| Para
calcular caídas de tensión en cables |
Cuando
una corriente circula a través de una resistencia se produce
una caída de tensión. Como un cable tiene resistencia,
por pequeña que sea, siempre habrá una caída de
tensión.
Ejemplos de valores de resistencia de algunos cables:
|
Tipo
y composición del cable
|
Ohmios
por metro
|
Ohmios
por 100 metros
|
|
7/0.2
|
0.088
|
8.8
|
|
7/0.1
|
0.315
|
31.5
|
|
16/0.2
|
0.04
|
4.0
|
Para calcular la
caída de tensión en un cable se puede usar la fórmula
siguiente:
2LRI = Voltios
Donde:
L
es la longitud del cable, en metros
R es
la resistencia del cable, en Ohmios por metro
I es
la corriente que va a circular por el cable, en Amperios
Ejemplo:
Tenemos un cable estandard para un sistema de alarma (7/0,2) alimentando
un dispositivo que consume 50 mA a 13,6 voltios. ¿Cual es la
tensión que realmente recibe el dispositivo?
Primero calculamos la caída de tensión;
2LRI = 2 * 25 * 0.088
* 0.05 = 0.22 V de caída
Por lo tanto la tensión que recibirá el dispositivo sería:
Tensión inicial
- caída de tensión = Tensión en el dispositivo
13.6 - 0.22 = 13.38 V
Tengan en cuenta
la pequeña corriente usada en el ejemplo. Hagan un cálculo
con grandes corrientes y se apreciará la magnitud de pérdidas
en las líneas. Muchos sistemas funcionando con relativamente
altas tensiones pueden tolerar caídas considerables, pero en
casos como sistemas alimentados con 3,3 o 5 voltios no se puede permitir
grandes caídas.
| Cómo
calcular la sección de cable a utilizar |
La sección
de los conductores es importante para evitar posibles caídas
de tensión que pueden provocar un mal funcionamiento del sistema.
Como referencia, no se debe admitir una caída superior a un 3%
de la tensión nominal en condiciones de intensidad máxima.
Para calcular la sección necesaria se puede utilizar la siguiente
formula:
Donde "L"
es la longitud de la línea en metros, "I máx."
es la intensidad máxima en amperios y "C" es
la máxima caída de tensión permitida.
Ejemplo:
Tenemos un dispositivo
instalado a 600 metros de distancia que funciona con 24 V
nominales, pero sus especificaciones indican que tolera una variación
de tensión de entrada de 18 a 36 voltios. Su consumo es
de 1,5 amperios.
Disponemos de una fuente de alimentación regulada que suministra
24 voltios a la línea. Como el dispositivo admite una
pérdida de hasta 6 voltios:
Esto nos da una
sección de cable de 5,35 mm2. La sección estandard
más cercana es de 6 mm2. También podemos usar varios
cables en paralelo para obtener la misma o superior sección,
por ejemplo usar dos de 2,5 mm2 en paralelo para dar 5 mm2, o bien dos
de 4 mm2 para un total de 8 mm2.
Normalmente las
fuentes industriales disponen de un trimmer de ajuste capaz de retocar
la tensión de salida un ±10%, así que es posible
elevar la tensión un poco para compensar parte de la caída.
| Tablas
de características de cables |
|
Table
1 BV type 300/500v Copper conductor PVC-insulated wire
|
|
Nom.
cross sectional area of conductor
mm2
|
Min.
number of strand conductor
|
Nom.
insulation thickness
mm
|
Average
outer diameter
(upper limit)
mm
|
20oC
Max. DC resistance of conductor
Ohm/km
|
70oC
Min. insulated resistance
Mohm·km
|
|
Copper
conductor
|
Tin
plating
|
|
0.75
|
7
|
0.6
|
2.6
|
24.5
|
24.8
|
0.014
|
|
1.0
|
7
|
0.6
|
2.8
|
18.1
|
18.2
|
0.013
|
|
Table
2 BLV TYPE 450/750V Aluminum conductor PVC-insulated cable
|
|
Nom.cross
sectional area of conductor
mm2
|
Min.
number of strand conductor
|
Nom.insulation
thickness
mm
|
Average
outer diameter
(upper limit)
mm
|
20oC
Max. DC resistance of conductor
Ohm/km
|
70oC
Min. insulated resistance
Mohm·km
|
|
2.5
|
1
|
0.8
|
3.9
|
12.1
|
0.010
|
|
4
|
1
|
0.8
|
4.4
|
7.41
|
0.0085
|
|
6
|
1
|
0.8
|
5.0
|
4.61
|
0.0070
|
|
10
|
7
|
1.0
|
6.7
|
3.08
|
0.0065
|
|
16
|
7
|
1.0
|
7.8
|
1.91
|
0.0050
|
|
25
|
7
|
1.2
|
9.7
|
1.20
|
0.0050
|
|
35
|
7
|
1.2
|
10.9
|
0.868
|
0.0040
|
|
50
|
19
|
1.4
|
12.8
|
0.641
|
0.0045
|
|
70
|
19
|
1.4
|
14.6
|
0.443
|
0.0035
|
|
95
|
19
|
1.6
|
17.1
|
0.320
|
0.0035
|
|
120
|
37
|
1.6
|
18.8
|
0.253
|
0.0032
|
|
150
|
37
|
1.8
|
20.9
|
0.206
|
0.0032
|
|
185
|
37
|
2.0
|
23.3
|
0.164
|
0.0032
|
|
240
|
61
|
2.2
|
26.6
|
0.125
|
0.0032
|
|
300
|
61
|
2.4
|
29.6
|
0.100
|
0.0030
|
|
400
|
61
|
2.6
|
33.2
|
0.0778
|
0.0028
|
|
Table
3 BVR type 450/750V Copper conductor PVC-insulated soft table
|
|
Nom.cross
sectional area of conductor
mm2
|
Min.
number of strand conductor
|
Nom.
insulation thickness
mm
|
Average
outer diameter
(upper limit)
mm
|
20oC
Max. DC resistance of conductor
Ohm/km
|
70oC
Min. insulated resistance
Mohm·km
|
|
Copper
conductor
|
Tin
plating
|
|
2.5
|
19
|
0.8
|
4.1
|
7.41
|
7.56
|
0.011
|
|
4
|
19
|
0.8
|
4.8
|
4.61
|
4.70
|
0.009
|
|
6
|
19
|
0.8
|
5.3
|
3.08
|
3.11
|
0.0084
|
|
10
|
49
|
1.0
|
6.8
|
1.83
|
1.84
|
0.0072
|
|
16
|
49
|
1.0
|
8.1
|
1.15
|
1.16
|
0.0062
|
|
25
|
98
|
1.2
|
10.2
|
0.727
|
0.734
|
0.0058
|
|
35
|
133
|
1.2
|
11.7
|
0.524
|
0.529
|
0.0052
|
|
50
|
133
|
1.4
|
13.9
|
0.387
|
0.391
|
0.0051
|
|
70
|
189
|
1.4
|
16.0
|
0.268
|
0.270
|
0.0045
|
|
Table
4 BVV, BLVVtype 300/500V Copper and Aluminum conductor PVC-insulated
and PVC-sheathed circular cable
|
|
Nom.cross
sectional area of conductor
mm2
|
Min.number
of solid or strand conductor
|
Nom.
insulation thickness
mm
|
Nom.
sheath thickness
mm
|
Average
outer diameter
|
20oC
Max. resistance
of conductor
Ohm/km
|
70oC
Min. insulated resistance
Mohm·km
|
|
Upper
limit
|
Lower
limit
|
Copper
|
Tin-plating
Ohm/km
|
Aluminum
|
|
0.75
|
1
|
0.6
|
0.8
|
3.6
|
4.4
|
24.5
|
24.8
|
-
|
0.012
|
|
1.0
|
1
|
0.6
|
0.8
|
3.7
|
4.5
|
18.1
|
18.2
|
-
|
0.011
|
|
1.5
|
1
|
0.7
|
0.8
|
4.2
|
5.0
|
12.1
|
12.2
|
-
|
0.011
|
|
1.5
|
7
|
0.7
|
0.8
|
4.3
|
5.2
|
12.1
|
12.2
|
-
|
0.010
|
|
2.5
|
1
|
0.8
|
0.8
|
4.8
|
5.7
|
7.41
|
7.56
|
12.1
|
0.010
|
|
2.5
|
7
|
0.8
|
0.8
|
4.8
|
5.9
|
7.41
|
7.56
|
-
|
0.009
|
|
4
|
1
|
0.8
|
0.9
|
4.8
|
6.5
|
4.61
|
4.70
|
7.41
|
0.0085
|
|
4
|
7
|
0.8
|
0.9
|
5.4
|
6.8
|
4.61
|
4.70
|
-
|
0.0077
|
|
6
|
1
|
0.8
|
0.9
|
5.9
|
7.1
|
3.08
|
3.11
|
4.61
|
0.0070
|
|
6
|
7
|
0.8
|
0.9
|
6.0
|
7.3
|
3.08
|
3.11
|
-
|
0.0065
|
|
10
|
7
|
1.0
|
0.9
|
7.3
|
8.8
|
1.83
|
1.84
|
3.08
|
0.0065
|
|
Table
5 BVVB, BLVVB type 300/500V Copper and Aluminum conductor PVC-insulated
and PVC-sheathed flat cable
|
Nom.cross
sectional area of conductor
mm2
|
Min.
number of solid or strand conductor
|
Nom.
insulation thickness
mm
|
Nom.
sheath thickness
|
Average
outer diameter
mm
|
20oC
Max. resistance
of conductor
Ohm/km
|
70oC
Min. insulated resistance
Mohm·km
|
|
Upper
limit
|
Low
limit
|
Copper
|
Tin-plating
Ohm/km
|
Aluminum
|
|
2*0.75
|
1
|
0.6
|
0.9
|
3.8*5.9
|
4.6*7.1
|
24.5
|
24.8
|
-
|
0.012
|
|
2*1.0
|
1
|
0.6
|
0.9
|
3.9*6.1
|
4.8*6.1
|
18.1
|
18.2
|
-
|
0.011
|
|
2*1.5
|
1
|
0.7
|
0.9
|
4.4*7.0
|
5.3*8.5
|
12.1
|
12.2
|
-
|
0.011
|
|
2*2.5
|
1
|
0.8
|
1.0
|
5.1*8.4
|
6.2*10.1
|
7.41
|
7.56
|
12.1
|
0.010
|
|
0
|
|
2*4
|
1
|
0.8
|
1.0
|
5.6*9.2
|
6.7*11.1
|
4.61
|
4.70
|
7.41
|
0.0085
|
|
2*4
|
7
|
0.8
|
1.0
|
5.7*9.5
|
6.9*11.5
|
4.61
|
4.70
|
-
|
0.008
|
|
2*6
|
1
|
0.8
|
1.1
|
6.2*10.4
|
7.5*12.5
|
3.08
|
3.11
|
4.61
|
0.0070
|
|
2*6
|
7
|
0.8
|
1.1
|
6.4*10.8
|
7.8*13.0
|
3.08
|
3.11
|
-
|
0.0065
|
|
2*10
|
7
|
1.0
|
1.2
|
7.9*13.4
|
9.5*16.2
|
1.83
|
1.84
|
3.08
|
0.0065
|
|
0
|
|
3*0.75
|
1
|
0.6
|
0.9
|
3.8*7.9
|
4.6*9.6
|
24.8
|
24.8
|
-
|
0.012
|
|
3*1.0
|
1
|
0.6
|
0.9
|
3.9*8.4
|
4.8*10.1
|
18.2
|
18.2
|
-
|
0.011
|
|
3*1.5
|
1
|
0.7
|
0.9
|
4.4*9.6
|
5.3*11.7
|
12.2
|
12.2
|
-
|
0.011
|
|
3*2.5
|
1
|
0.8
|
1.0
|
5.1*11.6
|
6.2*14.0
|
7.41
|
7.56
|
12.1
|
0.010
|
|
0
|
|
3*4
|
1
|
0.8
|
1.1
|
5.8*13.1
|
7.0*15.8
|
4.61
|
4.70
|
7.41
|
0.0085
|
|
3*4
|
7
|
0.8
|
1.1
|
5.9*13.5
|
7.1*16.3
|
4.61
|
4.70
|
-
|
0.008
|
|
3*6
|
1
|
0.8
|
1.1
|
6.2*14.5
|
7.5*17.5
|
3.08
|
3.11
|
4.61
|
0.0070
|
|
3*6
|
7
|
0.8
|
1.1
|
6.4*15.1
|
7.8*18.2
|
3.08
|
3.11
|
-
|
0.0065
|
|
3*10
|
7
|
1.0
|
1.2
|
--7.9*19.0--
|
--9.5*23.0--
|
1.83
|
1.84
|
3.08
|
0.0065
|
