¿Qué es la Calculadora de Caída de Tensión Trifásica?
Esta herramienta estima la tensión que se pierde a lo largo de una línea de cable trifásica equilibrada. Una caída de tensión excesiva provoca iluminación débil, sobrecalentamiento, disparos intempestivos y un funcionamiento deficiente de los motores, por eso la mayoría de las normativas de instalación la limitan a un 3–5 % de la tensión nominal. La calculadora trabaja en unidades del sistema métrico y es válida para cualquier circuito trifásico de corriente alterna equilibrado.
La fórmula
La caída de tensión entre fases (línea a línea) es:
$$V_{drop} = \sqrt{3} \times I \times R \times \cos\phi$$donde \(I\) = corriente de carga en amperios, \(R\) = resistencia del conductor en un solo sentido en ohmios, y \(\cos\phi\) = factor de potencia. La resistencia del conductor se obtiene de:
$$R = \frac{\rho \, L}{A}$$siendo \(\rho\) = resistividad en \(\Omega\cdot\text{mm}^2/\text{m}\) (alrededor de 0,0175 para el cobre y 0,028 para el aluminio), \(L\) = longitud en un solo sentido en metros, y \(A\) = sección transversal en \(\text{mm}^2\). El porcentaje de caída es \(\frac{V_{drop}}{V_{LL}} \times 100\).
Cómo utilizarla
Introduce la corriente de carga, la longitud del cable en un solo sentido, la resistividad del material del conductor, la sección transversal, el factor de potencia y la tensión del sistema entre fases. La calculadora te devuelve los voltios perdidos, el porcentaje de caída, la resistencia del conductor y la tensión resultante en la carga.
Ejemplo resuelto
Una carga de 30 A se alimenta mediante una línea de 50 m de cobre de 10 mm² (\(\rho = 0.0175\)) con un factor de potencia de 0,9 en un sistema de 400 V. La resistencia es:
$$R = \frac{0.0175 \times 50}{10} = 0.0875\,\Omega$$La caída de tensión es:
$$V_{drop} = \sqrt{3} \times 30 \times 0.0875 \times 0.9 \approx 4.09\,\text{V}$$lo que equivale aproximadamente a un \(1.02\%\) de los 400 V, muy por debajo de los límites habituales.
Preguntas frecuentes
¿Por qué aparece el factor \(\sqrt{3}\)? En un sistema trifásico equilibrado, la caída entre fases se relaciona con la caída por fase mediante \(\sqrt{3}\), lo que da lugar a la conocida expresión \(\sqrt{3} \, I R \cos\phi\).
¿Debo incluir la reactancia? Este modelo simplificado usa solo la resistencia, lo cual es preciso para cables de pequeña sección. En conductores grandes y tendidos largos, la reactancia del cable \(X\sin\phi\) también influye y aumenta la caída.
¿Longitud en un solo sentido o de ida y vuelta? Introduce la longitud en un solo sentido. La fórmula trifásica ya tiene en cuenta la geometría del conductor, así que no debes duplicar la distancia.
