere decir que la temperatura aumentara paulatinamente desde que comienzan a circular los electrones por el conductor, osea desde que su temperatura se enuentra en 0°C hasta llegar a un maximo de 60°C lo cual es bastante improbable que llegue a su temperatura maxima, si esto no fuera asi y el conductor sobrepasara los 60°C en moños de conducotres de 9 alambres de 5,26 milimetros cuadrados quiere decir que su temperatura se elevara a 540°C? Obiamente que no por eso se toma como referencia los 60°C como maximo para conductres de desigancion TW o UF.

Esperando haberte ayudado en tu consulta, me despido, y si deseas algun tipo de ayuda adicional, te dejo mi correo electronico: cruchagamontt@gmail.com


 
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Re: Relacion Corriente - temperatura de un conductor simple

06 Abr 2013, 22:50

Miguel.
Para comprar el problema, vamos a pensar en lo siguiente.
Una gota de lluvia, de 2 gramos, que cae desde una altura de 300m a una velocidad de 76,72 m/s., ( se despreciara la resistencia del aire)] esta desarrollara una energia cinetica de 5,88 J. lo que equivaldria a soltar una piedra de 1Kg desde una altura de 0,6 m. La pregunta es, por que una gota de lluvia no crea el mismo efecto si la velocidad = raiz( 2 x g x h) (m/s) y la Ec = m x V^2 / 2. (J).?
Por que existe un elemento que es el aire, creando una resistencia al paso de la gota, reduciendo su velocidad de caida, a mayor densidad, mayor resistencia, a mayor altitud menor densidad.
Pues bien, de la misma forma en la tabla de conductores, es espcificada la temperatura ambiente, para conductores aereos ademas especifican velocidad del viento, y en el caso de ser enterrados la resistividad termica del terreno.
Concluyendo, todo conductor tiene una superficie de contacto externo, existiendo una interaccion de control de temperatura por medio del aire o medio circundante, por lo tanto la temperatura superficial es menor que la interior del conductor, aqui viene un fenomeno de corriente superficial en corrientes altenas, pero este es otro tema.
Bueno espero esta explicacion sea la esperada.
Carlos Alberto - Brasil


Companeros, los invito asistir mis videos referente a Electricidad, Electronica, Mecanica, Fisica y Ramas Afines, de igual forma a inscribirse en mi canal de youtube.
https://www.youtube.com/user/fisicoperuano/playlists
Carlos Alberto - SP Brasil
 
Miguel Guevara
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Re: Relacion Corriente - temperatura de un conductor simple

06 Abr 2013, 23:57

Estimado amigo, como opinion personal pienso que el efecto distinto se debe a la diferencia de la cantidad de movimiento a la hora dle impacto (estoy seguro que existe resistencia del aire pero a una densidad de 1,2 kg/m3 es muy pequeña) al caer la roca tiene 3,43 m/s y pesa 1kg, eso quiere decir que su cantidad de movimiento es de 3,43 N.s mientras que la de la gota de lluvia al viajar a 76,72m/s y a una masa de 0,002Kg obtiene 0,153 N.s . Por segunda ley de newton sabemos que el cambio de cantidad de movimiento esta relacionado con la fuerza de impacto y el tiempo que el impacto dura (asumiremos que la cantidad de movimiento final es 0) ademas, el impacto de una gota de lluvia tiene un tiempo mayor de ejecucion, pues es mas viscosa que una roca, tiende a esparcirse. Estas 2 razones hacen que la fuerza de impacto de una gota de lluvia en una superficie sea mucho menor a la de una roca y por ende menos peligrosa. Sin embargo , comprendo el punto que quería resaltar. Mi pregunta es mas que nada teórica... estoy suponiendo 0 corrientes de aire y solo un ambiente inicial de 20°C. Es un escenario ideal que cuenta con un conductor de calibre cualquiera por el que pasa una corriente cualquiera, ¿como varia la temperatura del mismo respecto a la corriente que pasa?. Muchas gracias por el interes!!


 
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muyperezoso

Re: Relacion Corriente - temperatura de un conductor simple

07 Abr 2013, 01:01

creo que el procedimiento que usas no es el correcto. no tienes en cuenta la longitud del cable. creo que deberias relacionar intensidad con caida de tension ysegun las maximas que soporta cada cable segun conducto(lo deladisipacion de calor que te comenta electricistaat). podrias saber la temperatura estimada del cable.