Caduta di tensione (VD) si verifica quando la tensione diminuisce alla fine di un percorso di cavi rispetto al punto di partenza. Tutti i fili, indipendentemente dalla lunghezza o dal calibro, presentano una certa resistenza. Il passaggio di una corrente attraverso questa resistenza determina una caduta di tensione. Man mano che la lunghezza del cavo aumenta, aumentano anche la sua resistenza e reattanza in proporzione diretta. Di conseguenza, VD diventa una preoccupazione significativa nelle installazioni di cavi lunghi, come quelle in edifici più grandi o in proprietà estese come le fattorie. Questo approccio è spesso impiegato per dimensionare in modo appropriato i conduttori in circuiti elettrici monofase, linea-linea e può essere determinato utilizzando un calcolatore di caduta di tensione.
I cavi elettrici, mentre trasportano corrente, introducono intrinsecamente resistenza o impedenza al flusso di corrente. VD è quantificato come la perdita di tensione sperimentata attraverso una parte o tutto un circuito a causa dell'impedenza del cavo, misurata in volt.
Un VD eccessivo all'interno dell'area della sezione trasversale di un cavo può causare sfarfallio o oscuramento delle luci, prestazioni del riscaldatore non ottimali e temperature elevate del motore, con conseguenti potenziali burnout. Questa condizione costringe il carico a lavorare più duramente con una tensione ridotta che guida la corrente.
Quali fattori determinano la caduta di tensione?
La VD è determinata dai seguenti fattori:
1. Materiale conduttore
Materiali diversi hanno una conduttività elettrica variabile. Ad esempio, il rame è un conduttore migliore dell'alluminio.
2. Diametro del conduttore
Un diametro maggiore del conduttore migliora la conduttività perché fornisce più materiale attraverso cui fluisce la corrente.
3. Lunghezza del conduttore
I conduttori più lunghi hanno una resistenza maggiore perché la corrente deve percorrere una distanza maggiore dalla sorgente al carico.
4. Temperatura del conduttore
La temperatura influisce sulla conduttività del materiale: alcuni materiali diventano più o meno conduttivi al variare della temperatura.
5. Corrente trasportata dal conduttore:
La caduta di tensione è direttamente proporzionale alla corrente trasportata dal conduttore. Se la corrente raddoppia mentre la resistenza rimane la stessa, anche la caduta di tensione raddoppia.
6. Collegamenti del circuito:
Connessioni in un circuito introducono resistenza di contatto e collegamenti scadenti possono causare una maggiore caduta di tensione.
Vedi anche: Che cosa è la tensione a circuito aperto (Voc)?
Come calcolare la caduta di tensione
È importante notare che la formula VD varia in base al numero di fasi nel circuito, monofase o trifase. Nelle equazioni sottostanti, utilizziamo le seguenti variabili:
- Z: Impedenza del conduttore (ohm per 1,000 piedi o ohm/kft)
- I: Corrente di carico (ampere)
- L: Lunghezza (piedi)
Sistema monofase: V Caduta = 2 ×— Z ×— I ×— L / 1000
Sistema trifase: V Caduta = 1.73 ×— Z ×— I ×— L / 1000
We dividi queste formule per 1,000 perché standard impedenza i valori sono forniti per ogni 1,000 piedi, convertendoli in ohm per piede. Il capitolo 9 del NEC offre proprietà del conduttore basate su una temperatura nominale di 75°C.
Per illustrare il processo, ipotizziamo un circuito monofase da 120 V con una corrente di 22 A, un'impedenza del conduttore di 1.29 ohm per 1,000 piedi e una lunghezza del circuito di 50 piedi. La caduta di tensione sarebbe:
Caduta di tensione = (2 ×— 1.29 ohm/kft ×— 22 A ×— 50 piedi) / 1,000 = 2.84 V
Percentuale VD = 2.84 V / 120 V = 0.0237 = 2.37%
Se ci sono più conduttori per fase, dividere il calcolo precedente per il numero di conduttori per fase poiché la resistenza è ridotta. Ad esempio, se ci sono due conduttori per fase nell'esempio precedente, la resistenza è dimezzata, con conseguente caduta di tensione di 1.42 V (1.18%).
Leggi anche: Come calcolare il Voc del pannello solare
Come controllare la caduta di tensione
Raggiungere l'eliminazione completa di VD è irraggiungibile perché tutti i materiali possiedono una resistenza elettrica intrinseca. Tuttavia, diverse strategie possono efficacemente ridurla:
- Miglioramento dell'efficienza: Migliorare l'efficienza delle apparecchiature per ridurre il consumo energetico e di conseguenza la caduta di tensione.
- Risoluzione dei problemi: Identificare e risolvere i problemi elettrici che causano un aumento non necessario di corrente o di resistenza.
- Correzione delle dimensioni dei conduttori: Selezionare correttamente i conduttori in base a fattori quali corrente, temperatura e capacità del canale.
- Distribuzione centralizzata: Posizionare i componenti elettrici principali al centro per ridurre al minimo le distanze di cablaggio all'interno degli edifici.
- Carichi bilanciati: Nei sistemi trifase, garantire una distribuzione equilibrata del carico per evitare cadute di tensione irregolari.
Devi leggere: Cos'è la tensione nominale?
