Il filo da dodici gauge e i circuiti da venti ampere si abbinano così bene che le domande sorgono generalmente da una fonte diversa. Può darsi che l'installatore abbia un pezzo di 12/3 avanzato da un progetto di cablaggio precedente o forse il fornitore ha solo cavi 12/3 in magazzino. La domanda sorge se la presenza di un conduttore extra abbia conseguenze per il cablaggio domestico. La risposta sembra semplice ma solleva alcune questioni di codice che influenzano l'uso dei fili, comprese le limitazioni dei conduttori piccoli nel National Electrical Code, il modo in cui il filo da dodici gauge può trasportare venti ampere prima che sorgano problemi di caduta di tensione, quali vantaggi può offrire un conduttore aggiuntivo e cosa può accadere se un conduttore risulta sottodimensionato. La seguente guida discute tutti questi aspetti così come i requisiti di installazione per le prese.
Risposta breve: Infatti, il filo di rame 12/3 è adatto per un circuito di presa da 20 A e corrisponde alla dimensione minima di filo richiesta nel National Electrical Code (NEC) menzionata nell'Articolo 240.4(D). Il “3” indica che il cavo ha tre fili isolati, cioè nero, rosso e bianco, più un filo di messa a terra nudo. Pertanto, hai bisogno solo di un filo nero e di un filo bianco in un circuito da 20 A, con il rosso lasciato inutilizzato o utilizzato in un circuito secondario. Si prevede che un filo 12/3 costi 15-30% più del 12/2, e l'altro filo influisce sui calcoli di riempimento della scatola. Per quanto riguarda la caduta di tensione, il 12 AWG funziona bene a 20 A fino a circa 40-50 piedi. Dopo circa 75 piedi, la caduta di tensione supererà 3% specificato dal NEC per i circuiti, e dovrebbe essere utilizzato il 10 AWG.
Il metodo di denominazione dei cavi elettrici è semplice poiché richiede solo due cifre, entrambe significative.
La prima cifra indica il calibro del filo utilizzando il Sistema Americano di Calibro dei Fili. Ad esempio; un calibro di filo di 12 AWG è un filo di rame largo 2,05 mm. La seconda cifra indica quanti conduttori ci sono nel filo. Nell'esempio del nome del filo 12/3 significa che ci sono tre conduttori isolati in totale. Nel caso del cavo 12/3 NM-B i tre conduttori sono nero, rosso e bianco isolati. C'è anche il quarto filo che è il filo nudo.
Pertanto, 12/3 non è un prodotto unico; piuttosto rappresenta un semplice cavo di dodici gauge. Quindi il tipo di cavo di 12/2 nel suo significato e nelle sue qualità. In America i colori dei cavi determinano il loro ruolo; i cavi neri e rossi sono i cavi sotto pressione elettrica, il cavo bianco è il cavo che non trasmette corrente, mentre quello nudo è utilizzato per collegare tutti i dispositivi in un circuito richiesto. Le convenzioni che si applicano ai dispositivi che questi conduttori alimentano sono trattate nella nostra panoramica di diversi tipi di interruttori utilizzati nelle installazioni elettriche, e la stessa logica si applica al cablaggio delle prese.
Nella situazione di creare il circuito per un dispositivo elettrico standard da 20 A deve esserci un cavo attivo, un cavo neutro e il cavo di terra efficace nudo. Pertanto, può essere applicato un cavo 12/2 e il quarto non è affatto necessario; tuttavia, sorge la domanda se il cavo in eccesso possa influenzare il funzionamento del cavo.
Le linee guida sono concise e chiare.
Limitazioni di sovracorrente per piccoli conduttori. L'articolo 240.4(D) del National Electric Code (NEC) limita la protezione da sovracorrente per piccoli conduttori, limitando l'uso di 14 AWG a 15 ampere, 12 AWG a 20 ampere e 10 AWG a 30 ampere. Pertanto, a causa della limitata capacità di dissipare calore durante le sue operazioni, 12 AWG diventa il cavo raccomandato per circuiti da 20 A mentre 14 AWG non può svolgere questo ruolo, anche se è praticamente in grado di farlo.
Ampacità. Quando si considera l'ampacità, è fondamentale considerare il tipo di conduttore così come la classificazione della temperatura dell'isolamento e le condizioni di installazione. Per quanto riguarda il rame 12 AWG, si può fare affidamento sul valore di 20 A specificato in associazione con 60°C e sul valore di 25 A associato a 75°C. Il cavo NM-B è comunemente considerato in riferimento alla classificazione di 60°C, il che significa che 20 A è esattamente il valore necessario, senza alcun margine di sicurezza extra. Tuttavia, se la temperatura ambiente è troppo alta o i conduttori sono raggruppati, la riduzione inizierà a influenzare l'ampacità pratica.
Conduttori non in uso. Nulla vieta l'utilizzo di conduttori non utilizzati. L'unico requisito è che tali conduttori siano terminati in modo sicuro, evitando cortocircuiti.
Riempimento della scatola. In termini di riempimento della scatola, qui è dove la necessità di un conduttore extra può effettivamente comportare alcuni costi. Secondo l'articolo 314.16 del National Electric Code (NEC), deve essere considerata la somma di tutti i conduttori. Quando si incorpora un quarto conduttore isolato in un cavo, è necessario verificare che la scatola possa accoglierlo.
Un conduttore che non è in uso può essere utilizzato bene se pianificato con attenzione, come spiegato qui sotto.
| Opzione | Come funziona | Requisiti e avvertenze |
|---|---|---|
| Termina e lascialo | Termina il conduttore rosso con un connettore a entrambe le estremità e contrassegnalo come non utilizzato | Completamente conforme; conteggialo per il riempimento della scatola; lascialo abbastanza lungo da identificarlo in seguito |
| Circuito di derivazione multiwire | Nero e rosso forniscono due circuiti separati che condividono il singolo neutro bianco | Richiede i due conduttori non messi a terra su fasi opposte e la disconnessione simultanea di tutti i conduttori al pannello, tipicamente tramite un interruttore a due poli o un collegamento approvato; le disposizioni GFCI e AFCI necessitano di attenzione |
| Due prese, un cavo | Alimenta la prima presa sul nero, collegala in serie a una seconda posizione sul rosso, o dividi una presa duplex | Consentito dove la scatola e la valutazione del dispositivo lo permettono; una duplex divisa richiede un tab di rottura e, in alcune configurazioni, un interruttore a due poli |
| Commutazione a tre vie o multi-luogo | Usa il nero e il rosso come conduttori viaggiatori tra gli interruttori | Un uso legittimo del 12/3, anche se il circuito è un circuito di illuminazione piuttosto che un circuito di presa |
| Circuito a 240 V | Nero e rosso come i due conduttori non messi a terra, terra per sicurezza, bianco cappucciato | Non può servire una presa standard a 120 V; necessita di un dispositivo a 240 V o di un carico a 240 V |
Esaminiamo da vicino il circuito multi-filo perché è la ragione dietro l'acquisto del cavo 12/3. È un errore molto tipico, quindi vale la pena considerarlo con attenzione. Quando due circuiti condividono lo stesso filo neutro, la corrente attraverso quel filo equalizza i due circuiti invece di sommarli, il che funziona solo quando i fili provengono da due fasi diverse. È importante fare questo correttamente perché altrimenti il filo neutro dovrà trasportare la corrente totale di entrambi i circuiti, quindi la legge richiede che in tali casi il circuito venga disconnesso dall'alimentazione immediatamente, e l'uso di un interruttore a due poli è la prassi comune in tali casi. Nel caso in cui il circuito multi-filo fornisca energia a apparecchiature che dovrebbero fare affidamento su interruttori GFCI, diventa molto più complesso e infatti, molti elettricisti scelgono di non utilizzare quel tipo di circuito in cucine e bagni.
L'ampacità indica se il filo si surriscalderà, mentre la caduta di tensione determina se l'apparecchiatura all'altra estremità funziona correttamente.
Secondo il NEC, la caduta di tensione in un circuito di derivazione non dovrebbe superare 3%, mentre la caduta di tensione totale dal punto di servizio al punto di utilizzo non dovrebbe superare 5%. Il NEC quindi consente alcune variazioni da questi valori nel codice residenziale, ma essi esistono comunque.
La ragione dei valori sopra è che le apparecchiature si comportano male a causa di tensioni basse. A tensioni basse, i motori funzionano a temperature elevate, l'elettronica si resetta e i carichi resistivi non funzionano come previsto.
Il filo di rame di dodicesimo calibro ha una resistenza di circa 1,93 ohm per 1.000 piedi alla temperatura di esercizio. In un circuito a 120 volt, la caduta di tensione totale quando trasporta 20 ampere è calcolata come presentato di seguito.
| Distanza unidirezionale | Caduta di tensione approssimativa a 20 A | Percentuale di 120 V | Valutazione |
|---|---|---|---|
| 25 piedi | 9 V | 1.6% | Confortevole |
| 40 piedi | 1 V | 2.6% | All'interno della raccomandazione 3% |
| 50 piedi | 9 V | 3.2% | Leggermente oltre la raccomandazione |
| 75 piedi | 8 V | 4.8% | Troppo; passare a 10 AWG |
| 100 piedi | 7 V | 6.4% | Chiaramente inadatto |
In un'ottica pratica, i cavi 12 AWG possono gestire fino a circa 40-50 piedi e 10 AWG è adatto per lunghezze di circa 75 piedi o più. Poiché i circuiti residenziali hanno molte prese che rientrano in questa distanza, la combinazione è considerata standard. Le distanze nei casi di circuiti collegati al garage staccato o ad altri edifici devono essere calcolate.
Ci sono due fattori coinvolti nella diminuzione del numero. Il primo è che in un circuito che raramente assorbe i 20 ampere completi, c'è una minore caduta. Tuttavia, progettare su questa assunzione non ti dà alcun margine per eventuali errori. L'altro fattore riguarda la derating dei conduttori e la caduta causata dalla temperatura di fondo del filo o se l'involucro ha troppi fili all'interno.
Fallire in un modo noto, i conduttori sottodimensionati in un circuito da 20 A contribuiscono a far rispettare l'insistenza rigorosa del codice sul filo 14 AWG.
L'errore comune è installare un fusibile più grande per evitare attivazioni indesiderate. Tuttavia, può essere pericoloso perché nel caso di utilizzare un filo 12 SWG con un circuito da 20 A collegato a un circuito con fusibile da 30 A, il filo sarà in grado di surriscaldarsi, e ciò avverrà senza attivare l'interruttore automatico.
| Cavo | Usarlo per un circuito di presa da 20 A? | Quando sceglierlo |
|---|---|---|
| 14/2 | NO | Circuiti da 15 A solo; vietato su un circuito da 20 A secondo NEC 240.4(D) |
| 12/2 | Sì — la scelta standard | Circuiti di prese ordinarie da 20 A; più economici, più facili da tirare, meno riempimento della scatola |
| 12/3 | SÌ | Quando hai bisogno di un secondo conduttore non collegato a terra: circuiti a più fili, carichi a 240 V, o conduttori viaggiatori |
| 10/2 | Sì — sovradimensionato | Lunghe tratte in cui la caduta di tensione supera 3%, o derating ad alta temperatura |
| 10/3 | Sì — sovradimensionato | Circuiti a 240 V a lunga distanza, o circuiti a 30 A |
Un circuito di presa di base da 20 A richiede probabilmente una dimensione di filo 12/2. Anche se potresti usare 12/3, questo è in realtà superfluo poiché normalmente non si utilizza il terzo conduttore. Se hai del 12/3 avanzato, usarlo non aumenta i costi in linea di principio a parte un po' di riempimento della scatola aggiuntivo e un po' di lavoro extra per farlo passare attraverso la struttura.
Quando si tratta di lavorare con filo da 12 AWG, nota che il filo è generalmente più rigido rispetto al 14 AWG, così come si piega più rigidamente, portando alla complicazione dell'installazione.
La sequenza qui sotto presuppone un circuito di presa convenzionale a catena con il cavo utilizzato in modo 12/2. L'isolamento sicuro e la verifica vengono prima di tutto, e la tecnica generale — incluso come identificare i conduttori quando i colori sono non convenzionali — è trattata nella nostra guida a sostituire un interruttore della luce, che segue la stessa disciplina.
Il circuito è conforme solo se il dispositivo e la protezione coincidono con il conduttore.
Capacità della presa. Un circuito da 20 A può avere una presa da 15 A in uso. Questo può sorprendere alcune persone, ma la presa da 15 A è adatta per trasferire 20 A ai dispositivi che dipendono da essa, rendendola quindi ammissibile per un circuito da 20 A. Al contrario, una presa da 20 A non dovrebbe essere montata su un circuito da 15 A poiché quest'ultimo non è in grado di fornire la potenza del dispositivo. Per la maggior parte delle abitazioni, la differenza sarà visibile nello stile della faccia, che è il modo in cui appare la presa e in una certa qualità del dispositivo, che è migliore nella maggior parte dei casi.
Dove le prese vengono specificate per un progetto piuttosto che sostituite una alla volta, i criteri di selezione si estendono al materiale di contatto, al design dei terminali e alla certificazione — la stessa disciplina stabilita nella nostra guida a scegliere un produttore di interruttori e prese elettriche.
La capacità è l'altra metà di quella decisione. I circuiti delle prese moderne supportano sempre più di lampade e aspirapolvere, e il profilo di carico dei dispositivi collegati a esse sta cambiando, come discusso nel nostro articolo su prese a muro USB e ricarica rapida. Pianificare il circuito per quella realtà non costa nulla nella fase di cablaggio e molto dopo.
Un esempio rappresentativo di come un dispositivo moderno in questa famiglia è documentato è il nostro specifica del dimmer FS328-V, che è il livello di dettaglio che un progettista dovrebbe aspettarsi prima di impegnare un circuito a un dispositivo.
Una nota finale per le persone che installano un circuito da 20 A: i circuiti da 20 A vengono utilizzati sempre più spesso per uffici domestici, laboratori, cucine o qualsiasi altro luogo che abbia molti elettrodomestici potenti. Il costo di utilizzo di cavi da 14 AWG o 12 AWG non è molto diverso se si considera il costo di aprire un muro in seguito, quindi potrebbe essere meglio utilizzare un cavo da dodici gauge.
Assolutamente. Il rame da dodici gauge è un cavo universale per qualsiasi circuito tipico da 20 A poiché (Comitato del Segretario (testo errato: “a causa del suo”), Codice Elettrico Nazionale o NEC) è la dimensione minima accettabile dal NEC secondo le regole per i piccoli conduttori fornite nell'Articolo 240.4(D). L'assemblaggio standard del cavo per un'azienda da 20 A è una presa da 20 A che utilizza cavi da 12 AWG e protetta con un interruttore da 20 A. L'unico requisito è che la protezione del circuito deve seguire la convenzione e deve essere calibrata a 20 A. Ciò significa che non si può installare un cavo da 12 AWG e sostituire un interruttore da 30 A per un'operazione standard dell'azienda poiché tali azioni disabiliterebbero la protezione fornita al cavo.
In pratica, il rame a dodici gauge è la soluzione di cablaggio generalmente accettata. Una soluzione alternativa per i circuiti da 20 A sarebbe il filo a dieci gauge; tuttavia, questo è necessario solo per tratti di filo più lunghi di 75 piedi dove la caduta di tensione è non trascurabile, o se il filo è esposto a temperature elevate o strettamente raggruppato con altri conduttori. Il filo a quattordici gauge non può essere utilizzato nei circuiti da 20 A poiché, secondo l'Articolo 240.4(D), il filo a quattordici AWG limita le prestazioni a 15 A.
Quando si tratta della capacità di conduzione della corrente da 20 A (ampacity), la risposta è sì – la corrente condotta è principalmente limitata dalla caduta di tensione piuttosto che dalla distanza. Per quanto riguarda i 20 A di corrente condotta, i fili in rame da 12 AWG hanno una caduta di quasi 3,9 V a una lunghezza di 50 piedi e quasi 5,8 V a 75 piedi. Pertanto, il rapporto di caduta di tensione a 20 A di conduzione di corrente è rispettivamente di circa 3,2% e 4,8%, il che consente una distanza fino a 40-50 piedi per una conduzione di corrente da 20 A lungo un filo da 12 AWG senza alcuna caduta di tensione significativa. In caso di tratti di filo più lunghi, sarebbe meglio utilizzare un filo da dieci AWG.
Sì, è possibile installare un filo 12/3 a una presa poiché non contraddice alcuna normativa. È sufficiente chiudere il filo rosso a entrambe le estremità per utilizzarlo esattamente nello stesso modo in cui si fa con i fili 12/2. Un'altra alternativa potrebbe essere un'installazione di circuito multiwire alimentata da un cavo 12/3.
L'installazione sarà altamente non sicura, oltre a non essere conforme a nessuna normativa di cablaggio. Il fatto è che in condizioni normali nessuno può utilizzare un filo a quattordici gauge per la conduzione di più di 15 A poiché l'Articolo 240.4(D) del Codice Elettrico Nazionale afferma che il filo a quattordici AWG è limitato a 15 A. Questo è il motivo per cui il carico di corrente surriscalderà il filo rendendolo inadatto per l'installazione.
Per un circuito con una presa da 20 A realizzato con filo a dodici-tre, è permesso così come ragionevole e non compromette in alcun modo. Il 12 AWG è il minimo consentito dal codice per una presa da 20 A e il filo extra isolato può o meno essere utilizzato, e la chiusura conforme può essere effettuata in due minuti. La parte importante per rendere il circuito sicuro è tutto ciò che circonda il cavo: un circuito da 20 A protetto con un interruttore automatico da 20 A, una presa a muro che corrisponde alla valutazione di uscita, protezione GFCI o AFCI richiesta dalla posizione, terminazioni correttamente serrate e un tratto sufficientemente corto affinché l'impedenza rimanga al di sotto del tre percento. Se tutto quanto sopra è in regola, allora la questione se utilizzare 12/2 o 12/3 dipende dalla comodità e dal costo piuttosto che dalla conformità.
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