La caída de voltaje es un fenómeno crítico en instalaciones eléctricas, afectando la eficiencia y seguridad de los sistemas. Calcularla correctamente según el NEC es esencial para evitar pérdidas y cumplir normativas.
En este artículo descubrirás cómo calcular la caída de voltaje según el NEC, fórmulas, tablas, ejemplos y una calculadora IA. Optimiza tus proyectos eléctricos con precisión profesional.
Calculadora con inteligencia artificial (IA) Calculadora de la caída de voltaje NEC
- ¡Hola! ¿En qué cálculo, conversión o pregunta puedo ayudarte?
- ¿Cuál es la caída de voltaje en un circuito monofásico de 120V, 50 metros, 20A, cable de cobre 8 AWG?
- Calcular caída de voltaje para 200 metros, 30A, 480V trifásico, cable aluminio 2 AWG.
- ¿Qué sección necesito para limitar la caída de voltaje a 3% en 100 metros, 15A, 230V?
- ¿Cuánto voltaje llega al final de un cable de cobre 6 AWG, 40A, 150 metros, 240V?
Tabla de valores comunes para la Calculadora de la caída de voltaje NEC
| Longitud (m) | Corriente (A) | Voltaje (V) | Tipo de Cable | Calibre (AWG) | Resistencia (Ω/km) | Caída de Voltaje (V) | % Caída de Voltaje | Configuración |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 30 | 15 | 120 | Cobre | 12 | 5.211 | 2.35 | 1.96% | Monofásico |
| 50 | 20 | 120 | Cobre | 10 | 3.277 | 3.28 | 2.73% | Monofásico |
| 100 | 30 | 240 | Cobre | 8 | 2.071 | 6.21 | 2.59% | Monofásico |
| 150 | 40 | 240 | Cobre | 6 | 1.296 | 7.78 | 3.24% | Monofásico |
| 200 | 50 | 480 | Aluminio | 2 | 2.061 | 20.61 | 4.29% | Trifásico |
| 75 | 25 | 230 | Cobre | 10 | 3.277 | 6.15 | 2.67% | Monofásico |
| 120 | 35 | 400 | Aluminio | 4 | 3.277 | 13.77 | 3.44% | Trifásico |
| 60 | 10 | 120 | Cobre | 14 | 8.286 | 4.97 | 4.14% | Monofásico |
| 100 | 15 | 230 | Cobre | 12 | 5.211 | 7.82 | 3.40% | Monofásico |
| 200 | 20 | 480 | Cobre | 8 | 2.071 | 16.57 | 3.45% | Trifásico |
| 150 | 30 | 400 | Aluminio | 3 | 2.611 | 11.77 | 2.94% | Trifásico |
| 80 | 18 | 120 | Cobre | 10 | 3.277 | 4.72 | 3.93% | Monofásico |
| 120 | 25 | 230 | Cobre | 8 | 2.071 | 6.21 | 2.70% | Monofásico |
| 200 | 40 | 480 | Cobre | 6 | 1.296 | 17.28 | 3.60% | Trifásico |
Fórmulas para la Calculadora de la caída de voltaje NEC
El cálculo de la caída de voltaje según el NEC (National Electrical Code) se basa en fórmulas específicas para sistemas monofásicos y trifásicos. A continuación, se presentan las fórmulas más utilizadas, explicando cada variable y sus valores típicos.
Fórmula para sistemas monofásicos
- L: Longitud del conductor en metros (m).
- I: Corriente en amperios (A).
- R: Resistencia del conductor en ohmios por kilómetro (Ω/km), depende del material y calibre.
- El factor 2 considera el trayecto de ida y vuelta de la corriente.
Valores comunes de resistencia (R) para cobre a 20°C:
- 14 AWG: 8.286 Ω/km
- 12 AWG: 5.211 Ω/km
- 10 AWG: 3.277 Ω/km
- 8 AWG: 2.071 Ω/km
- 6 AWG: 1.296 Ω/km
- 4 AWG: 0.815 Ω/km
Fórmula para sistemas trifásicos
- L: Longitud del conductor en metros (m).
- I: Corriente en amperios (A).
- R: Resistencia del conductor en ohmios por kilómetro (Ω/km).
- √3 (aprox. 1.732) es el factor de sistemas trifásicos balanceados.
Valores comunes de resistencia (R) para aluminio a 20°C:
- 14 AWG: 13.17 Ω/km
- 12 AWG: 8.283 Ω/km
- 10 AWG: 5.211 Ω/km
- 8 AWG: 3.277 Ω/km
- 6 AWG: 2.071 Ω/km
- 4 AWG: 1.303 Ω/km
Fórmula para porcentaje de caída de voltaje
- El NEC recomienda que la caída de voltaje no exceda el 3% en circuitos derivados y el 5% en total.
Fórmula para determinar el calibre necesario
- ρ: Resistividad del material (Cobre: 0.0178 Ω·mm²/m, Aluminio: 0.0282 Ω·mm²/m).
- V: Voltaje nominal (V).
- %Caída: Porcentaje máximo permitido (ejemplo: 0.03 para 3%).
Ejemplos del mundo real de la Calculadora de la caída de voltaje NEC
A continuación, se presentan dos casos prácticos aplicando las fórmulas y criterios del NEC para la caída de voltaje.
Ejemplo 1: Circuito monofásico de iluminación
- Datos: Longitud: 80 m, Corriente: 18 A, Voltaje: 120 V, Cable de cobre 10 AWG (R = 3.277 Ω/km).
Paso 1: Aplicar la fórmula para monofásico:
Paso 2: Calcular el numerador:
- 2 × 80 = 160
- 160 × 18 = 2880
- 2880 × 3.277 = 9437.76
Paso 3: Dividir entre 1000:
- 9437.76 / 1000 = 9.44 V
Paso 4: Calcular el porcentaje de caída:
- % Caída = (9.44 / 120) × 100 = 7.87%
Conclusión: La caída de voltaje excede el 3% recomendado por el NEC. Se debe aumentar el calibre del conductor.
Ejemplo 2: Alimentador trifásico para motores
- Datos: Longitud: 200 m, Corriente: 40 A, Voltaje: 480 V, Cable de aluminio 2 AWG (R = 2.061 Ω/km).
Paso 1: Aplicar la fórmula para trifásico:
Paso 2: Calcular el numerador:
- 1.732 × 200 = 346.4
- 346.4 × 40 = 13856
- 13856 × 2.061 = 28578.416
Paso 3: Dividir entre 1000:
- 28578.416 / 1000 = 28.58 V
Paso 4: Calcular el porcentaje de caída:
- % Caída = (28.58 / 480) × 100 = 5.95%
Conclusión: La caída de voltaje supera el 5% total permitido por el NEC. Se recomienda aumentar el calibre o reducir la longitud.
Consideraciones adicionales y recomendaciones prácticas
- El NEC recomienda un máximo de 3% de caída de voltaje en circuitos derivados y 5% en total.
- La temperatura afecta la resistencia del conductor; los valores dados son a 20°C.
- El material del conductor (cobre o aluminio) influye significativamente en la resistencia y, por ende, en la caída de voltaje.
- Para instalaciones críticas, siempre sobredimensionar el conductor para compensar futuras expansiones o variaciones de carga.
- Utiliza herramientas y calculadoras confiables, como la calculadora IA incluida arriba, para validar tus resultados.
Para más información técnica y normativa, consulta el NEC (NFPA 70) y recursos de NEMA.
La correcta aplicación de la Calculadora de la caída de voltaje NEC garantiza seguridad, eficiencia y cumplimiento normativo en cualquier proyecto eléctrico.