La caída de voltaje de un cable de transmisión de energía se puede calcular con precisión usando una fórmula-paso-paso, cuyo núcleo es ΔU=I × R. La caída de voltaje generalmente debe controlarse dentro del 5 % del voltaje del sistema (por ejemplo, no más de 19 V para un sistema de 380 V).
Principales causas de caída de voltaje Los cables poseen inherentemente resistencia y reactancia. Cuando la corriente fluye a través de ellos, se produce una pérdida de energía, que se manifiesta como una caída de voltaje. Los factores que influyen incluyen:
Material del cable: La resistividad del cable de cobre (0,0174 Ω·mm²/m) es menor que la del cable de aluminio (0,0283 Ω·mm²/m), lo que resulta en una menor caída de voltaje;
Longitud del cable: Cuanto más largo sea el cable, mayor será la caída de tensión;
Área de sección transversal-: cuanto más pequeña sea-la sección transversal, mayor será la resistencia y más significativa será la caída de voltaje;
Corriente de carga: cuanto mayor es la potencia, mayor es la corriente y más significativa es la caída de voltaje;
Factor de potencia: las cargas inductivas (como los motores) tienen un factor de potencia bajo, lo que agrava la caída de voltaje.
Método de dos- o tres-pasos para calcular la caída de voltaje del cable
Paso 1: Calcular la corriente de línea
I
I Aplicable a sistemas de CA trifásicos-:
I
=
P
3
×
U
×
porque
θ
I=
3
×U×cosθ
P
P
P: Potencia de carga (kW)
U
U: voltaje de línea (kV), comúnmente 380 V, es decir, 0,38 kV
porque
θ
cosθ: factor de potencia, generalmente entre 0,8 y 0,85
Ejemplo: motor de 55 kW,
I
=
55
/
(
1.732
×
0.38
×
0.8
)
≈
104.5
A I=55/(1.732×0.38×0.8)≈104.5A
Paso 2: Calcular la resistencia del cable
R
R
=
ρ
×
L
S
R=ρ× S L
ρ
ρ: Resistividad del conductor (0,0174 para cobre, 0,0283 para aluminio)
L
L: Longitud del cable (metros)
S
S: área de sección transversal-del conductor (mm²)
Ejemplo: cable de cobre de 16 mm² de 100 metros de largo,
R
=
0.0174
×
100
/
16
≈
0.109
Ω R=0.0174×100/16≈0.109Ω
Paso 3: Calcular la caída de voltaje
Δ
U
ΔU Fórmula práctica más simple (ignorando la reactancia):
Δ
U
=
I
×
R
×
K
ΔU=I×R×K
K
K: Para sistemas trifásicos-, tome
3
≈ 1.732
3
≈1.732, monofásico-es 1 o 2 (número de circuitos)
Continuando con el ejemplo anterior:
Δ
U
=
104.5
×
0.109
×
1.732
≈
19.7
V
ΔU=104.5×0,109×1,732≈19,7V, que representa el 5,2% de 380V, superando ligeramente el rango permitido, es necesario aumentar-la sección transversal.
