La Calculadora de Caída de Tensión estima cuánto voltaje se pierde en los conductores entre una fuente y una carga. Introduce el calibre de cable, la longitud unidireccional, la corriente de carga, el voltaje del sistema y el tipo de circuito (CC, CA monofásico o CA trifásico); la herramienta devuelve la caída en voltios y como porcentaje del voltaje de la fuente, luego marca umbrales comunes de guía de diseño.
Calcular la caída de tensión a lo largo de un cable
La corriente a través de la resistencia de un cable produce una pérdida IR que nunca llega a los terminales de carga. Tramos más largos, conductores más pequeños y corriente más alta aumentan esa pérdida. La Calculadora de Caída de Tensión utiliza valores publicados de ohmios por longitud para tamaños AWG de cobre o aluminio en lugar de pedir resistividad manualmente en cada estimación.
Para una estimación sencilla de corriente continua o monofásica con un camino de conductor de ida y vuelta:
V_drop ≈ I × R_one_way × 2
% drop = (V_drop / V_source) × 100R_one_way proviene de la tabla de cables para el calibre y el metal elegidos, escalado a la longitud unidireccional. Introduce la longitud unidireccional (de la fuente a la carga), no la suma de fase y neutro, cuando la calculadora ya aplica el factor de retorno para el tipo de circuito seleccionado. El doble conteo de longitud es una causa frecuente de resultados inflados que parecen un problema de cable cuando el verdadero problema es la entrada de datos.
Las cargas que consumen corriente continua sienten un voltaje suave cuando el calor, el atenuamiento o la subtensión se disparan. Una entrada breve puede tolerar más caída que un calentador continuo en la misma línea.
Elige monofásico, trifásico o CC
El tipo de circuito cambia el multiplicador que convierte la resistencia unidireccional en el voltaje observado entre alimentación y carga. La corriente continua y la corriente alterna monofásica ordinaria utilizan ambos un camino de dos cables de ida y vuelta en el modelo resistivo simple. Las estimaciones trifásicas utilizan un factor geométrico diferente. Elige el modo que coincida con el sistema instalado antes de comparar la caída porcentual con un objetivo.
| Tipo | Factor típico en I × R_one_way |
|---|---|
| CC (dos hilos) | ×2 (ida y vuelta) |
| CA monofásico | ×2 (camino similar de dos hilos) |
| CA trifásico | ×√3 ≈ ×1.732 para estimaciones de caída de línea |
Las fórmulas exactas de campo varían según el factor de potencia y si la caída se reporta línea a línea o línea a neutro. Esta calculadora utiliza los factores estándar de enseñanza anteriores para estimaciones AWG de cobre/aluminio. Para arranque de motores o alimentadores de alta reactancia, un cálculo de impedancia completa pertenece al software de diseño, no solo a una tabla resistiva AWG. Selecciona cobre o aluminio para que coincidan con los conductores instalados; el aluminio necesita un calibre mayor para el mismo objetivo de caída porque su resistividad es mayor.
Lee la tabla de cables AWG
Diámetro de las etiquetas de calibre de alambre americano: números de calibre mayores significan un alambre más fino y mayor resistencia por pie. La tabla almacena la resistencia DC aproximada en ohmios por 1,000 pies para cobre (y una columna paralela de aluminio) a una temperatura de referencia. Escalar a la longitud de tramo da R_one_way para la ecuación de caída.
| AWG | Aproximadamente cobre Ω / 1,000 ft (tabla típica) | Notas |
|---|---|---|
| 14 | ~2.525 | Iluminación común de rama |
| 12 | ~1.588 | 20 Un circuito de ramificación de cobre |
| 10 | ~0.999 | Cargas más pesadas / trayectos largos |
| 8 | ~0.628 | Subpaneles y alimentadores largos |
| 6 | ~0.395 | Alimentadores más grandes |
Los valores difieren ligeramente entre tablas del Capítulo 9 del NEC, datos del fabricante y suposiciones de temperatura. La calculadora indica qué temperatura de la tabla utiliza junto al resultado. Los conductores calientes aumentan la resistencia; un tramo soleado en el ático baja más que un tramo de sótano del mismo calibre. Trenzados frente a sólidos también desplaza ligeramente la resistencia; utiliza la tabla que coincide con el cable comprado cuando la estimación está cerca de un límite duro.
Calcula la caída para 12 AWG sobre 100 pies en 15 A
El accesorio de enseñanza utiliza cobre 12 AWG, longitud unidireccional 100 ft, carga 15 A, fuente 120 V y un camino monofásico de dos hilos. Esas entradas caen justo por encima de un objetivo común de rama 3% y muestran por qué la longitud importa incluso cuando la ampacidad parece correcta en un gráfico corto.
1. Resistencia para 100 ft de sentido único. Usando ~1.588 Ω por 1,000 ft para cobre AWG 12: `` R_one_way = 1.588 × (100 / 1000) = 0.1588 Ω ``
2. Entrega de ida y vuelta. `` V_drop = 15 A × 0.1588 Ω × 2 = 4.764 V ≈ 4.76 V ``
3. Porcentaje de 120 V. `` % drop = (4.76 / 120) × 100 ≈ 3.97% ``
Resultado: aproximadamente 4.76 V, o 3.97%. El voltaje a la carga está cerca de 115.2 V antes de otras pérdidas. Ese porcentaje está por encima de la guía común de 3% en circuitos ramales que se discute a continuación.
Si la misma carga funcionara en 10 AWG (~0.999 Ω/1,000 ft): `` R_one_way = 0.0999 Ω V_drop = 15 × 0.0999 × 2 ≈ 3.00 V ≈ 2.5% ``
El manómetro de aumento de tamaño es la solución habitual cuando la longitud y la corriente están fijas. La calculadora de caída de tensión debe reproducir el accesorio 4.76 V / 3.97% cuando esas entradas se introducen con la misma tabla de resistencias.
Compara la caída con las indicaciones de diseño
Los diseñadores suelen aspirar a una caída de aproximadamente 3% en un circuito de rama y alrededor de 5% total incluyendo el alimentador. Estas cifras son una guía para la eficiencia y el rendimiento del equipo, no sustituyen la lectura del código eléctrico adoptado en la jurisdicción. Las enmiendas locales, las normas de carga continua y las correcciones ambientales siguen aplicándose a todas las instalaciones reales.
El caso 12 AWG / 100 ft / 15 V en ~3.97% supera un objetivo de ramificación 3%. Opciones: acortar el recorrido, reducir la corriente, aumentar el tamaño del conductor o elevar la tensión del sistema donde el equipo lo permita (por ejemplo, 240 V en lugar de 120 V para la misma potencia a la mitad de corriente). Los motores y controladores LED pueden comportarse mal cuando el voltaje es suave, incluso si los conductores son legales para la amplificación. La ampacidad responde si el cable se sobrecalienta en exceso; la caída de tensión responde si la carga recibe suficientes voltios. Ambas comprobaciones importan.
Documenta el metal, temperatura y tipo de circuito asumidos junto a cualquier porcentaje que impulse una orden de compra. Una sustitución posterior del aluminio invalida una estimación basada en cobre sin ningún cambio en la longitud o los amperios.
Elige un tamaño de alambre para mantenerte bajo el objetivo
Cuando se introduce un porcentaje máximo (o voltios máximos), la calculadora puede recomendar el AWG más pequeño en su tabla que mantenga la caída estimada por debajo de ese objetivo para la longitud y corriente indicadas. Las recomendaciones aún requieren una comprobación de ampacidad: un manómetro que pasa la caída puede fallar en la ampocidad, y lo contrario es común en circuitos cortos y pesados.
Los largos trayectos de ida a dependencias son los clásicos casos de ampliación de tamaño. Una rama de cobre AWG 12 que funciona bien a 40 ft puede fallar un objetivo 3% a 100 ft bajo la misma carga 15 A, como muestra el ejemplo trabajado. Los conductores paralelos y sistemas de mayor tensión son otras opciones cuando un solo conductor sería poco práctico. Mezclar valores de ohmios de aluminio con una etiqueta de cobre reduce el subestimado y puede dejar a un remoto sin carga.
Ampacidad frente a caída de tensión
Las tablas de ampacidad responden a los límites térmicos del aislamiento. La caída de voltaje responde a los voltios utilizables en el extremo lejano. Un tramo corto y pesado puede pasar la caída pero quedarse cerca de la amplitud; un tramo largo y ligero puede pasar la ampocidad pero fallar en un objetivo de caída 3%. Realiza ambas comprobaciones.
El factor de potencia y la reactancia del conductor importan más en alimentadores largos de CA y motores grandes que en tramos cortos de control de CC. Cuando la tabla resistiva y una medición de campo discrepan por un amplio margen, busca conexiones sueltas, terminaciones subdimensionadas o una longitud unidireccional incorrecta antes de culpar al gráfico AWG.
Preguntas frecuentes
¿Cómo se calcula la caída de tensión en un cable?
Multiplica la corriente por la resistencia de ida y vuelta de la trama (o aplica el factor trifásico a la resistencia unidireccional), luego divide por la tensión de la fuente y multiplica por 100 por porcentaje. Utiliza el valor de ohmios por longitud para el metal instalado y el calibre a la temperatura indicada.
¿Cuál es la caída para 12 AWG, 100 ft, 15 A en 120 V?
Aproximadamente 4.76 V, o aproximadamente 3.97%, usando la típica resistencia AWG de cobre 12 cerca de 1.588 Ω por 1,000 ft y un camino de retorno de dos hilos. El voltaje de carga está entonces cerca de 115 V antes de otras pérdidas.
¿Es un requisito de código 3% caída de voltaje?
Trate 3% rama y 5% total como directrices de diseño comunes. Confirme los requisitos del código eléctrico adoptado localmente; esta página no es una cita de código y no sustituye las normas de inspección.
¿El campo de longitud significa un solo sentido o de ida y vuelta?
Introduce la longitud unidireccional cuando la calculadora aplica el factor de retorno para el tipo de circuito seleccionado. Consulta la pista de campo en la herramienta. Introducir la longitud de ida y vuelta sobre un factor ×⟧2 duplica la estimación por error.
¿Cobre o aluminio?
Coincide con el metal instalado. El aluminio tiene mayor resistencia; el mismo AWG baja más voltios que el cobre. Aumenta el tamaño del aluminio respecto a una estimación de cobre cuando el objetivo de caída está fijo.
¿La caída de voltaje reemplaza el tamaño de la amplificación?
No. La ampocidad previene el sobrecalentamiento. La caída de tensión protege el rendimiento del equipo en el extremo lejano. Un circuito puede pasar una comprobación y fallar la otra; ambos deben estar en la hoja de cálculo.
¿Por qué es diferente la trifásica?
La geometría de las corrientes de línea cambia el factor de ×⟧2 a aproximadamente ×⟧√3 para estimaciones típicas de caída de tensión de línea. Usar el factor monofásico en un alimentador trifásico no indica el resultado.
¿Qué temperatura se asume?
Las tablas citan una temperatura de referencia. Los conductos calientes aumentan la resistencia y la caída. Utiliza la referencia indicada por la calculadora o una tabla corregida por temperatura para pasajes críticos en espacios ambientales altos.
¿Se puede reducir la caída porcentual sin cambiar el calibre?
Sí: acortar el trayecto, reducir la corriente o usar un voltaje de sistema más alto para que la corriente baje para la misma potencia. Cada opción cambia diferentes restricciones (enrutamiento, carga, capacidades del equipo).
Resumen
La calculadora de caída de tensión convierte el calibre, la longitud, la corriente y el voltaje en una estimación de voltios y porcentaje de pérdida para circuitos de corriente continua, monofásica y trifásica. El guiado 12 AWG, 100 ft, 15 A, 120 V aterriza cerca de 4.76 V y 3.97%, por encima de la guía típica de ramificación de 3%.
Aumentar el tamaño de los conductores, acortar los circuitos o replantear el voltaje cuando la estimación supere el objetivo del proyecto, y aun así verificar la ampocidad y el código local por separado.