Calculadora de Caída de Tensión
Resultados del Cálculo:
" + "Caída de Tensión (ΔV): " + voltageDrop.toFixed(2) + " V" + "Caída de Tensión Porcentual: " + voltageDropPercent.toFixed(2) + " %" + "Tensión Final en la Carga: " + finalVoltage.toFixed(2) + " V" + recommendation; }¿Qué es la Caída de Tensión y por qué es Crucial?
La caída de tensión es la reducción del potencial eléctrico a lo largo de un conductor por el que circula una corriente. Imagínelo como la pérdida de presión de agua en una manguera muy larga: aunque la presión en la llave es alta, al final de la manguera es notablemente menor. En electricidad, esta "pérdida" se manifiesta como una disminución del voltaje que llega a los equipos conectados.
Calcular y controlar esta caída es fundamental en cualquier instalación eléctrica por varias razones:
- Rendimiento de los equipos: Un voltaje inferior al nominal puede causar que motores, luces y aparatos electrónicos funcionen de manera ineficiente, se sobrecalienten o incluso sufran daños permanentes.
- Eficiencia energética: La energía que se pierde en forma de caída de tensión se disipa como calor en el cable, lo que representa un desperdicio de energía y un aumento en la factura eléctrica.
- Seguridad: Una caída de tensión excesiva indica que el cable podría estar subdimensionado para la carga que soporta. Esto puede provocar un sobrecalentamiento peligroso del conductor, dañando su aislamiento y creando un riesgo de incendio.
- Cumplimiento normativo: La mayoría de los reglamentos eléctricos, como el Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión (REBT) en España, establecen límites máximos para la caída de tensión (generalmente 3% para circuitos de alumbrado y 5% para otros usos).
La Fórmula para Calcular la Caída de Tensión
Para determinar la caída de tensión en un circuito, se utiliza una fórmula que considera las propiedades del cable y las características de la carga. La fórmula implementada en nuestra calculadora es:
ΔV = (Factor × ρ × L × I) / S
Donde cada variable representa:
- ΔV: Es la caída de tensión, medida en Voltios (V).
- Factor: Un coeficiente que depende del tipo de sistema. Es 2 para sistemas monofásicos (ida y vuelta) y √3 ≈ 1.732 para sistemas trifásicos equilibrados.
- ρ (Rho): Es la resistividad del material conductor, medida en Ohm por milímetro cuadrado sobre metro (Ω·mm²/m). Los valores típicos a 20°C son ≈0.0172 para el cobre y ≈0.0282 para el aluminio.
- L: Es la longitud del cable desde la fuente hasta la carga, medida en metros (m).
- I: Es la intensidad de la corriente que circula por el cable, medida en Amperios (A).
- S: Es la sección o calibre del conductor, medida en milímetros cuadrados (mm²).
Ejemplo Práctico de Cálculo
Imaginemos que necesitamos alimentar un pequeño taller al fondo de una propiedad. La instalación será monofásica, con una tensión de 230V, y se espera un consumo máximo de 20A. El taller está a 40 metros del cuadro eléctrico y se usará un cable de cobre de 6 mm².
- Sistema: Monofásico (Factor = 2)
- Material: Cobre (ρ = 0.0172)
- Tensión (V): 230 V
- Intensidad (I): 20 A
- Longitud (L): 40 m
- Sección (S): 6 mm²
Aplicando la fórmula:
ΔV = (2 × 0.0172 × 40 × 20) / 6
ΔV = 27.52 / 6 = 4.59 V
La caída de tensión es de 4.59 Voltios. Para saber si es aceptable, la calculamos en porcentaje:
%ΔV = (4.59 V / 230 V) × 100 = 1.99 %
Un 1.99% es un valor excelente, muy por debajo del límite del 5% para fuerza motriz, lo que garantiza un funcionamiento seguro y eficiente de los equipos en el taller.
Factores Clave que Afectan la Caída de Tensión
Es importante entender cómo cada variable influye en el resultado:
- Mayor longitud del cable: Aumenta la resistencia total y, por tanto, la caída de tensión.
- Menor sección del cable: Un cable más delgado ofrece más resistencia al paso de la corriente, incrementando la caída de tensión. Es el factor más común para corregir el problema.
- Mayor corriente: A mayor demanda de corriente, mayor será la caída de tensión.
- Material del conductor: El aluminio tiene mayor resistividad que el cobre, por lo que, para la misma sección y longitud, un cable de aluminio tendrá una mayor caída de tensión.
- Temperatura: A medida que un conductor se calienta, su resistividad aumenta, lo que también contribuye a una mayor caída de tensión. Nuestra calculadora utiliza valores a 20°C para una estimación estándar.