A calculadora de queda de tensão estima quanta tensão é perdida nos condutores entre uma fonte e uma carga. Insira a bitola do fio, comprimento unidirecional, corrente de carga, tensão do sistema e tipo de circuito (CC, CA monofásico ou CA trifásico); a ferramenta retorna a queda em volts e como uma porcentagem da tensão da fonte e, em seguida, sinaliza limites comuns de orientação de projeto.
Calcular a queda de tensão em um trecho de fio
A corrente através da resistência de um fio produz uma perda IR que nunca chega aos terminais de carga. Execuções mais longas, condutores menores e correntes mais altas aumentam essa perda. A calculadora de queda de tensão usa valores publicados de ohm por comprimento para tamanhos AWG de cobre ou alumínio, em vez de solicitar resistividade manualmente em cada estimativa.
Para uma estimativa simples de corrente contínua ou monofásica com um caminho de condutor de ida e volta:
V_drop ≈ I × R_one_way × 2
% drop = (V_drop / V_source) × 100R_one_way vem da tabela de fios para a bitola e metal escolhido, dimensionado para o comprimento unidirecional. Insira o comprimento unidirecional (fonte para carga), não a soma de quente e neutro, quando a calculadora já aplica o fator de caminho de retorno para o tipo de circuito selecionado. O comprimento da contagem dupla é uma causa frequente de resultados inflacionados que parecem um problema de fio quando o verdadeiro problema é a entrada de dados.
Cargas que consomem corrente contínua sentem uma tensão suave à medida que o calor, o escurecimento ou a subtensão disparam. Uma breve inrush pode tolerar mais quedas do que um aquecedor contínuo na mesma operação.
Escolha monofásico, trifásico ou DC
O tipo de circuito altera o multiplicador que transforma a resistência unidirecional na tensão observada entre a alimentação e a carga. A corrente contínua e a CA monofásica comum usam um caminho de ida e volta de dois fios no modelo resistivo simples. As estimativas trifásicas usam um fator geométrico diferente. Escolha o modo que corresponde ao sistema instalado antes de comparar a queda percentual com uma meta.
| Tipo | Fator típico em I × R_one_way |
|---|---|
| CC (dois fios) | ×2 (ida e volta) |
| CA monofásica | ×2 (caminho de dois fios semelhante) |
| CA trifásica | ×√3 ≈ ×1.732 para estimativas de queda de linha |
As fórmulas de campo exatas variam de acordo com o fator de potência e se a queda é relatada linha a linha ou linha-neutro. Esta calculadora usa os fatores de ensino padrão acima para estimativas de cobre/aluminium AWG. Para partida de motores ou alimentadores de alta reatância, um cálculo completo de impedância pertence ao software de projeto, e não apenas a uma tabela AWG resistiva. Selecione cobre ou alumínio para combinar com os condutores instalados; o alumínio precisa de um medidor maior para o mesmo alvo de queda porque sua resistividade é maior.
Leia a tabela de fios AWG
Diâmetro das etiquetas American Wire Gauge: números de bitola maiores significam fio mais fino e maior resistência por pé. A tabela armazena a resistência DC aproximada em ohms por 1.000 pés para cobre (e uma coluna paralela de alumínio) a uma temperatura de referência. A escala para o comprimento do trecho fornece R_one_way para a equação de queda.
| AWG | Aprox. cobre Ω / 1.000 pés (tabela típica) | Notas |
|---|---|---|
| 14 | ~2.525 | Iluminação de galho comum |
| 12 | ~1.588 | 20 A copper branch circuits |
| 10 | ~0.999 | Cargas mais pesadas / corridas mais longas |
| 8 | ~0.628 | Subpainéis e alimentadores longos |
| 6 | ~0.395 | Alimentadores maiores |
Os valores diferem ligeiramente entre as tabelas NEC Capítulo 9, dados do fabricante e suposições de temperatura. A calculadora indica qual temperatura da tabela ela usa ao lado do resultado. Condutores quentes aumentam a resistência; um sótão ensolarado cai mais do que um porão da mesma bitola. Encalhado versus sólido também altera um pouco a resistência; use a tabela que corresponde ao cabo adquirido quando a estimativa estiver próxima de um limite rígido.
Calcule a queda para 12 AWG acima de 100 pés a 15 A
O dispositivo de ensino usa cobre 12 AWG, comprimento unidirecional de 100 pés, carga de 15 A, fonte de 120 V e caminho monofásico de dois fios. Essas entradas ficam um pouco acima da meta comum de ramificação de 3% e mostram por que o comprimento é importante, mesmo quando a ampacidade parece boa em um gráfico curto.
1. Resistência para 100 pés unidirecional. Usando ~1.588 Ω por 1.000 pés para cobre 12 AWG: `` R_one_way = 1.588 × (100 / 1000) = 0.1588 Ω ``
2. Entrega de ida e volta. `` V_drop = 15 A × 0.1588 Ω × 2 = 4.764 V ≈ 4.76 V ``
3. Porcentagem de 120 V. `` % drop = (4.76 / 120) × 100 ≈ 3.97% ``
Resultado: cerca de 4.76 V ou 3.97%. A tensão na carga está próxima de 115.2 V antes de outras perdas. Essa porcentagem fica acima da orientação comum de circuito ramificado de 3% discutida a seguir.
Se a mesma carga funcionou em 10 AWG (~0.999 Ω/1.000 pés): `` R_one_way = 0.0999 Ω V_drop = 15 × 0.0999 × 2 ≈ 3.00 V ≈ 2.5% ``
O medidor de upsizing é a solução usual quando o comprimento e a corrente são fixos. A calculadora de queda de tensão deve reproduzir o dispositivo 4.76 V / 3.97% quando essas entradas são inseridas com a mesma tabela de resistência.
Verifique a queda em relação às orientações de design
Os projetistas geralmente buscam uma queda de cerca de 3% em um circuito derivado e cerca de 5% no total incluindo o alimentador. Esses números são uma orientação para a eficiência e desempenho do equipamento, e não um substituto para a leitura do código elétrico adotado na jurisdição. Alterações locais, regras de carga contínua e correções ambientais ainda se aplicam a todas as instalações reais.
O gabinete de 12 AWG/100 pés/15 A/120 V em ~3.97% excede a meta de ramificação de 3%. Opções: encurtar o percurso, reduzir a corrente, aumentar o tamanho do condutor ou aumentar a tensão do sistema onde o equipamento permitir (por exemplo, 240 V em vez de 120 V para a mesma potência com metade da corrente). Motores e drivers de LED podem se comportar mal quando a tensão é baixa, mesmo que os condutores tenham ampacidade legal. A ampacidade responde se o fio superaquece; a queda de tensão responde se a carga vê volts suficientes. Ambas as verificações são importantes.
Documente o metal, a temperatura e o tipo de circuito assumidos, além de qualquer porcentagem que orienta um pedido de compra. Uma substituição posterior do alumínio invalida uma estimativa baseada em cobre sem qualquer alteração no comprimento ou amperagem.
Escolha um tamanho de fio para ficar abaixo de um alvo
Quando uma porcentagem máxima (ou volts máximos) é inserida, a calculadora pode recomendar o menor AWG em sua tabela que mantém a queda estimada abaixo dessa meta para o comprimento e a corrente indicados. As recomendações ainda precisam de uma verificação de ampacidade: um medidor que passa pela queda pode falhar na ampacidade, e o inverso é comum em circuitos curtos e pesados.
Longas viagens de ida até dependências são casos clássicos de aumento de tamanho. Um ramal de cobre 12 AWG que funciona bem a 40 pés pode falhar em uma meta de 3% a 100 pés sob a mesma carga de 15 A, como mostra o exemplo trabalhado. Condutores paralelos e sistemas de tensão mais alta são outras opções quando um único condutor se tornaria impraticável. A mistura de valores de ohm de alumínio com uma etiqueta de cobre minimiza a queda e pode deixar uma carga remota faminta.
Ampacidade versus queda de tensão
As tabelas de ampacidade respondem aos limites térmicos para isolamento. A queda de tensão responde aos volts utilizáveis na extremidade oposta. Uma corrida curta e pesada pode passar por uma queda, mas ficar perto da ampacidade; uma longa corrida leve pode ultrapassar a ampacidade, mas falhar na meta de queda de 3%. Execute ambas as verificações.
O fator de potência e a reatância do condutor são mais importantes em alimentadores CA longos e motores grandes do que em circuitos curtos de controle CC. Quando a tabela resistiva e uma medição de campo discordam por uma ampla margem, procure conexões soltas, terminações subdimensionadas ou comprimento unidirecional incorreto antes de culpar a tabela AWG.
Perguntas frequentes
Como você calcula a queda de tensão em um fio?
Multiplique a corrente pela resistência de ida e volta do percurso (ou aplique o fator trifásico à resistência unidirecional), depois divida pela tensão da fonte e multiplique por 100 para obter a porcentagem. Use o valor de ohm por comprimento para o metal instalado e meça na temperatura indicada.
Qual é a queda para 12 AWG, 100 pés, 15 A a 120 V?
Cerca de 4.76 V, ou aproximadamente 3.97%, usando resistência típica de cobre 12 AWG próxima a 1.588 Ω por 1.000 pés e um caminho de retorno de dois fios. A tensão de carga está então próxima de 115 V antes de outras perdas.
A queda de tensão de 3% é um requisito do código?
Trate 3% da filial e 5% do total como orientação de design comum. Confirmar os requisitos do código elétrico adotado localmente; esta página não é uma citação de código e não substitui regras de inspeção.
O campo de comprimento significa viagem só de ida ou ida e volta?
Insira o comprimento unidirecional quando a calculadora aplicar o fator do caminho de retorno para o tipo de circuito selecionado. Verifique a dica de campo na ferramenta. Inserir a duração da viagem de ida e volta em cima de um fator ×2 dobra a estimativa por engano.
Cobre ou alumínio?
Combine o metal instalado. O alumínio possui maior resistência; o mesmo AWG cai mais volts que o cobre. Aumente o tamanho do alumínio em relação a uma estimativa de cobre quando a meta de queda for fixa.
A queda de tensão substitui o dimensionamento da ampacidade?
Não. A ampacidade evita o superaquecimento. A queda de tensão protege o desempenho do equipamento na extremidade oposta. Um circuito pode passar em uma verificação e falhar na outra; ambos pertencem à planilha.
Por que o trifásico é diferente?
A geometria das correntes de linha altera o fator de ×2 para cerca de ×√3 para estimativas típicas de queda de tensão de linha. Usar o fator monofásico em um alimentador trifásico distorce o resultado.
Que temperatura é assumida?
As tabelas citam uma temperatura de referência. Conduítes quentes aumentam a resistência e caem. Use a referência indicada na calculadora ou uma tabela com correção de temperatura para execuções críticas em espaços com ambiente elevado.
A queda percentual pode ser reduzida sem alterar o medidor?
Sim: encurte o funcionamento, diminua a corrente ou use uma tensão de sistema mais alta para que a corrente caia na mesma potência. Cada opção altera diferentes restrições (rota, carga, classificações de equipamento).
Resumo
A calculadora de queda de tensão transforma medidor, comprimento, corrente e tensão em uma estimativa de perda percentual e de volt para operações CC, monofásicas e trifásicas. O acessório de 12 AWG, 100 pés, 15 A, 120 V pousa perto de 4.76 V e 3.97%, acima da orientação típica de ramal de 3%.
Aumente o tamanho dos condutores, reduza as execuções ou repense a tensão quando a estimativa exceder a meta do projeto e ainda verifique a ampacidade e o código local separadamente.