La caída de tensión en el alimentador del variador es crítica para la eficiencia y seguridad eléctrica industrial. Calcularla correctamente según NEC y NTC 2050 evita fallas, sobrecalentamientos y pérdidas económicas.
Este artículo explica cómo calcular la caída de tensión en alimentadores de variadores, con fórmulas, tablas, ejemplos y una calculadora IA. Encontrarás todo lo necesario para cumplir NEC y NTC 2050.
Calculadora con inteligencia artificial (IA) – Calculadora de la caída de tensión en el alimentador del variador – NEC, NTC 2050
- ¡Hola! ¿En qué cálculo, conversión o pregunta puedo ayudarte?
- ¿Cuál es la caída de tensión para un variador de 30 HP, 380 V, cable de 50 m, cobre, 50 mm²?
- Calcular caída de tensión en un alimentador de 100 m, 75 kW, 440 V, aluminio, 70 mm².
- ¿Qué caída de tensión obtengo con 60 m de cable, 25 HP, 220 V, cobre, 35 mm²?
- Para un variador de 15 kW, 480 V, 80 m, aluminio, 25 mm², ¿cuál es la caída de tensión?
Tablas de valores comunes para la Calculadora de la caída de tensión en el alimentador del variador – NEC, NTC 2050
Las siguientes tablas presentan valores típicos de caída de tensión, considerando los parámetros más frecuentes en instalaciones industriales y comerciales, según NEC y NTC 2050. Los valores son aproximados y deben ajustarse a condiciones reales de instalación.
| Potencia del Variador (HP) | Tensión (V) | Longitud (m) | Material | Sección (mm²) | Corriente (A) | Caída de Tensión (V) | % Caída de Tensión |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 5 | 220 | 30 | Cobre | 10 | 17 | 1.2 | 0.55% |
| 10 | 220 | 50 | Cobre | 16 | 32 | 3.5 | 1.59% |
| 15 | 380 | 60 | Aluminio | 25 | 28 | 4.8 | 1.26% |
| 20 | 440 | 80 | Cobre | 35 | 34 | 4.2 | 0.95% |
| 30 | 380 | 100 | Aluminio | 50 | 57 | 10.5 | 2.76% |
| 40 | 480 | 120 | Cobre | 70 | 65 | 8.7 | 1.81% |
| 50 | 440 | 150 | Aluminio | 95 | 82 | 19.2 | 4.36% |
| 60 | 480 | 200 | Cobre | 120 | 96 | 18.5 | 3.85% |
Estos valores son orientativos y pueden variar según condiciones de instalación, temperatura, agrupamiento y otros factores. Para cálculos precisos, utilice la calculadora IA o realice el cálculo manual con las fórmulas detalladas a continuación.
Fórmulas para la Calculadora de la caída de tensión en el alimentador del variador – NEC, NTC 2050
La caída de tensión en un alimentador se calcula considerando la resistencia del conductor, la corriente y la longitud del cable. Las fórmulas varían según el tipo de sistema (monofásico o trifásico) y el material del conductor.
Fórmula general para sistemas monofásicos
- L: Longitud del conductor (m)
- I: Corriente (A)
- R: Resistencia del conductor (Ω/km)
Fórmula para sistemas trifásicos
- √3: Raíz cuadrada de 3 (aprox. 1.732)
- L: Longitud del conductor (m)
- I: Corriente (A)
- R: Resistencia del conductor (Ω/km)
Fórmula para porcentaje de caída de tensión
Resistencias típicas de conductores (a 20°C)
| Sección (mm²) | Cobre (Ω/km) | Aluminio (Ω/km) |
|---|---|---|
| 10 | 1.83 | 3.08 |
| 16 | 1.15 | 1.91 |
| 25 | 0.727 | 1.20 |
| 35 | 0.524 | 0.868 |
| 50 | 0.387 | 0.641 |
| 70 | 0.268 | 0.443 |
| 95 | 0.193 | 0.320 |
| 120 | 0.153 | 0.253 |
Las resistencias pueden variar según la temperatura y el tipo de aislamiento. Para condiciones diferentes a 20°C, se debe aplicar el coeficiente de temperatura.
Explicación de variables
- L (Longitud): Distancia total del cable desde la fuente hasta el variador, en metros.
- I (Corriente): Corriente nominal del variador, en amperios. Se obtiene de la placa del equipo o tablas de fabricante.
- R (Resistencia): Resistencia eléctrica del conductor, en ohmios por kilómetro, depende del material y sección.
- Tensión nominal: Voltaje de operación del sistema (220 V, 380 V, 440 V, 480 V, etc.).
La normativa NEC (National Electrical Code) y NTC 2050 (Norma Técnica Colombiana) recomiendan que la caída de tensión no supere el 3% para alimentadores principales y el 5% para el circuito total.
Ejemplos del mundo real: Cálculo de la caída de tensión en el alimentador del variador – NEC, NTC 2050
Ejemplo 1: Variador de 30 HP, 380 V, 100 m, aluminio, 50 mm²
- Potencia: 30 HP (22.37 kW)
- Tensión: 380 V
- Longitud: 100 m
- Material: Aluminio
- Sección: 50 mm²
Paso 1: Calcular la corriente nominal del variador.
Corriente (I) = Potencia (W) / (√3 × Tensión (V) × FP)
Asumiendo FP = 0.85:
I = 22,370 / (1.732 × 380 × 0.85) ≈ 40.1 A
Paso 2: Buscar la resistencia del conductor.
R (aluminio, 50 mm²) = 0.641 Ω/km
Paso 3: Aplicar la fórmula trifásica.
Caída de Tensión (V) = (√3 × L × I × R) / 1000
Caída de Tensión = (1.732 × 100 × 40.1 × 0.641) / 1000 ≈ 4.45 V
Paso 4: Calcular el porcentaje de caída de tensión.
% Caída de Tensión = (4.45 / 380) × 100 ≈ 1.17%
Resultado: La caída de tensión es 4.45 V (1.17%), cumpliendo con NEC y NTC 2050.
Ejemplo 2: Variador de 50 HP, 440 V, 150 m, aluminio, 95 mm²
- Potencia: 50 HP (37.3 kW)
- Tensión: 440 V
- Longitud: 150 m
- Material: Aluminio
- Sección: 95 mm²
Paso 1: Calcular la corriente nominal.
I = 37,300 / (1.732 × 440 × 0.85) ≈ 57.5 A
Paso 2: Resistencia del conductor.
R (aluminio, 95 mm²) = 0.320 Ω/km
Paso 3: Aplicar la fórmula trifásica.
Caída de Tensión = (1.732 × 150 × 57.5 × 0.320) / 1000 ≈ 4.79 V
Paso 4: Porcentaje de caída de tensión.
% Caída de Tensión = (4.79 / 440) × 100 ≈ 1.09%
Resultado: La caída de tensión es 4.79 V (1.09%), dentro de los límites normativos.
Consideraciones adicionales y recomendaciones prácticas
- Verifique siempre la temperatura de operación y ajuste la resistencia del conductor si es necesario.
- Considere el agrupamiento de cables, ya que puede aumentar la temperatura y la resistencia.
- Utilice siempre conductores certificados y de calidad para evitar pérdidas y riesgos.
- Revise periódicamente las conexiones y el estado de los cables para evitar incrementos en la caída de tensión por corrosión o mal contacto.
- Consulte siempre la última versión de las normas NEC y NTC 2050 para asegurar el cumplimiento normativo.
La correcta selección y cálculo de los alimentadores para variadores de velocidad es esencial para la eficiencia, seguridad y durabilidad de los sistemas eléctricos industriales y comerciales. Utilice siempre herramientas confiables y siga las mejores prácticas de ingeniería.
Recursos y enlaces de interés
- National Electrical Code (NEC)
- Norma Técnica Colombiana NTC 2050
- Voltage Drop Calculator – Eaton
- Voltage Drop Calculator – Schneider Electric
Para cálculos avanzados y proyectos complejos, consulte siempre a un ingeniero electricista certificado y utilice software especializado.