La correcta selección del calibre de cable en sistemas de iluminación LED es vital para la seguridad eléctrica. Una mala elección puede causar caídas de tensión, sobrecalentamiento y fallas en la instalación.
Este artículo te guiará paso a paso en el cálculo de cables para iluminación LED según NEC y NTC 2050, con ejemplos, fórmulas y tablas prácticas.
Calculadora con inteligencia artificial (IA) – Calculadora de cables para sistemas de iluminación LED – NEC, NTC 2050
- ¿Qué calibre de cable necesito para 20 metros, 300W de LED a 120V, según NTC 2050?
- Calcular caída de tensión y calibre para 50 metros, 100W de LED, 220V, NEC.
- ¿Qué sección de cable usar para 10 luminarias LED de 30W cada una, 127V, 30 metros?
- ¿Cuál es el cable adecuado para 500W de LED, 100 metros, 240V, caída máxima 3%?
Tablas de calibres y parámetros comunes para sistemas de iluminación LED según NEC y NTC 2050
| Potencia Total (W) | Voltaje (V) | Distancia (m) | Corriente (A) | Caída de Tensión Máxima (%) | Calibre AWG Sugerido (Cobre) | Sección (mm²) | Capacidad de Corriente (A) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 60 | 120 | 10 | 0.5 | 3 | 18 | 0.82 | 10 |
| 120 | 120 | 20 | 1 | 3 | 16 | 1.31 | 13 |
| 240 | 120 | 30 | 2 | 3 | 14 | 2.08 | 18 |
| 300 | 120 | 40 | 2.5 | 3 | 12 | 3.31 | 25 |
| 500 | 220 | 50 | 2.3 | 3 | 14 | 2.08 | 18 |
| 1000 | 220 | 100 | 4.5 | 3 | 10 | 5.26 | 35 |
| 1500 | 220 | 150 | 6.8 | 3 | 8 | 8.37 | 50 |
| 2000 | 220 | 200 | 9.1 | 3 | 6 | 13.3 | 65 |
| 3000 | 220 | 300 | 13.6 | 3 | 4 | 21.2 | 85 |
| 5000 | 220 | 500 | 22.7 | 3 | 2 | 33.6 | 115 |
La tabla anterior muestra valores típicos para instalaciones de iluminación LED, considerando distancias, potencias y voltajes comunes en proyectos residenciales, comerciales e industriales. Los calibres sugeridos cumplen con NEC y NTC 2050, considerando una caída de tensión máxima del 3%.
Fórmulas para el cálculo de cables en sistemas de iluminación LED – NEC, NTC 2050
El cálculo del calibre de cable para sistemas de iluminación LED requiere considerar la corriente, la caída de tensión permitida y la capacidad de conducción del cable. A continuación, se presentan las fórmulas fundamentales:
1. Cálculo de la corriente total
- Potencia total (W): Suma de la potencia de todas las luminarias LED.
- Voltaje (V): Tensión nominal del sistema (típicamente 120V, 127V, 220V o 240V).
- Corriente (A): Resultado en amperios.
2. Cálculo de caída de tensión
- Longitud del cable (m): Distancia desde el tablero hasta la última luminaria.
- Corriente (A): Calculada previamente.
- Resistencia del conductor (Ω/km): Depende del material y calibre (ver tabla siguiente).
3. Selección del calibre de cable
El calibre debe cumplir dos condiciones:
- Soportar la corriente calculada (ver tablas de capacidad de corriente según NEC/NTC 2050).
- Garantizar que la caída de tensión no supere el 3% del voltaje nominal.
4. Fórmula para sección mínima del conductor
- ρ (Resistividad): 0.0178 Ω·mm²/m para cobre, 0.0282 Ω·mm²/m para aluminio.
- Caída de tensión permitida (V): 3% del voltaje nominal (por ejemplo, 3.6V para 120V).
5. Tabla de resistencias típicas de conductores de cobre
| Calibre AWG | Sección (mm²) | Resistencia (Ω/km) | Capacidad de Corriente (A) |
|---|---|---|---|
| 18 | 0.82 | 21.8 | 10 |
| 16 | 1.31 | 13.7 | 13 |
| 14 | 2.08 | 8.62 | 18 |
| 12 | 3.31 | 5.44 | 25 |
| 10 | 5.26 | 3.43 | 35 |
| 8 | 8.37 | 2.16 | 50 |
| 6 | 13.3 | 1.36 | 65 |
| 4 | 21.2 | 0.86 | 85 |
| 2 | 33.6 | 0.54 | 115 |
Para más información sobre tablas de capacidad de corriente y resistencias, consulta la NFPA 70 (NEC) y la NTC 2050.
Explicación detallada de variables y valores comunes
- Potencia total (W): Suma de la potencia de todas las luminarias LED conectadas en el circuito.
- Voltaje (V): Tensión de alimentación del sistema, comúnmente 120V, 127V, 220V o 240V.
- Distancia (m): Longitud total del cable desde el tablero hasta la última luminaria.
- Corriente (A): Potencia total dividida por el voltaje.
- Caída de tensión máxima (%): Por normativa, no debe superar el 3% para iluminación.
- Calibre AWG: Tamaño del cable según el American Wire Gauge, estándar en NEC y NTC 2050.
- Sección (mm²): Área transversal del conductor, estándar internacional.
- Capacidad de corriente (A): Máxima corriente que puede transportar el cable sin sobrecalentarse.
- Resistencia (Ω/km): Oposición al paso de la corriente, depende del material y sección.
Ejemplos prácticos de cálculo de cables para sistemas de iluminación LED
Ejemplo 1: Instalación residencial – 10 luminarias LED de 20W, 127V, 30 metros
- Potencia total: 10 × 20W = 200W
- Voltaje: 127V
- Distancia: 30 metros
Paso 1: Calcular la corriente
Corriente = 200W / 127V = 1.57A
Paso 2: Calcular caída de tensión permitida
3% de 127V = 3.81V
Paso 3: Seleccionar calibre de cable
Usando la fórmula de caída de tensión:
Donde 8.62 Ω/km es la resistencia del cable AWG 14.
0.81V < 3.81V, por lo tanto, AWG 14 es adecuado.
Verificamos la capacidad de corriente: AWG 14 soporta 18A > 1.57A.
- Resultado: Usar cable AWG 14 (2.08 mm²) para esta instalación.
Ejemplo 2: Instalación comercial – 20 luminarias LED de 50W, 220V, 80 metros
- Potencia total: 20 × 50W = 1000W
- Voltaje: 220V
- Distancia: 80 metros
Paso 1: Calcular la corriente
Corriente = 1000W / 220V = 4.55A
Paso 2: Calcular caída de tensión permitida
3% de 220V = 6.6V
Paso 3: Seleccionar calibre de cable
Probamos con AWG 10 (5.26 mm², 3.43 Ω/km):
2.5V < 6.6V, por lo tanto, AWG 10 es adecuado.
Verificamos la capacidad de corriente: AWG 10 soporta 35A > 4.55A.
- Resultado: Usar cable AWG 10 (5.26 mm²) para esta instalación.
Consideraciones adicionales y recomendaciones
- Siempre verifica la capacidad de corriente del cable según la tabla de la norma aplicable (NEC o NTC 2050).
- Considera factores de corrección por temperatura y agrupamiento de cables.
- Para distancias largas, prioriza minimizar la caída de tensión para evitar pérdida de eficiencia y daños en los LED.
- Utiliza conductores de cobre para mayor eficiencia y menor resistencia.
- Consulta siempre las tablas oficiales y actualizadas de la NFPA 70 (NEC) y la NTC 2050.
La correcta selección del calibre de cable en sistemas de iluminación LED, siguiendo NEC y NTC 2050, garantiza seguridad, eficiencia y durabilidad. Utiliza las fórmulas, tablas y ejemplos presentados para realizar cálculos precisos y confiables en tus proyectos eléctricos.