En este artículo explicamos cómo calcular el calibre del conductor en base a la caída de tensión. Para esto realizamos el cálculo de sección del cable, es decir, el área necesaria que debe tener el conductor para que no se caiga la tensión hasta un nivel permitido.
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El conductor de una carga eléctrica, se calcula en base al amperaje que la carga tiene. Te mostramos como en este enlace.
Calculo de calibre de cable para motores.
Pero en ocasiones no es suficiente, ya que el conductor tiene cierta resistencia. Por lo tanto entre más lejos se encuentre la carga, el voltaje que llega irá disminuyendo. A esto se le conoce como caída de tensión o caída de voltaje.
Si el voltaje disminuye los equipos ya no van a operar correctamente.
Si aumentamos el calibre del conductor, tendrá menor resistencia y la caída de tensión será menor. Por eso es importante tomar en cuenta este cálculo al momento de calcular que conductor usar.
Te recomendamos la siguiente aplicación, donde puedes calcular la sección del cable por caída de tensión, por amperaje, la caída de tensión, tuberías y más.
Cálculos eléctricos según la NOM 001 SEDE 2012.
Fórmula de la sección del cable, o área transversal del cable.
La fórmula para calcular la sección de cable de un sistema monofásico es la siguiente:
La ecuación para calcular la sección de cable de un sistema trifásico es la siguiente:
Y podemos calcular la caída de tensión de la siguiente manera:
Dónde:
p, Resistividad del material del cable .
I, Intensidad de corriente en Amperes (A).
L, Distancia hacia la carga en metros (m)
S, Sección transversal del conductor (mm2), área del conductor.
V, Voltaje del sistema, o voltaje inicial en volts (V).
E, caída de tensión en Volts (V).
%E, caída de tensión en porcentaje (%).
Resistividad del cobre es 0.0172 (Ω mm2/m )
Resistividad del aluminio es 0.0282 (Ω mm2/m )
En la siguiente tabla puedes ver el área de la sección transversal para los distintos calibres de cables.
Ejemplos del cálculo de conductores en base a la caída de tensión.
1.- Calcula el calibre del conductor, para una carga trifásica que consume 70 Amperes, a 220 V y se encuentra a 80 metros de la fuente de alimentación. Se permite un 5% de caída de tensión.
Vamos a hacer el cálculo en la aplicación:
Ahora manualmente para el Cobre.
Calcularemos la sección del conductor para el cobre y para el aluminio.
Resistividad del cobre es 0.0172
Resistividad del aluminio es 0.0282
Primero calculamos la caída de tensión en volts, considerando que se permite un 5%.
Vamos a sustituir los datos en la fórmula, primero para un conductor de cobre:
El cable debe tener una sección o área transversal mínima de 15.17 milímetros cuadrados. Por lo tanto el conductor recomendado es un calibre 4 AWG que tiene una sección de 21.2 milímetros cuadrados.
Conductor de cobre calibre 4 AWG (21.2 mm2).
Ahora para el Aluminio.
El cable debe tener una sección o área transversal mínima de 24.87 milímetros cuadrados. Por lo tanto el conductor recomendado es un calibre 2 AWG que tiene una sección de 33.6 milímetros cuadrados.
Conductor de aluminio calibre 2 AWG (33.6 mm2).
2.- Calcula la sección de cable y elige el conductor recomendado para el siguiente caso. Tenemos una carga trifásica de 120 KW con un factor de potencia de 0.91, opera a 440 V y se encuentra a una distancia de 150 metros desde la fuente de alimentación. La norma para este caso permite un 3% de caída de tensión.
¿Cuál es el calibre mínimo para un conductor de cobre, basándonos en la caída de tensión?
Lo primero es calcular la caída de tensión en volts, considerando que se permite un 3%.
Luego calculamos el amperaje con la ecuación de potencia eléctrica.
Por ultimo calculamos la sección del cable de cobre con la siguiente formula:
El cable debe tener una sección o área transversal mínima de 58.58 milímetros cuadrados. Por lo tanto el conductor recomendado es un calibre 2/0 AWG que tiene una sección de 67.43 milímetros cuadrados.
La sección del conductor nos dice que el conductor de cobre debe de ser mayor que:
Calibre 2/0 AWG (67.43 mm2) de cobre
Si calculamos el conductor en base al amperaje, tenemos un cable calibre 4/0 AWG (107.20 mm2).
En este enlace explicamos cómo se calcula.
Por lo que el conductor correcto es un 4/0 (107.20 mm2).
La sección de conductor nos ayuda a saber que el voltaje no tendrá una caída de tensión menor al 5%.
Cálculos eléctricos según la NOM 001 SEDE 2012.
