Longitud de cable y caída de voltaje
Escrito por Bert Markgraf ; última actualización: February 01, 2018
La caída de tensión o voltaje en un cable depende de la longitud de éste, de su calibre y de la corriente que lo atraviesa. Los cables más grandes tienen menos resistencia y pueden por lo tanto transmitir mayor voltaje sin grandes pérdidas. Las pérdidas en los cables pequeños son bajas si se manejan voltajes moderados, o si el cable no es muy largo. Los ingenieros tienen que diseñar los sistemas eléctricos de forma tal que la caída de tensión sea aceptable para la longitud del cable que abastece la carga.
Información básica
Los cables eléctricos tienen una resistencia por unidad de longitud, y cuanto más largo el cable, mayor es la resistencia. Cuando la corriente pasa por el cable, se produce una caída de tensión de acuerdo con la ley de Ohm voltaje = corriente x resistencia. La potencia en watts es voltaje x corriente. Dada una corriente y una resistencia definidas, puede determinarse la caída de potencia. Si la caída es de 10 voltios para una corriente de 10 Amperios, la pérdida de potencia en el cable es de 100 watts.
Tamaño del cable
Los cables más grandes tienen menor resistencia por unidad de longitud que los cables pequeños. Los cables utilizados normalmente en las casas son cables de calibre 12 o 14, con resistencias de 1,6 y 2,5 Ohms por cada 1000 pies (300 metros). Para una casa tipo, la longitud del cable puede ser de hasta 50 pies (17 metros). Las resistencias correspondientes para estos tamaños de cables son de 0,08 y 0,13 Ohms. Los cables más grandes tienen una resistencia un 36% menor, y por lo tanto, pierden un 36% menos de potencia. Para cables más largos, como las conexiones de exteriores, se usan cables de calibre 10 con una resistencia de 1 Ohm por cada 1000 pies (300 metros), que tienen una pérdida de potencia 60% menor que un cable de calibre 14.
Voltaje
Mientras que la resistencia de los cables muestra qué cable perderá menos potencia, la medida en watts se determina por la caída de voltaje. Para una distancia de 100 pies (20 metros), las resistencias de los cables de calibre 10, 12 y 14 son respectivamente de 0,1, 0,16 y 0,25 Ohms. Un circuito doméstico utiliza corriente de 15 Amperios. Al pasar ésta por 100 pies (30 metros) de los tres tipos de cables, resultará en una caída de tensión de 1,5, 2,4 y 3,75 voltios respectivamente.
Potencia
La caída de tensión multiplicada por la corriente da la potencia en watts. Los tres cables de 100 pies (30 metros) mencionados en el punto anterior, con una corriente de 15 Amperios, tendrán caídas de potencia de 22,5, 36 y 56,25 watts para los calibres 10, 12 y 14 respectivamente. Esta potencia calienta el cable, y la caída de tensión reduce el voltaje disponible para la carga. Una caída de tensión de 3,6 a 6 voltios es aceptable en un circuito de 120 voltios. El cable de calibre 14 es dudoso, ya que su pérdida de potencia es superior al consumo de una bombilla de 40 watts.
