Почему можно использовать розетку на 50 А в цепи на 40 А?

Ответ прост.

Безопасно ли использовать провод сечением 12 AWG в цепи с автоматическим выключателем на 15 А?
Да, это безопасно.
В случае перегрузки по току автоматический выключатель разомкнёт цепь, когда сила тока превысит 15 А, и провод сечением 12 AWG сможет безопасно выдерживать перегрузку по току до тех пор, пока не сработает автоматический выключатель.

Таким образом, несмотря на то, что для цепи с автоматическим выключателем на 15 А требуется провод сечением 14 AWG, в крайнем случае можно использовать провод сечением 12 AWG. Вы потратите деньги впустую, но это абсолютно безопасно.

Точно так же можно безопасно использовать розетку на 50 А в цепи с автоматическим выключателем на 40 А.
В крайнем случае, если вы не можете найти розетку на 40 А (например, если такие розетки не выпускаются), можно безопасно использовать розетку на 50 А в цепи с автоматическим выключателем на 40 А.

Что произойдёт, если кто-то подключит духовку на 50 А к цепи с автоматическим выключателем на 40 А?
Вскоре они это узнают, когда автоматический выключатель на 40 А сработает.

Сможет ли провод сечением 8awg (для цепи с автоматическим выключателем на 40 А) безопасно выдержать перегрузку по току до тех пор, пока не сработает автоматический выключатель на 40 А?
Да. Провод сечением 8awg рассчитан на 40 А при температуре 60 °C и на 50 А при температуре 75 °C. Он должен выдержать временную перегрузку по току до тех пор, пока не сработает автоматический выключатель на 40 А.

Подводя итог, можно сказать, что для цепи с автоматическим выключателем на 40 А и проводкой 8awg можно безопасно использовать розетку на 50 А.

Законно ли это?
Уточните у местного строительного инспектора.
Я полагаю, что инспектор тоже не сможет найти розетку на 40 А.

Таблица 210.24 представляет собой краткое изложение требований к распределительным цепям. Если мы посмотрим на таблицу 210.24, то увидим, какие разделы в ней обобщены.

Национальный электротехнический кодекс 2008 СТАТЬЯ 210. Параллельные цепи

210.24 Требования к ответвлениям цепей — краткое изложение. Требования к цепям с двумя или более розетками или выключателями, за исключением
цепей с розетками, описанных в 210.11(C)(1) и (C)(2), кратко изложены в
таблице 210.24. В этой таблице приведены только минимальные
требования. См. 210.19, 210.20 и 210.21 для получения информации о конкретных
требованиях, предъявляемых к ответвлениям цепей.

Как мы видим, в этой таблице обобщены положения разделов 19, 20 и 21 статьи 210. Также обратите внимание, что это требования к "circuits that have two or more outlets or receptacles".

В данном конкретном случае нам нужно ознакомиться с разделом 21(B).

210.21 Выходные устройства.
(A) Подсвечники.
(B) Розетки.
(1) Одна розетка на отдельной ветке цепи. Одна розетка, установленная на отдельной ветке цепи, должна иметь
номинал по силе тока не ниже, чем у ветки цепи.
(2) Общая нагрузка, подключенная с помощью шнура и вилки. При подключении к ответвлению цепи, питающему две или более розеток,
розетка не должна обеспечивать общую нагрузку, подключенную с помощью шнура и вилки, в
превышающую максимальное значение, указанное в таблице 210.21(B)(2).
(3) Номинальные характеристики розеток. При подключении к ответвлению цепи, питающему две или более розеток, номинальные характеристики розеток должны
соответствовать значениям, указанным в таблице 210.21(B)(3), или, если
сила тока превышает 50 ампер, номинальная характеристика розетки должна быть не ниже
номинальной характеристики ответвления цепи.
Исключение № 1:
Исключение № 2: номинальная сила тока в розетке, установленной для газоразрядного освещения, может составлять 410,62 (C).
(4) Номинальный ток розеточной группы. Номинальный ток розеточной группы может быть рассчитан на основе потребности в одном диапазоне
нагрузки, как указано в таблице 220.55.

Сначала мы обратимся к таблице 210.21(B)(3).

Это ещё раз говорит нам о том, что мы можем установить розетку на 50 А в цепи на 40 А, так что, казалось бы, это разрешено, потому что это разрешено. Однако если мы снова посмотрим на таблицу и прочитаем пункт 210.21(B)(3), то увидим исключение № 2.

Оба показателя указывают на 410,62 (C).

410.62 Подключаемые к сети патроны для ламп и светильники.
(C) Газоразрядные светильники.
(1) Установка с подключением к сети. Светильник или указанная в списке сборка могут быть подключены к сети, если выполняются следующие условия
: (1) Светильник расположен непосредственно под розеткой или
шинопроводом. (2) Гибкий шнур соответствует всем следующим требованиям: a.
виден по всей длине снаружи светильника b. не
подвержен растяжению или физическому повреждению c. Заканчивается
заглушкой для подключения заземляющего типа или штепсельной вилкой шинопровода, или является частью
указанного в списке узла, включающего в себя изготовленный соединитель системы электропроводки
в соответствии с 604.6 (C), или имеет узел светильника с
разгрузкой и козырьком, имеющим
дорожку качения длиной не более 152 мм (6 дюймов) для крепления к розеточной коробке над подвесным потолком.
(2) С цоколем Mogul-Base, с винтовыми патронами. Электроразрядные светильники с цоколем Mogul-Base и винтовыми патронами
допускается подключать к ответвлениям
на 50 ампер или менее с помощью шнуров, соответствующих стандарту 240.5. Розетки и
соединительные вилки должны иметь меньшую силу тока
чем ответвление, но не менее 125 % от тока
полной нагрузки светильника.
(3) Оснащены фланцевым входным отверстием. Электрические разрядные светильники, оснащенные фланцевым входным отверстием, могут
подключаться к шнуровым подвесам, оснащенным штепсельными разъемами. Входные отверстия и
разъемы могут иметь меньшую силу тока, чем
цепь ответвления, но не менее 125 % от
силы тока светильника.

Если вы посмотрите на пункты 410.62(C)(2) и 410.62(C)(3), то увидите, что там написано:

Мощность входов и разъемов должна быть меньше,
чем у ответвительной цепи, но не менее 125 % от
тока нагрузки светильника.

Допустим, у меня есть газоразрядный светильник на 35 А. В первой части говорится, что если я найду розетку на 35 А, то смогу её использовать. Однако там также сказано, что разъём не должен быть меньше 125 % от нагрузки. Это значит, что мне понадобится розетка на 43,75 А. Поскольку таких розеток нет, мне придётся использовать розетку на 50 А.

Кроме того, они не выпускают розетки на 40 А, поэтому вам придётся использовать розетку на 50 А.

Это прямо разрешено в Кодексе в таблице 210.21(B)(3).

1. Рассмотрим аналогию с мужчиной весом 90 кг, которому нужна лестница (предположим, что он ничего не несёт, пока пользуется лестницей). Вы можете предоставить ему лестницу, рассчитанную на вес 90 кг, или лестницу, рассчитанную на вес 136 кг. Оба варианта подходят. Автоматический выключатель защищает цепь на 40 А, а не розетку.

2. Насколько мне известно, есть розетки NEMA 5-30 и 5-50, но нет розетки 5-40. Поэтому, если вам нужно больше 30 ампер, вам придётся заменить розетку на 30 ампер на розетку на 50 ампер.