Ecuación de caída de voltaje
Puede estimar la caída de voltaje del cable a partir de la corriente de carga, la longitud de la ruta, el material del conductor y la sección transversal del conductor.
donde:
- Vd
- Caída de voltaje, medida en voltios[V]
- Vd%
- Caída de tensión como porcentaje de la tensión nominal[%]
- I
- Corriente de carga, medida en amperios.[A]
- ρ
- Referencia de resistividad del conductor, medida en ohmios, milímetros cuadrados por metro[ohm mm²/m]
- L
- Longitud del cable unidireccional, medida en metros[m]
- S
- Área de la sección transversal del conductor, medida en milímetros cuadrados[mm²]
- n
- Número de conductores paralelos por polaridad o fase
- Vn
- Tensión nominal del sistema, medida en voltios.[V]
El resultado excluye reactancia, armónicos, temperatura de funcionamiento y factores de corrección de instalación, por lo que los tramos largos de alimentador necesitan una verificación de cables basada en estándares.
Cómo calcular la caída de voltaje
Comience con la corriente de carga, el voltaje nominal del sistema, la longitud del cable unidireccional, el material del conductor y el área de la sección transversal del conductor. La calculadora convierte las unidades seleccionadas, aplica el factor de ruta monofásico o trifásico apropiado y divide el resultado por el voltaje nominal para encontrar la caída porcentual.
- Seleccione CC, CA monofásica o CA trifásica.
- Introduzca la corriente de carga y el voltaje nominal del sistema.
- Introduzca la longitud del cable físico unidireccional.
- Seleccione cobre o aluminio e ingrese el tamaño del conductor.
- Sume el número de conductores paralelos por polaridad o fase.
Ejemplo de cálculo de caída de tensión
Considere un circuito trifásico balanceado de 400 V que transporta 32 A a través de un cable de cobre de 50 m con un conductor de 10 mm² y un conductor por fase. Usando la ecuación resistiva simplificada:
Vd = √3 × 32 × 0,0175 × 50 / 10 = 4,85 V
Vd% = 4,85 / 400 × 100 = 1,21%
| Entrada o resultado | Valor |
|---|---|
| Sistema | CA trifásica |
| Corriente de carga | 32A |
| Longitud unidireccional | 50 metros |
| Conductor de cobre | 10mm² |
| Caída de tensión | 4,85 voltios |
| Porcentaje de caída de voltaje | 1.21% |
Caída de tensión monofásica versus trifásica
Los cálculos de CC y monofásicos utilizan el doble de longitud unidireccional porque la corriente viaja a la carga y regresa a través de otro conductor. Un cálculo trifásico equilibrado utiliza el factor √3 y la longitud del conductor de fase unidireccional.
| Circuito | Fórmula simplificada | Longitud ingresada |
|---|---|---|
| CC / monofásico | Vd = 2 × I × ρ × L / (S × n) | Longitud unidireccional |
| Trifásico equilibrado | Vd = √3 × I × ρ × L / (S × n) | Longitud unidireccional |
¿Qué es una caída de voltaje aceptable?
No existe un porcentaje único que se aplique a cada país, circuito o carga. La caída de voltaje permitida debe provenir de las reglas de cableado adoptadas localmente, las especificaciones del proyecto y la tolerancia de voltaje del equipo. Esta herramienta marca los resultados por encima del 3 % para su revisión y por encima del 5 % como advertencia, pero esos umbrales son referencias de diseño más que una declaración de cumplimiento del código.
Los motores, los controles electrónicos, los equipos de CC de bajo voltaje, los circuitos de carga de vehículos eléctricos y los alimentadores largos pueden necesitar límites más estrictos. Siempre verifique el voltaje requerido en los terminales del equipo bajo carga de operación normal.
Cómo reducir la caída de voltaje
La caída de voltaje se puede reducir cambiando el conductor, la ruta, la corriente o el diseño del sistema.
- Aumente el área de la sección transversal del conductor.
- Acorte la ruta del cable cuando sea práctico.
- Utilice conductores paralelos cuando la instalación y el código lo permitan.
- Reduzca la corriente del circuito o distribuya la carga entre alimentadores adicionales.
- Utilice un voltaje de distribución más alto cuando el diseño del equipo y del sistema lo permita.
- Verifique los terminales y las uniones para detectar resistencias no deseadas.
Caída de tensión y tamaño del cable.
La caída de voltaje es sólo una verificación de la selección de cables. Un conductor también debe cumplir con los requisitos de ampacidad, reducción de potencia de instalación, temperatura terminal, resistencia a cortocircuitos y coordinación del dispositivo de protección. Continúe con las herramientas de dimensionamiento relacionadas antes de finalizar un conductor.
Calculadora de tamaño de cableCalculadora de tamaño de cable AWG
Supuestos
- Resistividad aproximada del conductor a temperatura normal.
- Los efectos de la reactancia y la temperatura de instalación no están incluidos.
- Se utiliza longitud unidireccional
Advertencias importantes
- Utilice los límites de caída de voltaje del proyecto y el código eléctrico local para el diseño final.
- Los cables largos, de alta temperatura y agrupados necesitan una reducción de potencia adicional.