Caída de tensión
La caída de tensión en un tendido de cobre a partir del calibre, la longitud, la corriente y la fase — con el porcentaje de caída y una verificación contra la meta del 3% para circuitos derivados, para que un tendido largo no deje sin alimentación a la carga.
Caída de tensión y dimensionamiento de conductor · cobre o aluminio, 1φ y 3φ
Vd = k·I·R·L/1000 (k = √3 3φ, 2 1φ) · aim ≤ 3%
Qué le da
Esta es la tensión que se pierde empujando corriente por un tendido de cobre de ida y vuelta — la diferencia entre la tensión en el tablero y la tensión que de verdad le llega a la carga. Capture la corriente, la longitud de un solo sentido, el calibre, la tensión de la fuente y la fase, y le regresa la caída en volts, la caída como porcentaje de la fuente, y la tensión que queda en la carga. En trifásico la caída es Vd = √3 × I × R × L ÷ 1000; en monofásico cambie el √3 por un factor de 2. R es la resistencia del conductor en ohms por cada 1000 pies, L es la longitud de un solo sentido en pies, y el factor de fase ya toma en cuenta el camino de regreso, así que la longitud del tendido se captura una sola vez.
Por qué importa el 3 por ciento
El NEC no obliga a un límite de caída de tensión, pero recomienda no más de 3 por ciento en un circuito derivado y 5 por ciento total entre alimentador y derivado. La razón es práctica: un motor alimentado con tensión baja jala más corriente para dar la misma potencia, trabaja más caliente y pierde par de arranque; las bobinas de los contactores castañetean; los calefactores y el alumbrado caen rápido porque la salida va con el cuadrado de la tensión. Cuando la calculadora marca un tendido arriba del 3 por ciento, el arreglo casi siempre es subir uno o dos calibres — más cobre significa menos R y una caída proporcionalmente menor.
Nota de campo — esto es un estimado con resistencia de CD
La fórmula usa nada más la resistencia de CD del conductor. Eso es exacto para conductores chicos y tendidos típicos, pero en conductores grandes (más o menos de 1/0 para arriba) cargando corriente alta, la reactancia de CA se le suma a la caída y esta cifra va a quedar un poco baja — para esos casos use una tabla basada en impedancia. La resistencia también sube con la temperatura, así que un conductor caliente cae un poco más que el valor de libro de 75 °C que se usa aquí. Y capture siempre la longitud de un solo sentido: el factor √3 o ×2 ya cubre el conductor de regreso, así que si usted duplica la longitud la está contando doble.
Ejemplo resuelto
Una carga de 20 A en 100 pies de cobre #10 a 240 V trifásico: con R = 1.24 Ω/1000 pies, la caída es 1.732 × 20 × 1.24 × 100 ÷ 1000 = 4.29 V, que es 1.79 por ciento y deja 235.7 V en la carga — cómodamente dentro de la meta del 3 por ciento. Ponga esa misma carga en #12 a 120 V monofásico y la película cambia: 2 × 20 × 1.98 × 100 ÷ 1000 = 7.92 V, o sea 6.6 por ciento — bien pasado del límite, y una señal clara de subir el calibre.
Cobre o aluminio — y resolver para el calibre
Cambie el material a aluminio y la calculadora mete la resistencia del aluminio, que anda como 60 por ciento más alta que la del cobre del mismo calibre — el aluminio #10 es 2.03 Ω/1000 pies contra 1.24 del cobre, así que el mismo tendido que caía 1.79 por ciento en cobre cae 2.93 por ciento en aluminio. Por eso un alimentador de aluminio normalmente se corre uno o dos calibres más grande que el cobre que usted habría escogido.
Cambie el modo a Resolver el calibre y el problema corre al revés: déle la corriente, la longitud, la tensión de la fuente, la fase, el material y un porcentaje de caída objetivo, y recorre la tabla AWG del más chico al más grande y le regresa el conductor más chico cuya caída todavía queda igual o debajo de su objetivo. Pídale 20 A en 100 pies a 240 V trifásico en cobre por debajo del 3 por ciento y cae en #12 (6.86 V, 2.86 por ciento) — el #14 se habría pasado con 4.53 por ciento. Es la forma rápida de dimensionar un tendido sin ir paso a paso por la tabla.