Bitola mínima com vibração

Ouvi dizer que existe efetivamente um tamanho mínimo de fio para ambientes vibrantes . Em outras palavras, ao projetar fios que sofrerão vibração (no meu caso, um automóvel), é recomendável que todos os fios sejam 24 AWG ou maiores, independentemente da quantidade de corrente que eles passarão.

Existe alguma sabedoria nisso? Como posso decidir se meus fios são grandes o suficiente para evitar se separar?

O primeiro passo em ambientes vibrantes é cuidar das extremidades dos fios, como sugerido por Spehro.

Se você soldar ou espalhar os condutores internos, eles se tornarão efetivamente um ou mais fios individuais com força e resistência à vibração muito limitadas. É por isso que os profissionais crimpam todos os seus terminais e, se realmente importantes, usam uma ponteira ao redor do cabo e crimpam isso. (Uma ponteira bem escolhida manterá os fios relativamente bem agrupados, mesmo depois de muito aperto depois).

Depois disso, você precisa se preocupar com a bainha externa de seus fios vibrando ao longo de uma borda áspera. Você precisa impedir isso usando vários pontos de suporte ou pode endurecer o feixe de fios contra ele com reforços.

Quando você estiver nesse ponto, precisará começar a considerar o tamanho e o fio do fio.

Para o setor automotivo, eles podem definir um padrão bobo como "AWG24 e não menos", mas isso é mais provavelmente por causa das idéias limitadas sobre o assunto em algumas partes da indústria. (Mais fácil dizer ao pessoal da garagem para nunca comprar menos do que AWG24, do que explicar os pontos mais delicados).

A regra mais sensata, no entanto, é a que se vê na resposta de Spehro: nada menos que fios X ou Y para N ou M quantidade de força vibratória. É claro que existem muitos tipos diferentes de definições e especificações para força de vibração mínima ou máxima em qualquer tipo de sistema; portanto, isso pode ficar rapidamente nublado, novamente uma razão para apenas dizer "AGW24".

Para expandir um pouco o comentário de mkeith: Quanto mais espessa uma haste de cobre (arame ou outro), mais distorção uma força de flexão criará no material. Quanto mais distorção se acumular, mais rápido o metal se fadiga. Se você tem um fio infinitamente pequeno, ele tem uma distorção infinitamente pequena em um ângulo agudo. De fato, o fio de ligação do chip, que pode ser tão pequeno quanto várias ou dezenas de mícrons, pode balançar ao vento, curvando-se e vibrando sem quebrar por muito tempo.

Portanto, se você deseja fios muito flexíveis e duradouros, está procurando um fio composto de tantos fios minúsculos quanto possível.

Uma coisa comum é o acúmulo de fio de 0,06 mm com uma bainha de silicone ou teflon para flexibilidade e resistência à vibração extremamente altas. Bem como desempenho em alta temperatura. Mas a mesma composição de fio existe em fios de PVC ou PP, ou enrolados em fio ou silicone reforçado com fibra de vidro. Com esses fios minúsculos, você obtém os 19 suportes que Spehro já menciona no AWG28, com a sorte adicional de que os fios mais finos fornecerão uma margem extra, como discutido acima.

Tenha cuidado com silicone ou outros plásticos macios, no entanto, pois isso é muito, muito mais fácil de danificar com pequenas bordas afiadas. Muitas soluções automotivas permitem apenas plásticos macios em áreas seguras, onde os fios são enrolados em bainhas de reforço de fibra de vidro quando são direcionados ao longo de superfícies duras e afiadas que podem esfregar ao longo deles.

TL; DR (conclusão):

Se você tem fios muito finos, pode ter fios mais finos, porque o metal fatiga muito menos quanto mais fino o fio é. Portanto, se você tiver um fio de 7 fios normal no AWG24, ele pode se soltar do fio AWG28 com mais de 19 fios, em termos de vibração.

Porém, antes de começar a pensar na espessura e no encordoamento de um fio, é necessário pensar em terminar com segurança as extremidades do fio, em nenhum caso use juntas de solda para iniciar e danos nos fios causados ​​por fricção e corte nas arestas duras.

A recomendação da FAA para aeronaves pode ser aplicável - fios menores que AWG 20 devem receber suporte extra (incluindo terminações) e não devem ser submetidos a 'vibração excessiva', e fios com menos de 19 fios não devem ser usados.

Obviamente, se os fios forem adequadamente suportados (por seu comprimento), não haverá limite inferior. Os fios de ligação dentro de um IC empacotado em cerâmica, como um acelerômetro MEMS usado nos controles do airbag, seriam algo como AWG 50 e eles sobrevivem muito bem (porque são muito curtos). Da mesma forma, os fios finos agrupados podem ser bons se tomarmos cuidado com as terminações.

Determinar a resistência à vibração é um pouco complicado - se a vibração tiver energia significativa em ressonância e o sistema mecânico estiver mal amortecido, você poderá obter um movimento muito maior do que em frequências ligeiramente diferentes.