Calcula el perfil de voltaje y la caída de tensión acumulada en líneas de distribución o ramales con múltiples cargas distribuidas (Normas NEC 210.19 / 215.2 e IEC 60364).
Tramos de Distribución y Cargas en Nodos
| Tramo | Distancia (m) | Calibre Conductor | Carga en Nodo (A) | Acción |
|---|
📊 Desglose por Tramo de Alimentación
| Tramo | Corriente Tramo | Caída Indiv. (V) | Caída Acum. (%) | Tensión en Nodo |
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¿Cómo se calcula la caída de tensión con múltiples cargas distribuidas?
En redes de distribución eléctrica (como alumbrado público, alimentadores comerciales o circuitos de distribución secundaria), las cargas no están concentradas al final de la línea, sino distribuidas en diferentes nodos o derivaciones.
Para calcular la caída de tensión exacta se aplica el principio de superposición, acumulando la caída provocada en cada tramo $i$ por la corriente total que circula aguas abajo ($I_{acumulada, i}$):
Donde:
• k: Factor de fase (2 para Monofásico 2 hilos, √3 ≈ 1.732 para Trifásico equilibrado).
• Iaguas_abajo: Suma de las corrientes de todas las cargas conectadas después del tramo $i$.
• Li: Longitud del tramo específico en metros.
• Ri, Xi: Resistencia y Reactancia inductiva efectiva del conductor en Ω/km.
• cos φ: Factor de potencia de las cargas.
Resistencia y Reactancia de Conductores (Tabla de Referencia NEC Ch. 9 Table 9)
A continuación se muestran los valores típicos de resistencia ($R$) a 75°C en canalización metálica/PVC para cables de Cobre y Aluminio:
| Calibre (AWG / kcmil) | Sección Approx. (mm²) | R Cobre (Ω/km) | R Aluminio (Ω/km) | Reactancia X (Ω/km) |
|---|---|---|---|---|
| 14 AWG | 2.08 mm² | 10.10 | 16.50 | 0.177 |
| 12 AWG | 3.31 mm² | 6.37 | 10.40 | 0.171 |
| 10 AWG | 5.26 mm² | 4.00 | 6.56 | 0.164 |
| 8 AWG | 8.37 mm² | 2.52 | 4.13 | 0.157 |
| 6 AWG | 13.30 mm² | 1.59 | 2.61 | 0.151 |
| 4 AWG | 21.15 mm² | 0.999 | 1.64 | 0.144 |
| 2 AWG | 33.63 mm² | 0.628 | 1.03 | 0.138 |
| 1/0 AWG | 53.49 mm² | 0.394 | 0.646 | 0.131 |
| 2/0 AWG | 67.43 mm² | 0.313 | 0.512 | 0.128 |
| 4/0 AWG | 107.2 mm² | 0.196 | 0.322 | 0.121 |
Recomendaciones para Líneas de Distribución con Múltiples Cargas
- Trazado escalonado de calibres: En líneas muy largas, los tramos iniciales soportan la corriente total de la red y requieren calibres mayores (ej. 2/0 AWG), mientras que los tramos finales pueden reducir su calibre al transportar menor amperaje.
- Límite del Código Eléctrico (NEC 210.19 / 215.2): Se recomienda que la caída de tensión en el alimentador no supere el 3%, y la caída combinada alimentador + circuito derivado no supere el 5% para evitar sobrecalentamientos y caídas de rendimiento en motores y luminarias.
Preguntas Frecuentes (FAQ)
¿Por qué no se debe calcular la caída usando solo la corriente promedio o total al final?
Si calculas la caída asumiendo que toda la corriente viaja hasta el último punto de la línea, sobreestimarás drásticamente la caída de tensión real. El cálculo por tramos refleja con exactitud la pérdida progresiva de amperaje a lo largo del alimentador.
¿Qué ocurre si el circuito alimenta motores o luminarias LED?
Los motores al arrancar demandan de 5 a 7 veces su corriente nominal, provocando caídas severas instantáneas (flicker). Por su parte, las luminarias LED o fuentes conmutadas son sensibles a caídas superiores al 5%, pudiendo parpadear o apagarse dinámicamente.