Por qué el cable en sí tiene una resistencia que vale la pena calcular
Cada cable real tiene cierta resistencia, incluso el cobre, y esa resistencia consume una pequeña cantidad de voltaje a lo largo del recorrido antes de llegar a la carga. Es la ley de Ohm aplicada al cable en sí y no al dispositivo al final: cuanto más largo y delgado es el cable, más voltaje absorbe silenciosamente en el camino.
R = (ρ × Length) ÷ Circular mils
Voltage drop = Current × R × Circuit factor
El factor de circuito tiene en cuenta el hecho de que la corriente tiene que completar un bucle: para circuitos de CC y monofásicos es 2, porque la corriente viaja hacia la carga y regresa a través de un segundo conductor, duplicando la longitud efectiva del cable por el que pasa la corriente. En cambio, los circuitos trifásicos utilizan aproximadamente 1,732 (√3), lo que refleja cómo tres conductores comparten la carga.
Un ejemplo trabajado
Tome un circuito monofásico de 15 A y 120 V recorrido 100 pies con cable de cobre de 12 AWG:
R = (12.9 × 100) ÷ 6,530 ≈ 0.1976 Ω
VD = 15 × 0.1976 × 2 ≈ 5.93 V
VD% = 5.93 ÷ 120 × 100 ≈ 4.9%
Eso ya está por encima de la pauta del 3% comúnmente citada para circuitos derivados, que es exactamente el tipo de resultado que empuja a una instalación real hacia un calibre más pesado como 10 AWG, o hacia acortar el recorrido si esa es una opción.
Lo que realmente dice la guía NEC
Las notas informativas del Código Eléctrico Nacional sugieren mantener la caída de voltaje en alrededor del 3% en un circuito derivado y no más de aproximadamente el 5% en total desde la entrada del servicio hasta la carga más alejada, como objetivo para una operación razonablemente eficiente. Estas son recomendaciones en lugar de una violación estricta del código en la mayoría de las jurisdicciones, pero excederlas no es inofensivo: un motor que funciona con un voltaje crónicamente bajo consume más corriente para compensarlo y se calienta más, y los controladores LED y los componentes electrónicos pueden comportarse de manera impredecible fuera de su rango de entrada nominal. Los códigos locales y equipos específicos pueden imponer límites más estrictos, por lo que siempre debe verificar los requisitos reales de la instalación en cuestión.
Devolver la caída de voltaje por debajo de un objetivo
En realidad, solo hay cuatro palancas, y todas se derivan directamente de la fórmula: use un calibre de cable más grande (menor resistencia por pie), acorte el recorrido si el diseño lo permite, reduzca la corriente que transporta el circuito o aumente el voltaje del sistema para que la misma potencia se mueva con una corriente más baja. El tamaño del cable suele ser la respuesta práctica para un diseño existente, ya que a menudo es más fácil aumentar el tamaño de un conductor que reubicar un panel o una carga.
Cálculos eléctricos relacionados
Esta calculadora es en realidad la ley de Ohm aplicada específicamente a la resistencia del cable; para conocer la relación más general V = I × R, consulte lacalculadora de la ley de ohm, y para cálculos más amplios de potencia y costos de electrodomésticos, elcalculadora de electricidad.