¿Qué parámetros son necesarios para calcular la caída de tensión monofásica con esta calculadora?

Para el cálculo se requieren la tensión de origen en voltios, la corriente de carga en amperios, la longitud unidireccional de la línea en metros, el factor de potencia cos φ de la carga y los valores de resistencia R y reactancia X del conductor en ohmios por kilómetro. De forma opcional se puede introducir un límite máximo admisible de caída de tensión para verificar el cumplimiento.

¿Cómo debo introducir la longitud de la línea en la calculadora?

La longitud a introducir es la distancia unidireccional entre el punto de alimentación y la carga, en metros. La calculadora aplica internamente el factor 2 en la fórmula para contemplar la ida y vuelta del circuito monofásico de dos conductores activos, por lo que no es necesario duplicar manualmente la longitud.

¿Qué sucede si no conozco con precisión la reactancia X del conductor?

Si no se conoce con precisión la reactancia X, en circuitos de baja tensión y longitudes moderadas se puede considerar un valor aproximado pequeño o incluso X igual a cero, asumiendo que la componente resistiva domina la caída de tensión. No obstante, para estudios más precisos o en líneas largas es recomendable utilizar valores de R y X procedentes de las hojas de datos del fabricante o de normas técnicas.

¿Cómo interpreto el resultado de caída de tensión porcentual respecto a un límite normativo?

La calculadora entrega la caída de tensión tanto en voltios como en porcentaje respecto a la tensión de origen. Si además se introduce un valor de caída máxima admisible en porcentaje, el resultado indica si el diseño cumple o no dicho criterio. Si la caída calculada supera el límite, se recomienda revisar la sección del conductor, la longitud del tendido o la corriente de diseño para reducir la caída de tensión.

Calculadora de caída de tensión monofásica R/X y distancia

Calculadora para caída de tensión monofásica según resistencia, reactancia, corriente y longitud con precisión normativa.

Método práctico y detallado para ingenieros eléctricos, instaladores y diseñadores de circuitos respetando normas vigentes.

Calculadora de caída de tensión monofásica a partir de R, X y distancia

Tensión de origen (V)

Corriente de carga (A)

Longitud de la línea (m)

Factor de potencia cos φ (adimensional)

Resistencia R (Ω/km)

Reactancia X (Ω/km)

Opciones avanzadas

Caída de tensión máxima admisible (%)

Material del conductor

Sección del conductor (mm²)

Nivel de tensión del sistema

Puede subir una foto de placa de datos o diagrama eléctrico para sugerir valores aproximados de tensión, corriente y factor de potencia.

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Introduzca los datos eléctricos básicos para calcular la caída de tensión monofásica.

Fórmulas utilizadas (sistema monofásico 2 hilos, ida y vuelta):

Conversión de longitud: L_km = L_m / 1000
Cálculo de sin φ: sin φ = raíz cuadrada (1 − cos² φ)
Impedancia por kilómetro: Z = raíz cuadrada (R² + X²)
Caída de tensión absoluta: ΔV = 2 · I · (R · cos φ + X · sin φ) · L_km [V]
Caída de tensión relativa: ΔV(%) = (ΔV / V_origen) · 100 [%]
Tensión en bornes de la carga: V_carga = V_origen − ΔV [V]
Comparación con límite admisible (si se introduce): margen = ΔV_max_admisible(%) − ΔV(%)

Donde: V_origen en voltios, I en amperios, R y X en ohmios por kilómetro (Ω/km), L_m en metros, L_km en kilómetros, cos φ adimensional.

Material	Sección (mm²)	R típico a 20 °C (Ω/km)	X típica (Ω/km)	Aplicación típica
Cobre	2.5	≈ 7.41	≈ 0.08	Circuitos de tomacorrientes domiciliarios
Cobre	6	≈ 3.08	≈ 0.07	Alimentación de pequeños tableros
Cobre	16	≈ 1.15	≈ 0.06	Alimentadores de baja tensión de mayor potencia
Aluminio	25	≈ 1.20	≈ 0.10	Redes aéreas de distribución BT

¿Qué longitud debo considerar en la fórmula de caída de tensión?: Se utiliza la longitud unidireccional entre el origen y la carga, ya que el factor 2 de la fórmula contempla el trayecto de ida y vuelta en sistemas monofásicos de 2 conductores activos.
¿Qué ocurre si no conozco la reactancia X del conductor?: En circuitos de baja tensión de longitud moderada se puede aproximar X ≈ 0 o usar valores típicos de tablas. Esta calculadora permite introducir directamente X en Ω/km; si no se conoce, puede dejarse en un valor bajo aproximado.
¿Cómo interpreto el límite de caída de tensión máxima admisible?: Es el porcentaje máximo de caída de tensión permitido entre el origen y la carga respecto a la tensión nominal. Si la caída calculada supera ese valor, se recomienda aumentar sección, acortar longitud o reducir corriente de diseño.
¿Qué diferencia hay entre la tensión de origen y la tensión en carga?: La tensión de origen es la tensión nominal disponible en el tablero o punto de alimentación. La tensión en carga es la tensión que realmente verá el receptor tras la caída de tensión en los conductores.

Fundamento y formulación matemática de la caída de tensión monofásica

En un circuito monofásico el desplazamiento de tensión entre origen y carga proviene de la impedancia total recorrida por la corriente. La impedancia por conductor Z = R + jX se multiplica por la corriente compleja I y la caída compleja se proyecta sobre la referencia de tensión del sistema.

Para instalaciones prácticas se emplean expresiones escalarizadas en función del factor de potencia (cos φ) para obtener la caída de tensión efectiva en voltios. Estas expresiones permiten comparar con límites normativos y dimensionar conductores.

Calculadora de caida de tension monofasica R X Y distancia para instalaciones eléctricas

Ecuaciones básicas (forma aplicada)

Si R' y X' son la resistencia y reactancia por unidad de longitud (Ω/m) y L la distancia unidireccional (m), la caída de tensión en magnitud se calcula como:

ΔV = I × 2 × L × (R' × cos φ + X' × sin φ)

Expresiones equivalentes:

R_total = 2 × R' × L

X_total = 2 × X' × L

ΔV = I × (R_total × cos φ + X_total × sin φ)

Porcentaje de caída respecto a la tensión nominal Vnom:

%ΔV = (ΔV / Vnom) × 100

Definición de variables y valores típicos

I: corriente activa (A).
R', X': resistencia y reactancia por metro (Ω/m). Si se dispone de Ω/km, convertir dividiendo por 1000.
L: distancia unidireccional desde la fuente hasta la carga (m). La fórmula incluye ida y vuelta multiplicando por 2.
φ: ángulo de fase entre tensión y corriente; cos φ corresponde al factor de potencia.
Vnom: tensión nominal del sistema (V), por ejemplo 230 V monofásico.
ΔV: caída de tensión en voltios causada por la circulación de la corriente.

Para cálculos de temperatura de la resistencia:

R_T = R_20 × [1 + α × (T - 20)]

R_T: resistencia a la temperatura T (Ω).
R_20: resistencia a 20 °C (Ω).
α: coeficiente de temperatura (cobre ≈ 0.00393/°C, aluminio ≈ 0.00403/°C).
T: temperatura de operación (°C).

Tablas de parámetros eléctricos comunes

Las siguientes tablas muestran valores típicos de resistencia a 20 °C y reactancia por kilómetro para cables de cobre aislados y conductores aéreos. Use estos valores para estimaciones rápidas; emplee datos del fabricante para proyectos definitivos.

Sección (mm²)	R_20 (Ω/km)	X (Ω/km) aproximada	R' (Ω/m)	X' (Ω/m)
1,5	12,1	0,08	0,01210	0,00008
2,5	7,41	0,08	0,00741	0,00008
4	4,61	0,08	0,00461	0,00008
6	3,08	0,08	0,00308	0,00008
10	1,83	0,08	0,00183	0,00008
16	1,15	0,08	0,00115	0,00008
25	0,727	0,08	0,000727	0,00008
35	0,524	0,08	0,000524	0,00008
50	0,387	0,08	0,000387	0,00008
70	0,268	0,08	0,000268	0,00008
95	0,193	0,08	0,000193	0,00008

Nota: la reactancia X por km para instalaciones de baja tensión con cables en tubo o bandeja suele situarse alrededor de 0,06–0,10 Ω/km; para líneas aéreas la X es sensiblemente mayor y depende del separamiento y conductor.

Tipo conductor	Sección o tipo	R (Ω/km) aprox.	X (Ω/km) aprox.
Aislado cobre (bajo	varias	0,193–12,1	0,06–0,10
Aislado aluminio	similar	~1,5×R_cobre	0,06–0,12
Aéreo AAC	25 mm²	~1,02	~0,35
Aéreo ACSR	50 mm²	~0,3–0,5	~0,35–0,45

Consideraciones prácticas para dimensionado y límites normativos

Las normas fijan criterios sobre la caída de tensión máxima admisible. En muchas regulaciones europeas y nacionales (p. ej. REBT en España) se recomienda que la caída total en circuitos finales no supere 4% (o 3% para circuitos críticos) en instalaciones de BT; otras guías aceptan hasta 5% para consumidores generales.

REBT (España): recomendaciones recogidas en instrucciones técnicas complementarias. Ver documento oficial en BOE.
IEC 60364-5-52: criterios para selección de conductores incluyendo límite de caída de tensión.
IEC 60228: características de conductores (resistividad y tolerancias).
NEC/NFPA (EE. UU.): recomendaciones y requisitos locales relacionados con caídas de tensión.

En proyectos se debe comprobar: caída total, capacidad de corriente del conductor, protecciones y coordinación térmica. Si la caída excede límites, aumentar sección, reducir longitud, utilizar conductor con menor resistividad (cobre frente a aluminio) o instalar transformador más cercano.

Algoritmo paso a paso para una calculadora de caída de tensión monofásica

Introducir: I (A), L (m), Vnom (V), sección/tipo de conductor, cos φ, temperatura de servicio si se corrige resistencia.
Obtener R_20 y X por km desde tabla o base de datos; convertir a Ω/m (dividir por 1000).
Si T ≠ 20 °C, aplicar corrección: R_T = R_20 × [1 + α × (T - 20)] y convertir a Ω/m.
Calcular R_total = 2 × R' × L y X_total = 2 × X' × L.
Calcular ΔV = I × (R_total × cos φ + X_total × sin φ).
Calcular %ΔV = (ΔV / Vnom) × 100 y comparar con límites normativos.
Si supera límite, proponer alternativas: sección superior, conductor de menor resistividad o reducción de longitud.

Ejemplos reales desarrollados

Caso 1 — Vivienda: circuito monofásico a 230 V, 20 A, L = 50 m, conductor 2,5 mm²

Datos:

Vnom = 230 V.
I = 20 A.
L = 50 m (unidireccional).
Sección = 2,5 mm²; R_20 = 7,41 Ω/km → R' = 7,41/1000 = 0,00741 Ω/m.
Reactancia estimada X = 0,08 Ω/km → X' = 0,00008 Ω/m.
Factor de potencia cos φ = 0,95 → sin φ = sqrt(1 - 0,95²) = 0,3122.

Cálculo paso a paso:

1) R_total = 2 × R' × L = 2 × 0,00741 × 50 = 0,741 Ω

2) X_total = 2 × X' × L = 2 × 0,00008 × 50 = 0,008 Ω

3) Componente resistiva ponderada = R_total × cos φ = 0,741 × 0,95 = 0,70395 Ω

4) Componente reactiva ponderada = X_total × sin φ = 0,008 × 0,3122 = 0,0024976 Ω

5) ΔV = I × (componente resistiva + componente reactiva) = 20 × (0,70395 + 0,0024976) = 20 × 0,7064476 = 14,12895 V

6) %ΔV = (14,12895 / 230) × 100 = 6,14 %

Interpretación: La caída de tensión estimada (≈6,14%) supera el umbral recomendado de 3–4% para circuitos finales domésticos. Soluciones habituales:

Aumentar la sección a 4 mm² o 6 mm² y recalcular.
Reducir la longitud del circuito o colocar la alimentación más cerca del punto de consumo.
Usar conductor con menor resistividad (cobre de alta calidad) o paralelo de conductores.

Comparación rápida: si se usa 4 mm² (R_20 = 4,61 Ω/km → R' = 0,00461 Ω/m):

R_total = 2 × 0,00461 × 50 = 0,461 Ω

Componente resistiva = 0,461 × 0,95 = 0,43795 Ω

ΔV ≈ 20 × (0,43795 + 0,0024976) = 8,80 V → %ΔV ≈ 3,83% (aceptable en muchos casos).

Caso 2 — Alimentación monofásica industrial: 230 V, 50 A, L = 200 m, ajustar sección

Datos iniciales:

Vnom = 230 V.
I = 50 A.
L = 200 m.
Sección inicial = 16 mm²; R_20 = 1,15 Ω/km → R' = 0,00115 Ω/m.
X' estimada = 0,00008 Ω/m.
Cos φ = 0,8 → sin φ = 0,6.

Cálculo con 16 mm²:

R_total = 2 × 0,00115 × 200 = 0,46 Ω

X_total = 2 × 0,00008 × 200 = 0,032 Ω

Resistiva ponderada = 0,46 × 0,8 = 0,368 Ω

Reactiva ponderada = 0,032 × 0,6 = 0,0192 Ω

ΔV = 50 × (0,368 + 0,0192) = 50 × 0,3872 = 19,36 V

%ΔV = (19,36 / 230) × 100 = 8,41 %

Interpretación: 8,41% es inaceptable para la mayoría de instalaciones industriales. Probar sección mayor, por ejemplo 50 mm²:

Para 50 mm², R_20 = 0,387 Ω/km → R' = 0,000387 Ω/m.

R_total = 2 × 0,000387 × 200 = 0,1548 Ω

X_total ≈ 0,032 Ω (reactancia apenas cambia con sección en cables agrupados; mantenemos la misma estimación)

Resistiva ponderada = 0,1548 × 0,8 = 0,12384 Ω

Reactiva ponderada = 0,032 × 0,6 = 0,0192 Ω

ΔV = 50 × (0,12384 + 0,0192) = 50 × 0,14304 = 7,152 V

%ΔV = (7,152 / 230) × 100 = 3,11 %

Solución: con 50 mm² la caída queda en 3,11%, dentro de límites recomendados. Además, verificar capacidad térmica del conductor y protecciones.

Verificación térmica y corrección por temperatura

La resistencia aumenta con temperatura. Si el conductor trabaja a temperaturas superiores a 20 °C (enterrado, agrupado, ambientes cálidos), la caída real será mayor. Aplicar:

R_T = R_20 × [1 + α × (T - 20)]

Ejemplo rápido: 2,5 mm² a 60 °C, α_cobre = 0,00393/°C:

R_60 = 7,41 Ω/km × [1 + 0,00393 × (60 - 20)] = 7,41 × [1 + 0,1572] = 7,41 × 1,1572 ≈ 8,576 Ω/km

Esto incrementa la caída proporcionalmente y debe tenerse en cuenta en diseño.

Errores habituales y recomendaciones técnicas

No considerar ida y vuelta (multiplicar por 2): muchos cálculos olvidan el retorno y subestiman la caída.
Ignorar el factor de potencia: si la carga es inductiva, la componente reactiva puede dominar la caída.
Usar tablas genéricas sin comprobar condiciones de instalación: la reactancia varía con el agrupamiento, el tipo de aislamiento y la geometría.
No corregir la resistencia por temperatura de servicio ni por el envejecimiento o condición real del conductor.
Dimensionar solo por caída y olvidar la capacidad de corriente y coordinación con protecciones.

Recursos normativos y fuentes de referencia

IEC 60364-5-52: Electrical installations of buildings — Selection and erection of electrical equipment — Wiring systems (criterios de caída de tensión). Disponible en IEC: https://www.iec.ch
IEC 60228: Conductors of insulated cables — características eléctricas y tolerancias. Disponible en IEC: https://www.iec.ch
Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión (REBT) — Real Decreto 842/2002 (España): texto consolidado en BOE. https://www.boe.es/eli/es/rd/2002/08/24/842
NEC (NFPA 70) y guías de caída de tensión en Estados Unidos (National Fire Protection Association): https://www.nfpa.org
IEEE Std y publicaciones técnicas sobre dimensionado y calidad de suministro: https://standards.ieee.org

Implementación práctica en una calculadora

Para integrar la fórmula en una calculadora web o herramienta técnica, siga estas recomendaciones:

Solicite entradas claras: I, L, Vnom, sección/tipo, cos φ, temperatura, y si se desea calcular %ΔV o ΔV.
Incorpore una base de datos de R_20 y X por km por sección y por tipo de conductor (cables en bandeja, enterrados, aéreo).
Permita corrección por temperatura y por número de conductores en fase (agrupamiento).
Presente resultados intermedios (R_total, X_total, componentes resistivos y reactivos), y recomendaciones automáticas si se exceden límites.
Incluya enlaces normativos y la advertencia de validar con datos del fabricante y normas locales.

Resumen de buenas prácticas para proyectos

Fije límites de caída según normativa aplicable antes de dimensionar conductores.
Use tablas del fabricante y estándares (IEC 60228) para valores de resistencia reales.
Corrija resistencia por temperatura y considere el efecto del agrupamiento.
Compruebe simultáneamente la capacidad de corriente y la caída: aumentar sección reduce ambas limitaciones.
Documente cálculos para revisiones y verificación por el responsable del proyecto.

Si desea, puedo generar una hoja de cálculo con las fórmulas automáticas, un script de cálculo paso a paso o una plantilla de informe técnico con los resultados. También puedo adaptar las tablas a normativas específicas de su país o incluir datos de fabricantes concretos.