caída de tensión

Descripción general

La caída de tensión ocurre cuando la corriente eléctrica fluye a través de la resistencia del conductor, reduciendo la tensión disponible en la carga. El Código Eléctrico Nacional (NEC) recomienda limitar la caída de tensión al 3% en circuitos derivados y al 5% total (alimentador más derivado). Los cálculos precisos de caída de tensión ayudan a seleccionar el tamaño de conductor correcto y garantizan que el equipo opere dentro de su rango de tensión nominal.

Fórmulas Clave

Enfoque de la Ley de Ohm:

$\Delta V = I \times R$

donde la resistencia de un conductor es:

$R = \frac{\rho \times 2L}{A}$

El factor 2 tiene en cuenta tanto los conductores de suministro como de retorno en un circuito monofásico.

Enfoque de milésimas circulares:

$\Delta V = \frac{K \cdot P \cdot L \cdot I}{A}$

Esta forma usa la resistividad específica K en Ω·milésimas circulares/pie y el área del cable A en milésimas circulares, evitando la necesidad de una conversión de resistividad separada.

Fórmula simplificada para cobre:

$\Delta V = f \cdot I \cdot L$

donde f es un factor precomputado (voltios por amperio por 1000 pies) de la tabla de conductores a continuación, I es la corriente de carga en amperios, y L es la longitud del cable en un sentido en pies.

Variables

Resistividad Específica (Valores K)

Calculadora

Convertidor de unidades

Ejemplos de fuente

Ejemplo - Caída de tensión: para un circuito de cobre monofásico, la caída de tensión se calcula a partir de la resistencia del conductor, la corriente y la longitud de ida, con el camino de retorno incluido por la constante de fase. Ejemplo - Resistividad específica y caída de tensión: use el valor K del material en ohm-circular-mils por pie con el área del conductor en circular mils para evitar mezclar unidades SI y AWG.

Factores de caída de tensión para conductores de cobre

Tablas de Fuente Original Restauradas

Las siguientes tablas se restauran de la página de fuente original para preservar los datos de referencia completos.

Conductor de Cobre - Caída de Tensión

Notas de Ingeniería

• La temperatura importa. La resistencia del conductor aumenta con la temperatura. Use el valor K más alto para circuitos que operan por encima de 121 °F (49 °C).
• Conductores en paralelo. Para conexiones en paralelo, divida la corriente total por el número de caminos paralelos y calcule cada camino por separado.
• Recomendaciones del NEC. El NEC (NFPA 70) sugiere una caída de tensión máxima del 3% en circuitos derivados y un total del 5% (alimentador más circuito derivado combinado).
• Conductores de aluminio. El aluminio tiene aproximadamente 1.6× la resistividad del cobre; los valores K y factores anteriores reflejan esta diferencia.
• Tubería y efecto pelicular. A frecuencias más altas o en tubería ferromagnética, la resistencia efectiva aumenta. Las fórmulas aquí asumen CC o 60 Hz en canaletas no ferrosas.
• Límites de la fórmula simplificada. El método basado en factores está calibrado para cobre a temperaturas estándar de cableado de edificios. Para diseños con aluminio o temperaturas elevadas, use la fórmula de milés circulares con el valor K apropiado.

Referencias

• Engineering ToolBox — Caída de Tensión