Determina la pérdida de voltaje en circuitos monofásicos y trifásicos para conductores de Cobre y Aluminio según el estándar NEC.
¿Qué es la Caída de Tensión y por qué ocurre?
La caída de tensión (o caída de voltaje) es la reducción de potencial eléctrico que experimenta la corriente al circular a través de los conductores desde la fuente de alimentación (tablero principal) hasta la carga conectada (motores, luminarias, equipos). Todos los cables ofrecen una resistencia física al paso de los electrones según la ley de Ohm ($V = I \times R$).
Límites Recomendados por la Norma NEC / NFPA 70
El Código Eléctrico Nacional (NEC Artículos 210.19(A) y 215.2(A)) establece recomendaciones claras para mantener el rendimiento energético y evitar sobrecalentamientos:
Circuito Derivado (Branch Circuit): Máximo 3% de caída de tensión desde el último panel de distribución hasta la carga final.
Alimentador Principal (Feeder): Máximo 2% entre el contador de acometida y el tablero secundario.
Caída Total Combinada (Feeder + Branch): No debe superar el 5% de la tensión nominal del sistema.
Fórmulas para Calcular Caída de Tensión
Los cálculos varían según si el sistema es Monofásico (2 conductores de corriente) o Trifásico (3 conductores equilibrados):
Sistema Monofásico:
Sistema Trifásico Equilibrado:
* Donde L es la distancia en metros o pies, I es la corriente en Amperios y R es la resistencia por cada 1000 unidades de longitud.
Tabla de Resistencia Eléctrica de Conductores de Cobre (THHN a 75°C)
| Calibre AWG / kcmil | Sección Transversal | Resistencia Cobre (Ω / km) | Corriente Máx. Acometida (75°C) |
|---|---|---|---|
| AWG 14 | 2.08 mm² | 10.10 Ω/km | 15 A |
| AWG 12 | 3.31 mm² | 6.36 Ω/km | 20 A |
| AWG 10 | 5.26 mm² | 3.97 Ω/km | 30 A |
| AWG 8 | 8.37 mm² | 2.52 Ω/km | 50 A |
| AWG 6 | 13.30 mm² | 1.58 Ω/km | 65 A |
| AWG 4 | 21.20 mm² | 1.00 Ω/km | 85 A |
| AWG 2 | 33.60 mm² | 0.62 Ω/km | 115 A |
| AWG 1/0 | 53.50 mm² | 0.39 Ω/km | 150 A |
| AWG 4/0 | 107.0 mm² | 0.19 Ω/km | 230 A |
Preguntas Frecuentes sobre Pérdida de Volatje (FAQ)
¿Qué sucede si opero un motor eléctrico con una caída de tensión superior al 5%?
Un voltaje reducido hace que el motor absorba más amperaje para mantener la misma potencia mecánica output, sobrecalentando los devanados internos y reduciendo drásticamente la vida útil del equipo o disparando las protecciones térmicas constantemente.
¿Por qué el Cobre presenta menor caída de tensión que el Aluminio?
El cobre tiene una resistividad eléctrica inherentemente menor que el aluminio ($\approx 1.72 \times 10^{-8} \ \Omega\cdot m$ frente a $\approx 2.82 \times 10^{-8} \ \Omega\cdot m$). Para igualar la caída de tensión del cobre, un cable de aluminio requiere aproximadamente 2 calibres comerciales mayores.