Caída de tensión (VD) surge cuando el voltaje disminuye al final de un tramo de cable En comparación con el punto de partida. Todos los cables, independientemente de su longitud o calibre, presentan cierta resistencia. El paso de una corriente a través de esta resistencia produce una caída de tensión. A medida que aumenta la longitud del cable, también lo hacen su resistencia y reactancia en proporción directa. Por consiguiente, la tensión de descarga (VD) se convierte en un factor importante en instalaciones de cables extensas, como las de edificios grandes o propiedades extensas como granjas. Este método se emplea con frecuencia para dimensionar adecuadamente los conductores en circuitos eléctricos monofásicos de línea a línea y puede determinarse mediante una calculadora de caída de tensión.
Los cables eléctricos, al transportar corriente, introducen inherentemente resistencia o impedancia al flujo de corriente. VD es cuantificada como la pérdida de voltaje experimentada en parte o en todo un circuito debido a la impedancia del cable, medida en voltios.
Una tensión de descarga (VD) excesiva en la sección transversal de un cable puede provocar parpadeos o atenuación de las luces, un rendimiento deficiente del calentador y temperaturas elevadas del motor, lo que podría provocar quemaduras. Esta condición... obliga a la carga a trabajar con más fuerza con voltaje disminuido impulsando la corriente.
¿Qué factores determinan la caída de tensión?
La VD está determinada por los siguientes factores:
1. Material conductor
Los distintos materiales tienen diferente conductividad eléctrica. Por ejemplo, el cobre es mejor conductor que el aluminio.
2. Diámetro del conductor
Un diámetro de conductor mayor mejora la conductividad porque proporciona más material por donde puede fluir la corriente.
3. Longitud del conductor
Los conductores más largos tienen mayor resistencia porque la corriente debe recorrer una distancia mayor desde la fuente hasta la carga.
4. Temperatura del conductor
La temperatura afecta la conductividad del material, y algunos materiales se vuelven más o menos conductores a medida que cambia la temperatura.
5. Corriente transportada por el conductor:
La caída de tensión es directamente proporcional a la corriente que circula por el conductor. Si la corriente se duplica mientras la resistencia permanece constante, la caída de tensión también se duplica.
6. Conexiones del circuito:
Conexiones en una circuito Introducen resistencia de contacto y las malas conexiones pueden provocar una mayor caída de tensión.
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Cómo calcular la caída de voltaje
Es importante tener en cuenta que la fórmula VD varía según el número de fases del circuito, ya sea monofásico o trifásico. En las siguientes ecuaciones, utilizamos las siguientes variables:
- Z: Impedancia del conductor (ohmios por 1,000 pies u ohmios/kft)
- I: Corriente de carga (amperios)
- L: Longitud (pies)
Sistema monofásico: V Caída = 2 ×— Z ×— I ×— L / 1000
Sistema trifásico: V Caída = 1.73 ×— Z ×— I ×— L / 1000
We divide estas fórmulas por 1,000 porque estándar impedancia Se proporcionan valores por cada 1,000 pies, convirtiéndolos a ohmios por pie. El Capítulo 9 del NEC ofrece propiedades de los conductores basadas en una clasificación de temperatura de 75 °C.
Para ilustrar el proceso, supongamos un circuito monofásico de 120 V con una corriente de 22 A, una impedancia del conductor de 1.29 ohmios por 1,000 m y una longitud de circuito de 50 m. La caída de tensión sería:
Caída de tensión = (2 ×— 1.29 ohmios/kft ×— 22 A ×— 50 pies) / 1,000 = 2.84 V
Porcentaje VD = 2.84V/120V = 0.0237 = 2.37%
Si hay varios conductores por fase, divida el cálculo anterior entre el número de conductores por fase, ya que la resistencia se reduce. Por ejemplo, si hay dos conductores por fase en el ejemplo anterior, la resistencia se reduce a la mitad, lo que resulta en una caída de tensión de 1.42 V (1.18 %).
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Cómo controlar la caída de tensión
La eliminación completa de la VD es inalcanzable, ya que todos los materiales poseen una resistencia eléctrica inherente. Sin embargo, existen varias estrategias que pueden minimizarla eficazmente:
- Mejora de la eficiencia: Mejorar la eficiencia del equipo para reducir el consumo de energía y, en consecuencia, disminuir la caída de tensión.
- Solución de Problemas: Identificar y resolver problemas eléctricos que provoquen un aumento innecesario de corriente o resistencia.
- Corrección del tamaño de los conductores: Seleccione adecuadamente los conductores en función de factores como la corriente, la temperatura y la capacidad de la canalización.
- Distribución centralizada: Coloque los componentes eléctricos principales de forma central para minimizar las distancias de cableado dentro de los edificios.
- Cargas equilibradas: En sistemas trifásicos, asegúrese de una distribución equilibrada de la carga para evitar caídas desiguales de tensión.
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