La caída de tensión en motores eléctricos es crítica para la eficiencia y seguridad de instalaciones industriales. Un cálculo preciso garantiza el cumplimiento de normativas como NEC y NTC 2050.
Este artículo explica cómo calcular la caída de tensión en motores eléctricos según NEC y NTC 2050. Encontrarás fórmulas, tablas, ejemplos y una calculadora inteligente.
Calculadora con inteligencia artificial (IA) Calculadora de caída de tensión en motores eléctricos – NEC, NTC 2050
- ¡Hola! ¿En qué cálculo, conversión o pregunta puedo ayudarte?
- Calcular la caída de tensión para un motor trifásico de 15 HP, 220 V, 50 m, cable THW calibre 8 AWG.
- ¿Cuál es la caída de tensión en un motor monofásico de 5 HP, 127 V, 30 m, cable 6 AWG?
- Determinar el calibre de conductor para un motor de 10 HP, 440 V, 100 m, caída máxima 3%.
- ¿Qué caída de tensión se obtiene en un motor de 20 HP, 220 V, 80 m, cable 4 AWG?
Tablas de valores comunes para la Calculadora de caída de tensión en motores eléctricos – NEC, NTC 2050
Las siguientes tablas presentan valores típicos de caída de tensión, corrientes y calibres de conductores para motores eléctricos, basados en las normativas NEC y NTC 2050. Estas tablas son útiles para seleccionar el conductor adecuado y verificar el cumplimiento de los límites de caída de tensión recomendados (generalmente 3% para motores).
| Potencia Motor (HP) | Tensión (V) | Corriente Nominal (A) | Calibre Sugerido (AWG) | Longitud (m) | Caída de Tensión (%) | Caída de Tensión (V) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 3 | 220 | 10.2 | 12 | 30 | 2.1 | 4.6 |
| 5 | 220 | 15.2 | 10 | 40 | 2.8 | 6.2 |
| 7.5 | 220 | 22 | 8 | 50 | 3.0 | 6.6 |
| 10 | 220 | 28 | 6 | 60 | 3.2 | 7.0 |
| 15 | 220 | 42 | 4 | 70 | 3.5 | 7.7 |
| 20 | 220 | 54 | 3 | 80 | 3.8 | 8.4 |
| 25 | 220 | 68 | 2 | 90 | 4.0 | 8.8 |
| 30 | 220 | 80 | 1 | 100 | 4.2 | 9.2 |
| 3 | 440 | 5.1 | 14 | 30 | 1.1 | 4.8 |
| 5 | 440 | 7.6 | 12 | 40 | 1.4 | 6.2 |
| 10 | 440 | 14 | 10 | 60 | 1.9 | 8.4 |
| 15 | 440 | 21 | 8 | 70 | 2.2 | 9.7 |
| 20 | 440 | 27 | 6 | 80 | 2.5 | 11.0 |
| 25 | 440 | 34 | 4 | 90 | 2.8 | 12.3 |
| 30 | 440 | 40 | 3 | 100 | 3.0 | 13.2 |
Estos valores son aproximados y pueden variar según la temperatura, tipo de conductor y condiciones de instalación. Para mayor precisión, consulta las tablas de la NEC (National Electrical Code) y la NTC 2050.
Fórmulas para la Calculadora de caída de tensión en motores eléctricos – NEC, NTC 2050
El cálculo de la caída de tensión en motores eléctricos se basa en fórmulas específicas para sistemas monofásicos y trifásicos. A continuación, se presentan las fórmulas recomendadas por la NEC y la NTC 2050, junto con la explicación detallada de cada variable.
Fórmula para sistemas monofásicos
- L: Longitud del conductor (metros)
- I: Corriente (amperios)
- R: Resistencia del conductor (ohmios/km, según tabla NEC/NTC 2050)
- El factor 2 considera el trayecto de ida y vuelta de la corriente.
Valores comunes de R para cobre a 75°C:
- 14 AWG: 2.53 Ω/km
- 12 AWG: 1.59 Ω/km
- 10 AWG: 0.999 Ω/km
- 8 AWG: 0.628 Ω/km
- 6 AWG: 0.395 Ω/km
- 4 AWG: 0.249 Ω/km
- 2 AWG: 0.156 Ω/km
- 1 AWG: 0.124 Ω/km
- 1/0 AWG: 0.0983 Ω/km
Fórmula para sistemas trifásicos
- √3: Raíz cuadrada de 3 (aprox. 1.732), por la naturaleza de sistemas trifásicos.
- Las demás variables son iguales a la fórmula monofásica.
Para conductores de aluminio, la resistencia es mayor. Por ejemplo, 4 AWG aluminio: 0.404 Ω/km.
Fórmula para porcentaje de caída de tensión
- El resultado debe ser menor o igual al 3% para motores, según NEC y NTC 2050.
Selección del calibre de conductor
Para seleccionar el calibre adecuado, se debe cumplir con:
- Capacidad de corriente (ampacidad) según tablas NEC/NTC 2050.
- Caída de tensión máxima permitida (usualmente 3%).
Si la caída de tensión supera el 3%, se debe aumentar el calibre del conductor.
Ejemplos del mundo real: Aplicación de la Calculadora de caída de tensión en motores eléctricos – NEC, NTC 2050
Ejemplo 1: Motor trifásico de 15 HP, 220 V, 70 m, cable 4 AWG cobre
- Potencia: 15 HP
- Tensión: 220 V
- Corriente nominal: 42 A (según tabla NEC)
- Longitud: 70 m
- Calibre: 4 AWG cobre
- Resistencia (R): 0.249 Ω/km
Aplicando la fórmula trifásica:
Calculando:
- 1.732 × 70 = 121.24
- 121.24 × 42 = 5092.08
- 5092.08 × 0.249 = 1267.91
- 1267.91 / 1000 = 1.27 V
Porcentaje de caída de tensión:
Resultado: La caída de tensión es de 1.27 V (0.58%), muy por debajo del 3% permitido. El calibre 4 AWG es adecuado.
Ejemplo 2: Motor monofásico de 5 HP, 127 V, 30 m, cable 6 AWG cobre
- Potencia: 5 HP
- Tensión: 127 V
- Corriente nominal: 37 A (según tabla NEC)
- Longitud: 30 m
- Calibre: 6 AWG cobre
- Resistencia (R): 0.395 Ω/km
Aplicando la fórmula monofásica:
Calculando:
- 2 × 30 = 60
- 60 × 37 = 2220
- 2220 × 0.395 = 877.9
- 877.9 / 1000 = 0.88 V
Porcentaje de caída de tensión:
Resultado: La caída de tensión es de 0.88 V (0.69%), muy por debajo del 3% permitido. El calibre 6 AWG es adecuado.
Consideraciones adicionales y recomendaciones prácticas
- La temperatura ambiente afecta la resistencia del conductor; a mayor temperatura, mayor resistencia y caída de tensión.
- El tipo de aislamiento (THW, THHN, XHHW) puede influir en la ampacidad, pero no en la resistencia.
- Para distancias largas, es recomendable sobredimensionar el conductor para reducir la caída de tensión.
- En instalaciones críticas, se recomienda una caída de tensión menor al 3%.
- Consulta siempre las tablas actualizadas de la NEC y la NTC 2050 para valores precisos.
Para más información técnica y tablas actualizadas, consulta los siguientes recursos de autoridad:
- NFPA 70: National Electrical Code (NEC)
- NTC 2050: Código Eléctrico Colombiano
- Engineering Toolbox: Voltage Drop Calculations
La correcta selección del conductor y el cálculo de la caída de tensión son esenciales para la seguridad, eficiencia y cumplimiento normativo en instalaciones eléctricas con motores.