Um eletricista que trabalhava na reforma de um hotel recentemente teve a divertida experiência de tentar encaixar uma bagunça de fios de volta em uma caixa de junção após abri-la. A caixa de junção era uma caixa quadrada regular de 4″ com uma profundidade de 1,25″, tipicamente usada com um único circuito. No entanto, a caixa continha quatro circuitos! Três circuitos adicionais haviam sido puxados para dentro da caixa ao longo do tempo, deixando um total de sete condutores na caixa, o que é quase o dobro do número máximo de condutores permitido neste tipo de caixa de junção! A tampa mal se encaixava na caixa de junção. Uma das maiores razões pelas quais isso acontece é a completa falta de compreensão sobre como as dimensões (por exemplo, largura, altura e profundidade) das caixas elétricas são determinadas e sua importância. As caixas elétricas não são apenas recipientes para emenda. O volume, a forma e a profundidade de uma caixa afetam tanto a durabilidade de uma conexão quanto a quantidade de calor que será dissipada da conexão.
Por que as Dimensões da Caixa Elétrica São um Requisito de Segurança, Não uma Preferência
De acordo com o Código Elétrico Nacional (NEC) Artigo 314, existem limites sobre quantos condutores podem caber dentro de uma caixa com base no tamanho da caixa. Ao calcular sua caixa, você deve considerar os seguintes itens: cada fio (não isolado ou nu), cada grampo que será fixado ao fio, quaisquer dispositivos que serão instalados e quaisquer outros acessórios que serão instalados. Se você tiver uma caixa que é pequena demais para acomodar o número de condutores; isso colocará pressão sobre os condutores e impedirá a dissipação de calor, fazendo com que a isolação falhe quando o dispositivo for empurrado para o lugar. O NEC estabeleceu requisitos de tamanho mínimo para as caixas; portanto, se você usar a caixa de tamanho mínimo, estará seguro desse problema. O NEC atribui uma permissão de volume por condutor isolado com base em seu tamanho (14 AWG = 2,0 polegadas cúbicas, 12 AWG = 2,25 polegadas cúbicas, 10 AWG = 2,5 polegadas cúbicas) para permitir os itens adicionais que você tem dentro da sua caixa. Por exemplo, ao fazer seu cálculo de preenchimento total da caixa, você precisará incluir fios de aterramento, grampos internos, quaisquer conectores de cabo e o dispositivo que será instalado dentro da caixa. Um único receptáculo ou suporte de interruptor será igual a dois condutores para fins deste cálculo.
O total resultante determina o volume mínimo da caixa necessário. Recursos da Associação Nacional de Proteção contra Incêndios (NFPA) e publicações comerciais elétricas como EC&M fornecem exemplos detalhados de preenchimento de caixa.
Para uma análise mais específica dos dispositivos que se encaixam nessas caixas, nosso guia sobre qual tamanho de disjuntor você precisa explica a proteção contra sobrecorrente que o painel de disjuntores — ele mesmo uma caixa elétrica muito grande — deve fornecer. E para entender os dispositivos de proteção alojados dentro de muitas caixas, nosso artigo sobre quais são os disjuntores UL 489 explica a estrutura de certificação que rege os disjuntores instalados em quadros de distribuição e centros de carga.
Tipos Comuns de Caixas Elétricas e Suas Dimensões Típicas
Nem todas as caixas elétricas são intercambiáveis. O tipo de caixa determina onde pode ser instalada — em uma parede, em uma superfície, ao ar livre — e o que pode conter. A tabela a seguir resume os quatro tipos de caixa mais comuns e as dimensões que você encontrará tipicamente na prateleira de uma loja de suprimentos.
| Tipo de Caixa | Dimensões Típicas (Largura × Altura × Profundidade) | Volume Típico (Polegadas Cúbicas) | Uso Comum |
|---|---|---|---|
| Caixa de Dispositivo Plástica ou Metálica de Um Gangue | 3″ × 2″ × 2‑1/2″ a 3‑1/2″ de profundidade | 12–22 pol. cúbicas. | Um interruptor ou uma tomada duplex |
| Caixa de Dispositivo de Dois Ganguedos | 3″ × 4‑1/2″ × 2‑1/2″ a 3‑1/2″ de profundidade | 25–40 pol. cúbicas. | Dois interruptores ou duas tomadas lado a lado |
| Caixa Metálica Quadrada de 4 Polegadas | 4″ × 4″ × 1‑1/4″, 1‑1/2″, ou 2‑1/8″ de profundidade | 18–30 pol. cúbicas (versões mais profundas suportam mais) | Caixa de junção, ou caixa de dispositivo com um anel de gesso |
| Caixa Metálica Quadrada de 4‑11/16″ | 4‑11/16″ × 4‑11/16″ × 1‑1/2″ a 2‑1/8″ de profundidade | 29–50 pol. cúbicas. | Caixas de junção maiores, múltiplas emendas, aplicações comerciais |
| Caixa Octagonal (Caixa de Teto) | 4″ de diâmetro × 1‑1/2″ ou 2‑1/8″ de profundidade | 15–22 pol. cúbicas. | Luminárias de teto, detectores de fumaça |
| Caixa Prática (Caixa de Utilidade de Montagem Superficial) | 4″ × 2″ × 1‑1/2″ a 2″ de profundidade | 8–14 pol. cúbicas. | Interruptor ou tomada montada na superfície em garagens, porões |
| Caixa à Prova de Intempéries (Externa) | Um gangue: ~3″ × 5″ × 2″ de profundidade | 15–25 pol. cúbicas. | Tomadas e interruptores externos, com tampas vedadas |
| Caixas de 4 Ganguedos e Maiores Multi-Ganguedos | Múltiplos de largura de ~2″ por gangue, profundidades até 3‑1/2″ | 40–80+ pol. cúbicas. | Múltiplos interruptores em um único local |
Caixas elétricas de uma única gangue são o tipo mais comumente usado de caixa elétrica em um ambiente residencial; geralmente medem 3″ de altura por 2″ de largura. A profundidade das caixas varia, sendo que as casas mais antigas possuem caixas com 2-1/4″ de profundidade. A instalação de receptáculos USB modernos ou inteligentes, que são muito mais profundos do que um receptáculo duplex tradicional, pode criar dificuldades porque quanto mais profundo o dispositivo, mais difícil será instalá-lo em uma caixa que seja muito rasa. Uma caixa muito rasa forçará a compactação dos fios, o que cria pressão nas conexões e pode causar arco elétrico ou circuito aberto ao longo do tempo. Portanto, a maioria dos eletricistas está agora utilizando caixas elétricas de uma única gangue com 3-1/2″ de profundidade como padrão, mesmo que o código de construção permita a instalação de uma caixa mais rasa. O volume extra em polegadas cúbicas na caixa custa muito pouco e torna toda instalação futura ou substituição do dispositivo alojado na caixa muito mais fácil do que fazê-lo com uma caixa de profundidade menor.
Como a Regra 6/12 Afeta a Colocação e o Tamanho da Caixa
A “regra 6/12” é uma regra de espaçamento, não uma regra de dimensão da caixa, que afeta a quantidade e a posição das caixas necessárias para sua instalação elétrica. De acordo com o Artigo 210.52 do NEC, nenhum ponto ao longo de qualquer parede deve estar a mais de seis pés de uma tomada de energia. Portanto, não pode haver mais de doze pés entre cada tomada ao longo de qualquer parede. Qualquer seção de parede maior que dois pés deve ter pelo menos uma tomada instalada nela. Isso significa que a regra 6/12 estabelece um número mínimo absoluto de caixas de tomada em um cômodo grande e, subsequentemente, define quantos circuitos serão alimentados e o cálculo total da carga para o painel elétrico desse cômodo. A regra 6/12 é um exemplo de requisito mínimo; a instalação de tomadas adicionais, mesmo que exceda o número exigido por essa regra, é permitida e frequentemente oferece conveniência extra. Conhecer a regra 6/12 permitirá que você crie um plano elétrico preciso para um cômodo, para que possa determinar a localização e o tamanho adequados de cada caixa de tomada no cômodo de acordo com os condutores expostos a elas.
O Que Pode Dar Errado Quando a Caixa É Muito Pequena
Caixas subdimensionadas têm consequências no mundo real. Quando uma caixa está sobrecarregada, o resultado será sempre que o isolamento dos condutores se degrada devido ao calor aprisionado; isso ocorrerá ao longo do tempo.
O isolamento torna-se quebradiço e, eventualmente, o isolamento rachará.
Um condutor rachado criará uma falha de aterramento ou um curto-circuito que pode não desarmar o disjuntor até que o arco já tenha começado.
- Além disso, se a caixa for muito rasa, os condutores não poderão ser dobrados ordenadamente atrás do dispositivo; quando instalado, os fios ficarão muito comprimidos contra a parte traseira da caixa e podem afrouxar um parafuso do terminal ou quebrar uma porca de fio devido à pressão. Conexões não confiáveis criam problemas no diagnóstico de problemas elétricos e podem criar um risco de incêndio.
- Seguir o cálculo de preenchimento da caixa aliviará todos esses problemas. Escolhendo a Caixa Certa para o Trabalho.
- Escolher um tamanho e estilo apropriados para sua caixa elétrica depende do tipo de circuito elétrico em que você está trabalhando, bem como de quantos condutores serão instalados juntos dentro desse circuito. As seguintes são algumas recomendações práticas: Para um interruptor ou tomada única em drywall:.
- Uma caixa de dispositivo metálica ou plástica de uma única gangue com pelo menos 2 3/4 polegadas de profundidade e que contenha um volume de pelo menos 22 polegadas cúbicas fornecerá espaço para um dispositivo padrão e sua fiação associada sem superlotação. Para uma caixa de junção com múltiplos circuitos:.
A caixa metálica quadrada com dimensões de 4-5/8″ x 4-5/8″, bem como a profundidade de 2-1/8″, tem um volume de 42 polegadas cúbicas e é usada mais do que qualquer outra caixa encontrada em salas elétricas comerciais. Uma tampa cega ou anel de gesso pode ser instalado sobre esta caixa, que possui múltiplos pontos de entrada de conduíte. Para instalações externas: que se montam em trilho DIN dentro de um quadro de distribuição, até disjuntores em caixa moldada como o HYM1 MCCB que se encaixam em invólucros comerciais e industriais maiores.
Perguntas Frequentes
O que é a regra 6 12 na elétrica?
De acordo com o NEC 210.52, uma tomada deve estar a no máximo 6 pés de qualquer ponto em uma parede externa e a 12 pés de distância de outras tomadas. Uma parede com 2 pés ou mais de largura requer pelo menos uma tomada. Isso define a quantidade mínima de caixas elétricas a serem instaladas em cada ambiente.
Quais são os quatro tipos de caixas elétricas?
Quatro tipos populares de caixas elétricas incluem: dispositivo (usada para interruptores e tomadas), junção (usada para emendar condutores), teto (octogonal ou redonda, usada para suportar luminárias) e à prova de intempéries (usada para instalação externa). Cada caixa possui características específicas que a tornam adequada para suas aplicações previstas.
Qual é o tamanho de uma caixa quadrada elétrica?
Caixas metálicas elétricas (EMBs) nos Estados Unidos são geralmente fabricadas em 4″ x 4″, com profundidade de 1-1/4″ a 2-1/8″, com volumes de 18 a 30 polegadas cúbicas. Outro tamanho comum é 4-11/16″ x 4-11/16″, com capacidade máxima de 50 polegadas cúbicas.
Existem caixas de tomada de tamanhos diferentes?
Caixas de tomada variam por gangue e profundidade. A caixa de tomada padrão mais comprada (single-gang) tem aproximadamente três polegadas de altura, duas polegadas de largura e varia em profundidade de 1,5 polegadas a 3,5 polegadas. Caixas mais profundas oferecem maior volume cúbico tanto para o dispositivo quanto para os condutores, o que é especialmente importante ao usar um interruptor inteligente ou uma tomada equipada com portas USB para carregamento, pois esses dispositivos são mais longos que uma tomada duplex padrão.
Referências
- NFPA 70 (NEC) Artigo 314 — Caixas de Tomada, Dispositivo, Puxador e Junção; Corpos de Eletroduto; e Invólucros de Acesso. National Fire Protection Association.
- Leviton — Caixas e Invólucros Elétricos — Especificações de produtos e guias de instalação para caixas residenciais e comerciais.
- Hubbell — Caixas Elétricas Raco e Bell — Catálogos de caixas metálicas e à prova de intempéries e dados técnicos.
- Construção e Manutenção Elétrica (EC&M) — Artigos sobre dimensionamento de caixas, cálculos de preenchimento e conformidade com o NEC.
O dimensões de uma caixa elétrica não são arbitrárias. Elas estão escritas no código após décadas de investigações de incêndios e falhas de isolamento, e existem para dar a cada fio, cada emenda e cada dispositivo o espaço necessário para operar com segurança durante a vida útil do edifício. Seja instalando um único interruptor em um quarto ou puxando uma dúzia de circuitos para uma caixa de junção comercial, a caixa que você escolher — seu tipo, seu volume, sua profundidade — é a base sobre a qual cada conexão dentro dela depende.
