Fios

Com os aeromodelos elétricos crescendo em tamanho e potência, a escolha correta dos fios e conectores pode determinar o sucesso ou fracasso de um projeto.

O motivo é simples: todo condutor ou conexão tem perdas e sempre que há perdas parte da energia é transformada em calor.

Além disto, é preciso garantir que não haja queda de tensão nos fios e conectores nem nenhuma possibilidade de mau contato.

Atualmente é bastante comum encontrar motores com resistência de 0,1ohm no enrolamento ou menos. Para garantir que a a energia da bateria realmente chegue até ele e se transforme em movimento é preciso garantir que todo o resto do caminho tenha resistência muitas vezes menor.

Exemplo:

  • um motor de 150W que suporta corrente de 15A e tem resistência interna de 0,15ohm;
  • No ESC, a resistência somada dos FETs fica em torno de 0,008ohm;
  • Conector Deans UltraPlug, resistência de contato de 0,000091ohm por contato (0,000182 ohm considerando positivo e negativo);
  • 1m de fio AWG17, cerca de 1mm², que teoricamente suportaria esta corrente: 0,0166ohm/metro em cada polo dá 0,0332 ohm.

A resistência total do circuito é de 0,183382ohm, portanto a tensão que realmente chegará ao motor é apenas 82% da disponível...

Usando um fio mais grosso perde-se menos potência no circuito, porém o maior peso exige mais potência para voar, o que pode jogar fora a potência recuperada.

O desafio passa a ser então determinar o comprimento e espessura ideais para cada projeto.

Uma regra que tenho adotado é manter os fios o mais curto que for possível. Em aeromodelos com configuração tradicional (motor à frente) isto é bem fácil já que geralmente já é preciso manter a bateria próxima ao nariz para o CG ficar correto. Quando o motor não está no nariz, porém, a vida começa a complicar.

Alguns exemplos:

  • Multimotor com motores nas asas: pode-se colocar uma bateria em cada nacele, com fios interligando as baterias. Como a maior parte do consumo é provido pela bateria que está junto ao motor os fios não precisam ser tão grossos já que somente servirão para evitar que uma bateria descarregue antes da outra. Outra opção é colocar a bateria no centro da asa, mas resista à tentação de mover muito mais que isto. Mesmo que seja preciso lastro no nariz o peso do lastro ainda será menor que muito fio grosso dentro da fuselagem.
  • Motor pusher (atrás do aeromodelo): talvez um dos maiores desafios em termos de CG e tamanho de fios. Procure colocar a bateria na altura da asa ou pouco à frente dela, se necessário colocando peso no nariz;
  • Multimotores de decolagem vertical: Este é um dos casos mais críticos de economizar fio. Com 100% do peso sendo sustentado pela potência dos motores, quanto mais leve menor, por isto evite fios longos e dimensione de acordo com a corrente necessária, evitando usar fios muito mais grossos do que o necessário.

Tabela AWG

Muitos dos fios encontrados no mercado são conhecidos por seu código na tabela AWG, mas o padrão corrente é expressar em mm² de seção de fio.

Abaixo uma tabela de conversão AWG para mm² e as correntes máximas suportadas por cada fio.

Lembre-se que a todo fio tem uma queda de tensão, então a escolha do fio não deve ser baseada somente na corrente máxima, mas também no comprimento (que pode degradar a performance rapidamente no caso de nossos motores), e se estarão ventilados ou não.

AWGDiâmetro do fio
mm
Área
mm²
Resistência
Cobre 20°C, ohm/m
Corrente máxima
A
000011,7 107 0,000161 380
000 10,4 85,0 0,000203 328
00 9,26 67,4 0,000256 283
0 8,25 53,5 0,000323 245
1 7,35 42,4 0,000407 211
2 6,54 33,6 0,000513 181
3 5,83 26,7 0,000647 158
4 5,19 21,1 0,000815 135
5 4,62 16,8 0,00103 118
6 4,11 13,3 0,00130 101
7 3,66 10,5 0,00163 89
8 3,26 8,36 0,00206 73
9 2,91 6,63 0,00260 64
10 2,59 5,26 0,00328 55
11 2,30 4,17 0,00413 47
12 2,05 3,31 0,00521 41
13 1,83 2,62 0,00657 35
14 1,63 2,08 0,00829 32
15 1,45 1,65 0,0104 28
16 1,29 1,31 0,0132 22
17 1,15 1,04 0,0166 19
18 1,02 0,823 0,0210 16
19 0,912 0,653 0,0264 14
20 0,812 0,518 0,0333 11
21 0,723 0,410 0,0420 9
22 0,644 0,326 0,0530 7
23 0,573 0,258 0,0668 4,7
24 0,511 0,205 0,0842 3,5
25 0,455 0,162 0,106 2,7
26 0,405 0,129 0,134 2,2
27 0,361 0,102 0,169 1,7
28 0,321 0,0810 0,213 1,4
29 0,286 0,0642 0,268 1,2
30 0,255 0,0509 0,339 0,86
31 0,227 0,0404 0,427 0,7
32 0,202 0,0320 0,538 0,53
33 0,180 0,0254 0,679 0,43
34 0,160 0,0201 0,856 0,33
35 0,143 0,0160 1,08 0,27
36 0,127 0,0127 1,36 0,21
37 0,113 0,0100 1,72 0,17
38 0,101 0,00797 2,16 0,13
39 0,0897 0,00632 2,73 0,11
40 0,0799 0,00501 3,44 0,09