Quando se trata de fiação de alta corrente em um veículo, dois tipos de fio de potência encordoado estão disponíveis: cobre sólido e cobre revestido de alumínio. Este artigo analisa as diferenças entre cada tipo de fio e explica os desafios de garantir que seu dispositivo de alta corrente obtenha a potência necessária para fazer o trabalho que você deseja.
Em aplicações móveis, ou em qualquer lugar que um condutor possa ser exposto a movimento ou vibração, recomenda-se usar apenas condutores encordoados. Condutores sólidos (como fiação residencial de fio único) podem oferecer ligeiramente mais área de condutor para um determinado diâmetro de fio, mas com o tempo, o fio sólido pode endurecer por trabalho, tornar-se frágil e eventualmente quebrar devido a movimentos repetidos de vai-e-vem. Imagine usar fios de cobre sólido de grande bitola na bota de fio em uma porta ou na tampa do porta-malas. Isso é uma receita para o desastre.
O termo OFC (cobre livre de oxigênio) tornou-se abusado e é usado sinônimo de condutores de cobre sólido ou todo de cobre. Na realidade, OFC é um tipo de cobre sólido. Quando o cobre fundido é fundido e estirado em um condutor, o processo para fazer um condutor OFC reduz o teor de oxigênio do fio. Se tudo for feito perfeitamente, o teor de cobre-oxigênio é de cerca de 42 partes por milhão (PPM) vs. um cobre convencional com teor cerca de seis vezes maior.
Na indústria de eletrônicos automotivos, não há como saber se o condutor de cobre sólido que você está comprando é livre de oxigênio ou não, a menos que você possa testemunhar o processo de fundição pessoalmente. Todos na indústria usam "OFC" para um pedaço de fio que não é alumínio revestido de cobre (CCA).
A alternativa são condutores CCA. Nestes condutores, o núcleo do fio é um cilindro de alumínio e ao redor dele há uma camada de cobre. De lado, parece cobre, mas se você cortar um pedaço e olhar a extremidade, pode ver o conteúdo de alumínio cinza.
Existem variações adicionais. Algumas empresas fabricam fio de cobre encordoado, mas revestem o exterior de cada fio com uma fina camada de estanho para ajudar a prevenir corrosão.
Quando se trata de fluir eletricidade, ou mais especificamente, fluir elétrons, a coisa mais importante a considerar é o tamanho do fio. Na indústria de eletrônicos automotivos, usamos o padrão American Wire Gauge (AWG). Isso define um diâmetro específico para um condutor. Não é um número debatível – o condutor atende ao padrão ou não.
Aqui é onde os jogos começam. Existe um segundo termo usado em nossa indústria: bitola (gauge). Na indústria de chapas de aço, bitola é uma ferramenta importante para especificar espessura do material. Em áudio automotivo, não significa nada. Se você está na indústria há algum tempo, terá visto fios que alegam ser 0 gauge mas têm área de condutor equivalente a 6 AWG. Se um fio é rotulado como 4 gauge, então, infelizmente, você não tem como saber o quão grande ele é, a não ser tentando medi-lo.
Cortar um fio e olhar a área também nem sempre conta a história. Alguns fios são enrolados bastante frouxamente. Isso torna o fio muito flexível, mas é porque há espaço entre os fios. Você sacrifica área de seção transversal efetiva do condutor por flexibilidade.
Em fio de cobre sólido encordoado, idealmente queremos que tudo seja cobre puro. Cobre puro é bastante caro, embora o custo tenha caído nos últimos anos; atualmente está em torno de $2,00–$2,25 a libra no mercado de commodities. Quando um fabricante quer comprar fio, há muitas opções: contagem de fios, como os fios e feixes são trançados, quão firmemente são trançados, e assim por diante. Fabricantes também têm escolha no "tipo" de cobre com que fazem os condutores. Poderia ser cobre puro, cobre reciclado ou uma liga de cobre. Novamente, você não tem como saber a menos que seja testemunha do processo.
Não deixe as variações no cobre assustá-lo. Um condutor de cobre sólido sempre supera um condutor CCA. O maior desafio com fiação CCA para áudio automotivo é que ela não especifica, e não especificará, a proporção de cobre para alumínio. Existem medições publicamente exibidas de diferentes amostras de fio CCA onde um fio de diâmetro menor supera um fio ligeiramente maior porque tem menos alumínio e mais cobre. A menos que você meça você mesmo, você simplesmente não sabe.
Por conta própria, quilo por quilo, o alumínio tem cerca de 60% mais resistência ao fluxo de eletricidade. Quando falamos de fio CCA, há algum cobre lá; na maioria dos casos, a diferença diminui para 30 a 40%.
Quando você olha para fiação de áudio automotivo, não há como saber o que você está recebendo com um kit de amplificador CCA ou rolo de fio. Alguns fabricantes fazem fio CCA que funciona quase tão bem quanto cobre sólido. Na verdade, uma empresa faz um CCA sobredimensionado que tem menos resistência por pé que cobre sólido. O lado negativo é que o fio não cabe em muitos conectores ou blocos de terminais. No geral, a menos que você queira dedicar tempo para medir as propriedades do kit que está comprando, é melhor ficar com cobre sólido.
Do ponto de vista de benefícios a longo prazo, fio de cobre sólido resiste à corrosão muito melhor que fiação CCA. Em climas onde sal ou salmoura de estrada é usado no inverno para manter superfícies livres de gelo, vimos casos onde fios de potência CCA desprotegidos falharam completamente em menos de dois anos. Por que arriscar o desempenho do seu sistema de áudio, quando você pode simplesmente escolher o fio de cobre sólido?
Como você sabe se está obtendo algo bom? A Consumer Technology Association (anteriormente Consumer Electronics Association) desenvolveu um padrão para fiação. É chamada de especificação CTA-2015 (anteriormente CEA-2015). Ela descreve os padrões mínimos para fiação para uso em aplicações de eletrônicos móveis. Os padrões incluem que o fio deve ser cobre sólido encordoado, o número mínimo de fios para um determinado tamanho de fio AWG, e a área do fio e sua resistência máxima. Se você ficar com as marcas que suportam o padrão CTA-2015, você nunca deve ter problemas.
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