La caída de tensión en conductores eléctricos puede causar fallos, pérdidas de eficiencia y riesgos de seguridad. Calcularla correctamente, considerando la temperatura ambiente según el NEC, es esencial para instalaciones seguras.
Este artículo explica cómo calcular la caída de tensión con corrección por temperatura ambiente, usando fórmulas, tablas y ejemplos prácticos. Descubre cómo optimizar tus proyectos eléctricos cumpliendo la normativa NEC.
Calculadora con inteligencia artificial (IA) Calculadora de caída de tensión con corrección por temperatura ambiente (NEC )
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- Calcular la caída de tensión para un cable de cobre de 50 m, 20 A, 240 V, 40°C ambiente.
- ¿Cuál es la caída de tensión en un cable de aluminio de 100 m, 30 A, 120 V, 35°C?
- Determina el calibre necesario para limitar la caída de tensión al 3% en 60 m, 15 A, 230 V, 50°C.
- ¿Cómo afecta la temperatura ambiente de 45°C a la caída de tensión en un circuito de 80 m, 25 A, 220 V?
Tabla de valores comunes para la Calculadora de caída de tensión con corrección por temperatura ambiente (NEC )
| Material | Calibre (AWG/kcmil) | Resistencia a 75°C (Ω/km) | Resistencia a 90°C (Ω/km) | Capacidad de corriente (A) | Factor de corrección 30°C | Factor de corrección 40°C | Factor de corrección 50°C |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Cobre | 12 AWG | 5.211 | 5.211 | 25 | 1.00 | 0.91 | 0.82 |
| Cobre | 10 AWG | 3.277 | 3.277 | 35 | 1.00 | 0.91 | 0.82 |
| Cobre | 8 AWG | 2.061 | 2.061 | 50 | 1.00 | 0.91 | 0.82 |
| Cobre | 6 AWG | 1.296 | 1.296 | 65 | 1.00 | 0.91 | 0.82 |
| Cobre | 4 AWG | 0.815 | 0.815 | 85 | 1.00 | 0.91 | 0.82 |
| Aluminio | 12 AWG | 8.283 | 8.283 | 20 | 1.00 | 0.91 | 0.82 |
| Aluminio | 10 AWG | 5.211 | 5.211 | 30 | 1.00 | 0.91 | 0.82 |
| Aluminio | 8 AWG | 3.277 | 3.277 | 40 | 1.00 | 0.91 | 0.82 |
| Aluminio | 6 AWG | 2.061 | 2.061 | 55 | 1.00 | 0.91 | 0.82 |
| Aluminio | 4 AWG | 1.296 | 1.296 | 70 | 1.00 | 0.91 | 0.82 |
La tabla anterior muestra los valores más comunes de resistencia, capacidad de corriente y factores de corrección por temperatura ambiente según el NEC (National Electrical Code). Estos factores son fundamentales para ajustar la capacidad de los conductores y calcular la caída de tensión real en condiciones de temperatura elevadas.
Fórmulas para la Calculadora de caída de tensión con corrección por temperatura ambiente (NEC )
El cálculo de la caída de tensión con corrección por temperatura ambiente requiere aplicar varias fórmulas, considerando tanto la resistencia del conductor como los factores de corrección del NEC.
Caída de tensión (V) = (2 × L × I × R) / 1000
- L: Longitud del conductor (metros)
- I: Corriente (amperios)
- R: Resistencia del conductor (ohmios/km) a la temperatura de operación
Caída de tensión (V) = (√3 × L × I × R) / 1000
- √3: Raíz cuadrada de 3 (aprox. 1.732)
- Las demás variables son iguales a la fórmula monofásica.
Capacidad corregida (A) = Capacidad nominal (A) × Factor de corrección por temperatura
- Capacidad nominal (A): Según tabla NEC 310.16
- Factor de corrección: Según tabla de factores de corrección por temperatura ambiente
RT = R20 × [1 + α × (T – 20)]
- RT: Resistencia a la temperatura T (°C)
- R20: Resistencia a 20°C
- α: Coeficiente de temperatura (Cobre: 0.00393/°C, Aluminio: 0.00403/°C)
- T: Temperatura ambiente (°C)
Valores comunes de variables:
- L: 10 a 200 metros (según la instalación)
- I: 10 a 100 amperios (según la carga)
- R: Según calibre y material (ver tabla anterior)
- Factor de corrección: 1.00 (30°C), 0.91 (40°C), 0.82 (50°C)
Ejemplos del mundo real de la Calculadora de caída de tensión con corrección por temperatura ambiente (NEC )
Ejemplo 1: Instalación residencial en clima cálido
Supongamos una vivienda en una zona donde la temperatura ambiente alcanza los 40°C. Se requiere alimentar una bomba de agua de 20 A a 120 V, ubicada a 50 metros del tablero eléctrico. El cable es de cobre, calibre 8 AWG.
- Datos:
- Longitud (L): 50 m
- Corriente (I): 20 A
- Voltaje: 120 V
- Material: Cobre
- Calibre: 8 AWG
- Resistencia a 75°C: 2.061 Ω/km
- Temperatura ambiente: 40°C
- Factor de corrección: 0.91
Paso 1: Calcular la capacidad de corriente corregida:
- Capacidad nominal 8 AWG cobre: 50 A
- Capacidad corregida = 50 A × 0.91 = 45.5 A
Paso 2: Calcular la caída de tensión:
- Caída de tensión = (2 × 50 × 20 × 2.061) / 1000 = (2 × 50 × 20 × 2.061) / 1000 = 4.122 V
- Porcentaje de caída = (4.122 / 120) × 100 = 3.44%
Conclusión: La caída de tensión es aceptable (menor al 5% recomendado por el NEC). El cable cumple con la capacidad de corriente corregida.
Ejemplo 2: Alimentación de motor industrial en ambiente caluroso
Un motor trifásico de 30 A, 220 V, se instalará a 100 metros del tablero, en un ambiente de 50°C. Se utilizará cable de aluminio, calibre 4 AWG.
- Datos:
- Longitud (L): 100 m
- Corriente (I): 30 A
- Voltaje: 220 V
- Material: Aluminio
- Calibre: 4 AWG
- Resistencia a 75°C: 1.296 Ω/km
- Temperatura ambiente: 50°C
- Factor de corrección: 0.82
Paso 1: Capacidad nominal 4 AWG aluminio: 70 A
- Capacidad corregida = 70 A × 0.82 = 57.4 A
Paso 2: Calcular la caída de tensión trifásica:
- Caída de tensión = (1.732 × 100 × 30 × 1.296) / 1000 = (1.732 × 100 × 30 × 1.296) / 1000 = 6.74 V
- Porcentaje de caída = (6.74 / 220) × 100 = 3.06%
Conclusión: La caída de tensión está dentro del límite recomendado. El cable soporta la corriente corregida por temperatura.
Factores adicionales a considerar en la Calculadora de caída de tensión con corrección por temperatura ambiente (NEC )
- El NEC recomienda que la caída de tensión no exceda el 3% para circuitos derivados y el 5% para el total del sistema.
- La resistencia del conductor aumenta con la temperatura, por lo que es fundamental aplicar la corrección adecuada.
- El tipo de aislamiento del cable (THHN, XHHW, etc.) puede afectar la capacidad de corriente y la resistencia.
- En instalaciones largas o con altas corrientes, es recomendable sobredimensionar el conductor para minimizar pérdidas.
- Utilizar siempre tablas y factores actualizados del NEC y consultar fuentes oficiales como NFPA 70 (NEC).
La correcta aplicación de la calculadora de caída de tensión con corrección por temperatura ambiente (NEC) garantiza instalaciones eléctricas seguras, eficientes y conformes a la normativa vigente. Utiliza siempre datos actualizados y consulta a un profesional certificado para proyectos críticos.