Espessura do fio com isolamento

[Jimi]

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?

[A.Sim]

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

[xformer]

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. 

[Jimi]

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.

[Finck]

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.

[Jimi]

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.

[A.Sim]

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.

[Finck]

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?

[A.Sim]

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

[Finck]

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...

[A.Sim]

Então.

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

[Finck]

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...

[Jimi]

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.

[A.Sim]

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...

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.

[darkislanio]

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.