Handmades

Para calcular o número de expiras que cabem em um carretel é preciso saber a área ocupada pelo fio. Porém vendo várias tabelas esse valor me parece confuso. Como posso encontrar a área exata ocupada pelo fio com isolamento?

https://saomarco.com.br/wp-content/uploads/2021/10/Catalogo-de-Produtos-Sao-Marco-2021.pdf

A melhor solução é medir o diâmetro do fio com micrômetro ou paquímetro.  Assim você calcula a área ocupada pelo fio e não pela secção transversal do fio.  Tome cuidado que o espaço ocupado pelo fio não é circular e você pode ter de considerar o valor quadrado do diâmetro ou hexagonal.
Além disso dependendo do nível de isolação e temperatura do esmalte pode variar a espessura da camada de esmalte. 

Eu li sobre os fios esmaltados e de acordo com as informações, há diferenças de acordo com o tipo de isolamento. Há os que são mais regulares, como o Poly-coated, e os mais irregulares como o Emanel-coated. E estou calculando a área quadrada tando do fio, quanto do carretel. Pelo fato do fio ser circular, creio que deva ocupar menos espaço do que o calculado, porém a diferença deve ser pequena.

Use os diâmetros externos que aparecem nas tabelas/catálogos dos fabricantes, como a do link que o A.Sim postou, mas considere que há tolerâncias de fabricação que quase nenhum fabricante divulga. Essas tolerâncias afetam a espessura da camada de verniz E o próprio diâmetro do fio.

Fieiras de trefilação se desgastam relativamente rápido e, como custam caro, é comum que as fábricas as usem por um tempo, mesmo após terem ficado mais abertas que o ideal, até o ponto em que o desperdício de cobre começa a não justificar a economia de ferramental. Isso joga o diâmetro para cima.

Também ocorre alongamento do fio durante o processo, nem sempre pode ser perfeitamente controlado, o que pode deixar o fio um pouco mais fino em alguns pontos (mas esse aspecto não deve ser motivo de preocupação se o produto vier de um fabricante sério, porque há limites normativos que serão atendidos).

E sim, a espessura e a uniformidade da camada isolante dependem do tipo de verniz, mas a tolerância dimensional do fio de cobre impacta muito mais.

Enfim, é bom deixar uma folga para evitar sustos. Eu sempre calculei o espaço fazendo de conta que o fio é um quadrado de lado igual ao diâmetro, ou seja, desprezando a acomodação do perfil circular. E mais um fator de cagaço de 5% para compensar enrolamento porco. Para hobby tudo bem, mas é claro que não é a solução mais adequada para aplicação profissional.

Pois bem, Finck, não levo em conta a acomodação do formato circular do fio por ser um fator pequeno, e é melhor deixá-la como uma pequena margem de segurança. Também estou ciente de que o enrolamento não fica perfeito, mesmo usando uma bobinadeira. Também me ocorreu de ter cuidado com o fabricante, mesmo assim esta parte de projetar o carretel não está fácil. Mesmo projetando um espaço de 99 milímetros quadrados, a conta não fecha.

Então.

Nós controlamos o diâmetro dos fios de todos os rolos que compramos. Eles sempre estão dentro das especificações do fabricante, ou seja, diâmetro do fio nu e do fio recoberto dentro da tolerância informada pelo fabricante. Nunca pegamos fio mais grosso do que o indicado nas tabelas.

Alexandre, você está em outro patamar. Você tem uma empresa, tem controle de qualidade, provavelmente/certamente homologa seus fornecedores. Mas a realidade do mercado varejista pode ser diferente. Muitas vezes, o pequeno usuário nem sabe qual é o fabricante daquilo que está comprando.

Qualquer forma, você mesmo disse que nunca pegou um fio com diâmetro acima da tolerância informada pelo fabricante. Ou seja, você afirma que uma tolerância existe. A grande questão é que nós, pobres mortais, não sabemos qual é essa tolerância. Quando se tem acesso apenas aos valores nominais, o que nos resta é aplicar um FC...

Jimi, perguntas sem objetivo de ofensa: você não está esquecendo de considerar as paredes do carretel? Não está colocando papel entre camadas? Não está pegando o diâmetro do fio sem a camada isolante? Enrolamento frouxo demais? Tem acesso a um micrômetro?

Como, não ? A tolerância no diâmetro está na tabela.

Na tabela desse fabricante, que é sério, sim. Mas e as "chinelagens" (como disse certa vez o Prof. A. Sim, que eu respeito e admiro)? Será que os fios vendidos naqueles famosos "e-market places" são tão bons?

Alexandre, até onde sei, você é o cara que mais entende de transformador nesse fórum. Estou certo de que você conhece manhas práticas sobre o assunto que não se encontram nos livros. Caso o problema não seja a tolerância do fio, se há alguém que pode ajudar o rapaz a enxergar o erro, é você...

Então.

Não sei o que o colega quer enrolar; ele não deu detalhes. Só pediu a tabela com o diâmetro dos fios.

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Quanto a fio esmaltado: é um produto tecnologicamente superior ao fio encapado comum, que pode ser fabricado em qualquer fundo de quintal ( é só ver no youtube... ). Se o fio esmaltado não é bom ele não vende, simples assim. Tanto que, no Brasil, há só três ( quatro ?  ) fabricantes de fio esmaltado: São Marco, Corfio, Condupasqua; talvez a sucessora da Pirelli ( PPA ? ) ainda fabrique. Não são empresas pequenas, ao contrário das trocentas fábricas de fio encapado, algumas inclusive encapando arame de aço cobreado. Os requisitos de qualidade para o fio esmaltado são muito superiores ao fio "de luz" comum; nenhum fabricante vai conseguir vender o seu produto ( nem os chineses... ) se ele não atender às normas. Imagina um fabricante de transformadores comprando um lote de rolos de fio esmaltado não-conforme, fora de bitola e com problemas na esmaltação...vai toda a produção fora !

Faz sentido. Fabricar fio esmaltado não é tarefa para qualquer um. Se a empresa não tiver equipamentos realmente dedicados, a falta de produtividade a enterra antes mesmo da falta de qualidade.

Quanto ao "fio encapado", é uma triste verdade também. O triste é que o surgimento das certificações compulsórias, ao invés de ajudar, atrapalharam. Hoje o consumidor acredita que "ter selo do Inmetro" é garantia de qualidade, ou seja, aos olhos dos leigos (ou nem tão leigos), um produto de primeiríssima linha está no mesmo nível do lixo. Ninguém se pergunta o porquê de um custar caro e o outro não. Sem falar nas certificações falsas...

Quando comecei esse projeto, imaginei que teria complicações, mas estão além do que eu esperava. Não tenho um micrômetro e provavelmente não comprarei até a próxima sexta. Meu paquímetro digital não é adequado para este trabalho. Fiquei impressionado com as variações na tabela postada pelo A.Sim, até por que as medidas estão bem diferentes das que vi em outras tabelas. Outro fator que me parece relevante é a variação de espessura no mesmo fio, como comentei anteriormente.

O problema é "não ter" selo do INMETRO. Com certeza, a certificação não é de graça, muito menos custa pouco obtê-la. Logo se descobre o porte de uma fábrica cujo produto não tem certificação.

Mais uma : fio é cobre + plástico; ambos têm preço internacional em dólar. Não há como dois fios de mesma bitola ( digamos assim.... ) ter preços muito diferentes. Aqui na vila as diferenças de uma loja para a outra é de centavos por metro de fio.

Eu estou imaginando, ou há planilhas que fazem parte desses cálculos de transformadores, incluindo número de espiras e bitola de acordo com a área do carretel?
Lembro de ter baixado uma anos atrás, mas não lembro se se aplicava a esse caso.

Temos esta tabela aqui, que é mais completa. Não lembro de onde veio, mas foi de uma fonte confiável.

Grau 1 é "capa simples" e grau 2 é "capa dupla", isolação reforçada.

(https://i.postimg.cc/cCPQ9K4S/Tabela-AWG-2.png) (https://postimg.cc/N279LjHJ)

Não são confiáveis

Obter a certificação é fácil, e não é visto como absurdamente caro (para os padrões de uma indústria de porte razoável,  que transforma ao menos 200 ton/mês,  o que é bem pouco, a Prysmian,  por exemplo, deve estar processando hoje umas 1500 ton/mês só em cabos para construção civil, e ela não é a maior desse segmento no Brasil).

Hoje, qualquer empresa de porte pequeno que deseja trabalhar nesse mercado sem ficar na pirataria consegue  obtê-la com pouco esforço. Acontece que uma vez que a certificação foi obtida, ninguém fica observando se a empresa anda na linha. Pouco antes da renovação, uma faxina na fábrica, um pequeno lote de produto conforme e a escolha de uma acreditadora com padrões baixos garante a continuidade. Sabe aquela expressão "para inglês ver"? Então...

E, como eu disse, para o consumidor, se o rolo de fio ou cabo tem o selo do Inmetro, está valendo. Acham que um produto primeira linha é mais caro "por causa da marca famosa".

Um quilograma de vergalhão de cobre hoje custa algo entre  R$56,00 e R$58,00, com impostos. Se você pesquisar preços e calcular a relação preço/massa de cobre, vai encontrar produtos com resultado abaixo de R$58,00/kg. Qual será a mágica que permite que um fabricante compre o cobre, o isolante, pague energia, salários, fretes, impostos, tenha lucro, acrescente a margem do revendedor e entregue ao consumidor um preço abaixo do custo da principal matéria prima? Ah, também tem rolo de 100m com 90m.

Só para constar, a incidência  no RS de picaretagens como a citada é uma das menores do país. No Nordeste e no interiozão, de uma forma geral, a coisa é feia.

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Jimi, o jeito que EU faria, como aprendi com meu saudoso professor Atsumi Miyao, falecido há muitos anos. O Prof. Miyao frisava que esse era o método para dar certo, não para ganhar dinheiro, devido ao FC (fator de cagaço) um pouco alto.

Pegue na tabela que o A.Sim postou o maior diâmetro que aparecer para a bitola do fio que você for usar. Acrescente 10% para compensar imprecisão do enrolamento (imprecisão,  não trabalho porco; o fator para trabalho porco deve ser uns 50% ou mais). Vamos chamar esse valor de "D".

Meça a largura interna do carretel (entre as flanges) e divida por D. Despreze os decimais, você terá o número de espiras por camada. Chamemos de E.

Agora, tire a medida interna do carretel,  entre o tambor e o LIMITE que você deseja para o enrolamento. Desconte a espessura dos eventuais separadores (não esqueça da sobreposição). Divida por D, despreze o decimal. Esse é o número máximo de camadas para seu enrolamento. Chamemos de C.

Multiplique E *C e você terá o número máximo de espiras que cabem no espaço. Se for maior do que você precisa, ótimo. Senão, você precisa de um carretel maior (e, obviamente, de um núcleo maior, já que as coisas são padronizadas).

Repita o processo com os demais enrolamentos, obviamente levando em conta o espaço já ocupado. Novamente, não esqueça de descontar a espessura dos separadores, dependendo da bitola do fio, esses carinhas ocupam o espaço de 2, 3 ou até mais camadas.

Que eu me lembre, não há problemas graves em usar um núcleo um pouco maior do que o calculado teoricamente, exceto pelo custo e eventuais problemas dimensionais. Não enrolei muitos transformadores na vida (os que fiz foram por hobby ou trabalho escolar), mas sempre preferi superdimensionar o núcleo e nunca tive problemas, nem em termos de desempenho, nem de confecção.

Mais para cima eu falei em separador e sobreposição, aquela "emenda", que vai ficar mais espessa. Procure fazer as sobreposições na parte do carretel que vai ficar "para fora", não na parte que vai encaixar na janela do núcleo. Pode ser que não fique tão bonito, mas é um pentelho a menos no caminho.

Para onde vai o cobre dos cabos e fios furtados dos postes, linhas de trem e muitos outros lugares por um bando de desgraçados que existem por aí ?

Uma questão que eu tenho é se no bobinamento, com a tração do fio, ele deve se esticar e consequentemente afinar um pouco.  Isso deve resultar em bitola mais fina do que a nominal na maioria das vezes.

Por incrível que pareça, a maior parte do cobre roubado vai parar em fabricantes de pigmentos. Embora hoje no Brasil a maior parte do cobre usada na indústria pesada de condutores tenha origem na reciclagem de sucata, esse é um segmento muito visado pela polícia.

Sobre o alongamento durante o processo de enrolamento, não creio que deva ser motivo de preocupação. É possível que ocorra em aplicações industriais, com máquinas, mas o fio é surpreendentemente elástico. Veja na tabela que o A.Sim postou, mesmo um fio 40AWG, que é bem fino, tem um alongamento à ruptura de 17%, ou seja, você precisaria aplicar tração suficiente para forçá-lo a esticar 17% em relação ao seu comprimento "em repouso" para que ele se rompa. Se bem me lembro, é preciso aplicar uma tração de uns 8kgf/mm2 para o fio começar a alongar (Alexandre, pode confirmar isso?). Mas se o alongamento não for muito alto e não houver calor envolvido, o fio retorna ao comprimento original.

O fio sempre alonga um pouco. É só um pouquinho, mas como são muitos metros em uma bobina, dá diferença. Duas bobinas feitas lado a lado "exatamente iguais" nunca têm exatamente a mesma resistência. Eliminamos todas as variáveis e chegamos à conclusão que são os desenroladores, que são diferentes e, por isso, nunca se consegue exatamente a mesma tensão no fio durante o enrolamento. Em todo o caso, a diferença é de décimos de %, se tanto.

Sim, há. Mas essas planilhas são proprietárias dos fabricantes de transformador, não estão disponíveis para download.

Aqui elas estão em uma máquina separada, sem conexão com a rede.

Dá muita raiva quando se é fabricante de alguma coisa, gasta-se tempo e energia para desenvolver uma ferramenta e,  algum tempo depois, vê-se cópias não autorizadas esparramadas pela rede.

O problema é "não ter" selo do INMETRO. Com certeza, a certificação não é de graça, muito menos custa pouco obtê-la. Logo se descobre o porte de uma fábrica cujo produto não tem certificação.

Mais uma : fio é cobre + plástico; ambos têm preço internacional em dólar. Não há como dois fios de mesma bitola ( digamos assim.... ) ter preços muito diferentes. Aqui na vila as diferenças de uma loja para a outra é de centavos por metro de fio.
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O problema para mim não é o preço do fio, mas variação da espessura. Principalmente por estar projetando captadores de alto ganho. o que exige muito cuidado para que o espaço no carretel seja suficiente.

 Vendo algumas informações que foram postadas sobre fabricantes de cabos e fios, lembrei de um post que havia visto ano passado em um dos grupos de eletricista que participo no Facebook.
 Consegui encontrar a print que tirei do post:
(https://i.ibb.co/HNbFcgc/fio.jpg) (https://ibb.co/3fjrxhx)

 ??? Estou boquiaberto com esse último post !  >>(:

Agora só falta você dizer que tinha selo do Inmetro. E lhe digo que tem coisas ainda mais criminosas por aí. Coisas que matam pessoas, literalmente.

 Quando fizeram esse post, eu lembro de algumas pessoas postando fotos de uma certa rua aqui no centro de São Paulo, com carro com rolos de fio sendo vendidos igual o pessoal vende pendrive/suporte de celular/carregadores nas calçadas... e claro que os rolos de fio estavam com valores consideravelmente mais baixos que os de marcas já conhecidas.
 Não me recordo onde li essa informação, mas li em algum lugar que os rolos de fios precisam ter várias certificações para poderem ser comercializados, porém como tudo 'funciona corretamente' no país o fabricante conseguia só algumas das certificações necessárias e coloca o produto no mercado com ajuda de alguns comerciantes que visam lucro, ou até que não tem conhecimento sobre existir várias certificações como eu mesmo, que não sabia sobre isso.
 Se existe realmente eu não tenho como afirmar então estou dando uma de papagaio em repetir o que li.

Na verdade, ALGUNS tipos de fios e cabos, fabricados de acordo com ALGUMAS normas brasileiras, tem certificação compulsória. Pelas regra, uma empresa não pode fabricar ou comercializar produtos de certificação compulsória no território nacional sem tê-la.

Cabinhos "para eletrônica" não estão nessa lista. Fios e cabos para instalações prediais estão (os rolos de fio/cabo 750V, conforme norma NM247).

Não tem muita coisa que impede alguém de vender produto para a mesma aplicação, mas fabricado de acordo (ou não tão de acordo) com outra norma. Um cabo para instalação predial fabricado conforme uma norma de Timbuctu, por exemplo. Imagine que em Timbuctu a norma permita usar ferro ao invés de cobre. Pronto, deu ruim com embasamento técnico. Mas muitos nem se dão ao trabalho, fazem chinelagem e fim de papo.

O Inmetro não tem gente para fiscalizar. Algumas entidades de classe (como o órgão Qualifio, braço do sindicato das indústrias de condutores) ajudam a fiscalizar, mas não podem tomar nenhuma ação de contenção, apenas avisar ao Inmetro, que põe o assunto na fila, não por má vontade, mas por falta de recursos.

Fink, não pretendo fazer transformadores, mas sim, captadores. Porém as dicas que você postou acima são bem interessantes.

Na verdade, o que eu escrevi tem mais a ver com fios e cabos isolados do que com fios esmaltados, estes parecem ser mais "sérios". Mas, como o assunto surgiu em algum momento, achei que valia a pena registrar a existência das picaretagens...

Pois é, mesmo que eu tenha projetado um espaço de 6x15 mm no carretel, ao calcular com a espessura máxima do fio, não fica espaço sequer para bobinas de baixo ganho.

Você deve estar usando fio muito grosso. E uma dica, uma vez eu acabei fazendo uma burrada enorme num single Fender "hot" de Tele. Já que estava perdido mesmo, desmontei o menino. Ele não tinha "carretel", o fio (finíssimo, acho que era 46 ou 48 AWG) era enrolado diretamente sobre os imãs (em forma de pinos). O "carretel" era só a parte de cima e de baixo, com os pinos colados nos furos, sustentando o conjunto.

Lembrando também que você pode aumentar a saída do captador usando imãs mais fortes, cerâmicos ou de neodímio (alguém aqui no fórum me falou há tempos sobre usar pequenos "botões" de neodimio aliados a pinos de aço.

Essa é a forma padrão que os single coils da Fender eram feitos. Um cuidado necessário é envernizar os pinos de AlNiCo depois de instalados nas placas do carretel, para evitar eventuais curtos no início da bobina.

Usar ímãs mais fortes é uma alternativa, mas cuidado com ímãs muito fortes, principalmente na posição braço, pois podem interferir negativamente na entonação, sustentação da nota e criar umas oscilações estranhas no som, especialmente nas cordas mais agudas.

São bobinas de um humbucker? Quals as especificações que está usando?

Então, a bobagem feita foi justamente a tentativa de deslizar os pinos para mudar a altura... O fio estava grudado neles e rompeu  )>|

Bom, ao menos aprendi algo no processo...

Verdade sobre os imãs excessivamente fortes. Eu tinha um captador que "puxava" as cordas para baixo...

Eu tenho feito algumas rebobinagens ultimamente, de captadores baratos, juntamente com a troca dos ímãs por pinos de AlNiCo (saem bem baratos em maior quantidade). Mas, tenho feito uma abordagem mais econômica, apenas aumentando o número de espiras até obter algo próximo de 6K. Fiz isso com uns captadores de uma Giannini, ficaram bem melhores.

Qual fio esta utilizando para o cálculo?

Parei para fazer umas continhas. Considerando fôrma com 6x15mm de perfil e fio 42AWG (diâmetro 0,076mm no Grau 1, um fio até que bem grosso para um captador), caberiam:
6/0,076=78
15/0,076=197
197 X 78 = 15366
15366 X 90% (fator de cagaço, FC) = 13829 espiras.

O comprimento médio da espira numa fôrma de captador deve ser algo próximo de 150mm (0,15m). Então:

0,15 X 13829 = 2074m de fio.

A tabela que A.Sim publicou indica resistência de 5,89949 ohms/m. Então:

2074 X 5,89949 = 12236 ohms.

O captador single mais estúpido em que pus minhas mãos tinha 13300 ohms. Chegamos perto disso (até passaria um pouquinho se não fosse pelo FC).

Posso estar errado, mas, para não estar conseguindo executar uma bobina de "saída alta", ou está sendo usado um fio grosso demais, ou o enrolamento está muito frouxo, ou as espiras estão excessivamente desorganizadas.

Porém, gostaria de lembrar que não é a resistência que define a saída do captador, mas o número de espiras (e a intensidade do campo magnético dos imãs, claro). A resistência ôhmica é uma consequência, não o objetivo.

Editando:

Acabei de ver que 42AWG é meio que o "padrão" para captadores. Então, desconsidere o comentário sobre o fio 42AWG ser "grosso" para a empreitada.  Captadores single de braço de Tele usam 43AWG (ele é menor que um single normal, por isso o fio tem que ser mais fino, ou não caberia na fôrma).

Para captadores padrão, é 42 ou 43 mesmo (os Burns trisonic, usados na Red special, usam 44, se não me engano). Bitolas mais grossas são mais usados em captadores de baixa impedância, mas aí se usa um transformador para aumentar a voltagem. Os alumitone, por exemplo, usam uma única espira para captar a vibração magnética das cordas.

1 espira ?  :o :o :o

Sim, uma espira, e um transformador com alta relação de espiras. Deve-se reduzir a resistência dessa espira para o mínimo que puder.

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(https://images.reverb.com/image/upload/s--_CT3bOLL--/a_exif,c_limit,e_unsharp_mask:80,f_auto,fl_progressive,g_south,h_620,q_90,w_620/v1465673672/rxthkxfyrzeuizrngx2a.jpg)

Nesse caso, a espira é a própria estrutura de alumínio do captador, daí esse corte peculiar, e o transformador fica logo abaixo, coberto com o espaguete termo retrátil.

De fato, eu fui pesquisar sobre esses carinhas. Vi um vídeo de um rapaz que fez um caseiro usando um pedaço de chapa de cobre e um trafinho comum. Pior que funcionou...

Eu vi esse vídeo já, o único problema dele é usar transformador de audio para isso. O transformador adequado para esse tipo de captador tem que ter uma única espira no primário, geralmente usinado no próprio material do captador, e algo entre 3000 e 6000 espiras no secundário.
Esse tipo de captador funciona levando ao extremo a lei da indução eletromagnética hehehe

Finck, minha conta não estava fechando. Ainda não tentei enrolar a bobina por conta disso. Posso ter errado na espessura do fio,