Escribe el sistema, la sección del cable (o su resistencia por unidad de longitud), la tensión de alimentación, la longitud de la línea y la corriente. Se calculan la caída de tensión, la caída en porcentaje y la tensión al final de la línea (en el receptor).
Índice
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Qué puedes hacer en esta página
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¿Para qué sirve este cálculo?
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Cómo usar
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Fórmulas y figuras
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Símbolos y términos
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Qué conviene saber de antemano
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Cómo calcularlo con Excel
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Cómo calcularlo con Hojas de cálculo de Google
-
Cómo calcularlo con Python
-
La fórmula en LaTeX y otras notaciones matemáticas (para copiar)
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Cómo pedirle a ChatGPT que haga el cálculo
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Las ventajas de DataChef
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Funciones relacionadas
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Todas las calculadoras de NumberChef
Qué puedes hacer en esta página
- A partir de la sección del cable (mm²), la longitud de la línea (un solo sentido) y la corriente, calcula de una vez la caída de tensión (V), la caída en porcentaje (%) y la tensión al final de la línea (en el receptor)
- Usa la fórmula simplificada habitual para cobre, \(e = \dfrac{35{,}6 L I}{1000 A}\) en el caso monofásico de 2 hilos. Admite monofásico de 2 hilos, monofásico de 3 hilos, trifásico de 3 hilos, trifásico de 4 hilos y corriente continua
- Puedes elegir la sección en la lista de «secciones habituales» (de 1 mm² a 240 mm², las secciones normalizadas de los cables como 1,5 mm² y 2,5 mm² de los circuitos de vivienda) y el campo de la sección se rellena solo
- Para cables de aluminio o especiales, calcula directamente a partir de la resistencia del conductor de la hoja de características (Ω/km, Ω/m o mΩ/m) con el modo «desde la resistencia del cable». También admite de 2 a 4 conductores en paralelo
- Junto con el resultado, una gráfica muestra cómo crece la caída de tensión con la longitud (con una línea de referencia en el 5 % de la tensión de alimentación)
- Si necesitas trabajar con AWG y pies (por ejemplo, con un producto estadounidense), cambia «Unidades» sobre la calculadora a «Unidades de EE. UU.»
¿Para qué sirve este cálculo?
«¿Cuál es la caída de tensión de un circuito monofásico de 2 hilos con 2,5 mm², 20 m y 16 A?» Este tipo de problema, con la constante 35,6 (y con 30,8 para el trifásico y 17,8 para el monofásico de 3 hilos), o con la conductividad del cobre, es un clásico de los ciclos formativos de instalaciones eléctricas y de los cursos de instalador autorizado. La respuesta es \(35{,}6 \times 20 \times 16 \div (1000 \times 2{,}5) \approx 4{,}56\) (V).
Si cambias los números y repites el cálculo varias veces, memorizas la estructura de la fórmula: «proporcional a la longitud y a la corriente, e inversamente proporcional a la sección».
Cuando pones un aparato lejos del cuadro eléctrico, con un cable demasiado fino la caída de tensión puede resultar excesiva. Por ejemplo, con un motor trifásico de 400 V y 30 A a 50 m con un cable de 6 mm², la caída es de unos 7,7 V (el 1,9 %).
En un proyecto real también se tienen en cuenta el límite de la REBT (ITC-BT-19), la intensidad máxima admisible y las condiciones de instalación, pero esta fórmula se usa para hacerse una primera idea de si «a esta distancia y con esta corriente, esta sección parece suficiente».
En los sistemas de 12 V y 24 V de las autocaravanas o de las instalaciones solares aisladas, el efecto de la caída de tensión es mucho mayor que a 230 V. Por ejemplo, con un cable de 2,5 mm², 5 m en un solo sentido y 5 A, la caída es de unos 0,36 V, que en un sistema de 12 V ya es un 3,0 % (en un sistema de 230 V sería un 0,15 %).
Puedes comprobar con números la regla del cableado de corriente continua: «cuanto menor es la tensión, más grueso debe ser el cable».
Con un cable fino de 0,75 mm² y 10 m con 10 A (un aparato de unos 2300 W), la caída de tensión es de unos 4,7 V: aunque el enchufe dé 230 V, al aparato le llegan unos 225 V. Un cable fino con mucha corriente también se calienta, y ese es el mayor peligro.
Por eso los aparatos de mucha potencia conviene conectarlos lo más cerca posible del enchufe de la pared, respetar la potencia máxima que indica la etiqueta del alargador y desenrollar el carrete del todo.
Si instalas un punto de recarga para un vehículo eléctrico (el REBT lo regula en la ITC-BT-52), la longitud hasta la plaza de garaje suele ser grande. Por ejemplo, con un cable de cobre de 10 mm², 30 m y 32 A (unos 7,4 kW a 230 V), la caída de tensión queda en unos 3,4 V (el 1,5 %).
La obra la tiene que hacer un instalador autorizado, pero este cálculo te ayuda a entender si un presupuesto es razonable y a decidir dónde colocar el punto de recarga.
Fórmulas y figuras
Símbolos y términos
Símbolos
| \(e\) | e | La caída de tensión (V). La tensión que se pierde entre el origen y el receptor por la propia resistencia del cable. Es el símbolo que se suele usar en las fórmulas de las instalaciones eléctricas. |
| \(L\) | ele | La longitud de la línea (m). La longitud del cable «en un solo sentido» desde el origen hasta el receptor. Los dos hilos, de ida y de vuelta, ya están incluidos en el coeficiente de la fórmula. |
| \(I\) | i | La corriente (A). La corriente de carga que circula por el circuito. |
| \(A\) | a | La sección del conductor (mm²). Cuanto mayor es, menor es la resistencia y menor es también la caída de tensión. |
| \(R\) | erre | La resistencia por metro de cable (Ω/m). En las hojas de características suele aparecer como «resistencia del conductor», casi siempre en Ω/km. |
| \(K\) | ka | El coeficiente que depende del sistema. Es 2 en corriente continua de 2 hilos y en monofásico de 2 hilos, \(\sqrt{3}\) en trifásico de 3 hilos y 1 en monofásico de 3 hilos y trifásico de 4 hilos (respecto al neutro). |
| \(N\) | ene | El número de conductores en paralelo. Cuántos cables iguales se usan en paralelo por cada fase. Al ponerlos en paralelo, la resistencia del cable pasa a ser \(\dfrac{1}{N}\), y la caída de tensión también pasa a ser \(\dfrac{1}{N}\). |
| \(V\) | uve | La tensión de alimentación (V). La tensión en el origen (por ejemplo, en el cuadro eléctrico). |
| \(\varepsilon\) | épsilon | La caída de tensión en porcentaje (%). Indica qué porcentaje de la tensión de alimentación representa la caída de tensión. |
| \(\sqrt{3}\) | raíz de tres | Aproximadamente 1,732. Aparece en el cálculo de la tensión entre fases del trifásico de 3 hilos, y sale de que las tres corrientes del trifásico están desfasadas 120 grados entre sí. |
Términos
| caída de tensión | Como el propio cable tiene una pequeña resistencia, al circular la corriente se pierde tensión por el camino y al receptor (un enchufe o un aparato) le llega menos tensión que en el origen. Es mayor cuanto más fino es el cable, cuanto más largo es y cuanto mayor es la corriente. |
| longitud de la línea | La longitud de la línea en un solo sentido, desde el origen hasta el receptor. No se cuenta la vuelta: los dos hilos (ida y vuelta) ya están incluidos en el coeficiente de la fórmula. |
| sección del conductor | El área de la sección transversal del conductor, en mm². Los cables de las viviendas se llaman por su sección: 1,5 mm², 2,5 mm², 4 mm², 6 mm² y así sucesivamente. |
| monofásico | Una forma de suministrar electricidad con una fase y el neutro (además del conductor de protección), a 230 V. Es la que usan los enchufes de las viviendas. |
| trifásico | Una forma de suministrar electricidad con tres corrientes alternas desfasadas 120 grados entre sí, por tres fases (más el neutro en el sistema de 4 hilos). Se usa para grandes potencias, como los motores de las fábricas. La tensión entre fases es de 400 V. |
| monofásico de 3 hilos | Un sistema con dos hilos de fase y un neutro central, que en otros países (por ejemplo, Japón o EE. UU.) da una tensión menor entre el neutro y una fase y una mayor entre las dos fases. No existe en las viviendas españolas, que usan un sistema monofásico de fase y neutro o un trifásico de tres fases y neutro. La calculadora lo mantiene como opción para calcular la carga respecto al neutro. |
| carga equilibrada | Una situación en la que la carga conectada a cada fase (o hilo) es del mismo tamaño en el monofásico de 3 hilos o en el trifásico. Si está equilibrada, no circula corriente por el neutro, así que el coeficiente es el de un solo hilo, 17,8. |
| conductor flexible | Un conductor formado por muchos hilos finos de cobre trenzados. Es más fácil de curvar y de manejar; los cables de tipo H07V-K son de conductor flexible. |
| H07V-K | Un cable unipolar flexible de cobre con aislamiento de PVC para 450/750 V, muy usado en las instalaciones interiores de las viviendas (por ejemplo, de 1,5 mm² para alumbrado o de 2,5 mm² para enchufes). |
| REBT | El Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión (Real Decreto 842/2002), la norma española de las instalaciones eléctricas de baja tensión. Sus instrucciones técnicas complementarias (ITC-BT) fijan, por ejemplo, la caída de tensión máxima permitida (ITC-BT-19). |
| instalador autorizado | El profesional o la empresa habilitados para realizar y certificar instalaciones eléctricas de baja tensión en España (ITC-BT-03 del REBT). Las obras en una instalación, como nuevos enchufes, cableado o un punto de recarga, deben hacerse por un instalador autorizado. Esta calculadora es solo una guía para aprender y estimar. |
| AWG (American Wire Gauge) | El sistema de tallas de cable que se usa en EE. UU. y Canadá. Cuanto menor es el número, más grueso es el cable (10 AWG es más grueso que 14 AWG). Los tamaños AWG se dan en cmil en el NEC. |
| circular mil (cmil) | La unidad de área de los cables en EE. UU.: el área de un círculo de 1 mil (0,001 pulgada) de diámetro. 1 cmil son unos 0,000507 mm². |
| NEC (National Electrical Code) | El código eléctrico de EE. UU. (NFPA 70). Sus recomendaciones, en notas informativas, sitúan la caída de tensión en un 3 % como máximo en un circuito derivado y en un 5 % en total. |
Qué conviene saber de antemano
Esto es lo que conviene saber para usar el cálculo de esta página entendiendo lo que hace, y no solo pulsando el botón.
| Proporcionalidad directa e inversa (6.º de Primaria a 1.º de ESO, 11-13 años) |
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| Ley de Ohm (2.º–3.º de ESO, 13-15 años) |
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| Porcentajes (5.º de Primaria, 10-11 años) |
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| Raíces cuadradas (3.º de ESO, 14-15 años) |
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Cómo calcularlo con Excel
| Longitud de la línea L (m) | 20 |
| Corriente I (A) | 16 |
| Sección A (mm²) | 2,5 |
| Caída de tensión e (V) | =35,6*B1*B2/(1000*B3) |
| Longitud de la línea L (m) | 50 |
| Corriente I (A) | 30 |
| Sección A (mm²) | 6 |
| Caída de tensión e (V) | =30,8*B1*B2/(1000*B3) |
| Longitud de la línea L (m) | 20 |
| Corriente I (A) | 10 |
| Sección A (mm²) | 2,5 |
| Caída de tensión e (V) | =17,8*B1*B2/(1000*B3) |
| Coeficiente del sistema K | 2 |
| Corriente I (A) | 40 |
| Resistencia por metro R (Ω/m) | 0,0012 |
| Longitud de la línea L (m) | 100 |
| Caída de tensión e (V) | =B1*B2*B3*B4 |
| Caída de tensión e (V) | 4,56 |
| Tensión de alimentación V (V) | 230 |
| Caída de tensión (%) | =B1/B2*100 |
La primera tabla muestra 4,5568 (V) en B4. La segunda muestra 7,7 (V), la tercera 1,424 (V), la cuarta 9,6 (V) y la quinta 1,98 (%).
Solo tienes que sustituir los números de la columna B por los de tu circuito. Para el trifásico de 3 hilos y el monofásico de 3 hilos solo cambia el coeficiente (la parte de 35,6); la forma de la tabla es la misma.
Cómo calcularlo con Hojas de cálculo de Google
| Longitud de la línea L (m) | 20 |
| Corriente I (A) | 16 |
| Sección A (mm²) | 2,5 |
| Caída de tensión e (V) | =35,6*B1*B2/(1000*B3) |
| Longitud de la línea L (m) | 50 |
| Corriente I (A) | 30 |
| Sección A (mm²) | 6 |
| Caída de tensión e (V) | =30,8*B1*B2/(1000*B3) |
| Longitud de la línea L (m) | 20 |
| Corriente I (A) | 10 |
| Sección A (mm²) | 2,5 |
| Caída de tensión e (V) | =17,8*B1*B2/(1000*B3) |
| Coeficiente del sistema K | 2 |
| Corriente I (A) | 40 |
| Resistencia por metro R (Ω/m) | 0,0012 |
| Longitud de la línea L (m) | 100 |
| Caída de tensión e (V) | =B1*B2*B3*B4 |
| Caída de tensión e (V) | 4,56 |
| Tensión de alimentación V (V) | 230 |
| Caída de tensión (%) | =B1/B2*100 |
Cómo calcularlo con Python
coefficient = 35.6 # coeficiente del sistema (monofásico de 2 hilos y continua = 35,6; trifásico de 3 hilos = 30,8; monofásico de 3 hilos y trifásico de 4 hilos = 17,8)
length_m = 10 # longitud de la línea (un solo sentido del cable, en m)
current_a = 15 # corriente (A)
area_mm2 = 2 # sección del cable (mm²)
source_voltage = 100 # tensión de alimentación (V)
voltage_drop = coefficient * length_m * current_a / (1000 * area_mm2) # caída de tensión (V)
drop_rate = voltage_drop / source_voltage * 100 # caída de tensión en porcentaje (%)
end_voltage = source_voltage - voltage_drop # tensión al final de la línea (V)
print(f"Caída de tensión: {voltage_drop} V")
print(f"Caída de tensión (%): {drop_rate} %")
print(f"Tensión final: {end_voltage} V")
La fórmula en LaTeX y otras notaciones matemáticas (para copiar)
e = 35,6 × L × I ÷ (1000 × A)
e = \dfrac{35{,}6 L I}{1000 A}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>e</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow><mn>35,6</mn><mi>L</mi><mi>I</mi></mrow>
<mrow><mn>1000</mn><mi>A</mi></mrow>
</mfrac>
</mrow>
</math>
e = (35,6 L I)/(1000 A)
35.6*l*i/(1000*a)
e := 35.6*l*i/(1000*a);
e = 35.6*L*I/(1000*A);
e = (35,6 L I)/(1000 A)
e = 30,8 × L × I ÷ (1000 × A) (trifásico de 3 hilos), e = 17,8 × L × I ÷ (1000 × A) (monofásico de 3 hilos, trifásico de 4 hilos)
e = \dfrac{30{,}8 L I}{1000 A}, \quad e = \dfrac{17{,}8 L I}{1000 A}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>e</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow><mn>30,8</mn><mi>L</mi><mi>I</mi></mrow>
<mrow><mn>1000</mn><mi>A</mi></mrow>
</mfrac>
</mrow>
</math>
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>e</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow><mn>17,8</mn><mi>L</mi><mi>I</mi></mrow>
<mrow><mn>1000</mn><mi>A</mi></mrow>
</mfrac>
</mrow>
</math>
e = (30,8 L I)/(1000 A), e = (17,8 L I)/(1000 A)
30.8*l*i/(1000*a) (* trifásico de 3 hilos. Monofásico de 3 hilos y trifásico de 4 hilos: 17.8*l*i/(1000*a) *)
e := 30.8*l*i/(1000*a); # trifásico de 3 hilos. Monofásico de 3 hilos y trifásico de 4 hilos: 17.8*l*i/(1000*a)
e = 30.8*L*I/(1000*A); % trifásico de 3 hilos. Monofásico de 3 hilos y trifásico de 4 hilos: e = 17.8*L*I/(1000*A);
e = (30,8 L I)/(1000 A), e = (17,8 L I)/(1000 A)
e = K × I × R × L
e = K I R L
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>e</mi>
<mo>=</mo>
<mi>K</mi>
<mi>I</mi>
<mi>R</mi>
<mi>L</mi>
</mrow>
</math>
e = K I R L
k*i*r*l
e := k*i*r*l;
e = K*I*R*L;
e = K I R L
ε = e ÷ V × 100
\varepsilon = \dfrac{e}{V} \times 100
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>ε</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mi>e</mi>
<mi>V</mi>
</mfrac>
<mo>×</mo>
<mn>100</mn>
</mrow>
</math>
epsilon = e/V * 100
e/v*100
epsilon := e/v*100;
rate = e/V*100;
ε = (e/V) × 100
Cómo pedirle a ChatGPT que haga el cálculo
Eres un asistente de cálculo de instalaciones eléctricas. Haz el siguiente cálculo ejecutando realmente código Python y basa tu respuesta únicamente en los números del resultado de la ejecución (no respondas con cálculo mental ni a ojo). Es un circuito monofásico de 2 hilos con una tensión de alimentación de 230 V, con cable de cobre de 2,5 mm² de sección, 20 m de longitud (en un solo sentido) y una corriente de carga de 16 A. Con la fórmula simplificada e = 35,6 × L × I ÷ (1000 × A), halla cada uno de estos valores: 1. La caída de tensión (V) 2. La caída de tensión en porcentaje (%) 3. La tensión al final de la línea, en el receptor (V) Muestra las fórmulas que has usado y los números del resultado de la ejecución. Al final, añade una nota breve que diga que esta fórmula es una simplificación y que la caída de tensión máxima permitida en España la fija la ITC-BT-19 del REBT (en el caso de las viviendas, el 3 %).
Cómo usar
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1Introduce los númerosEscribe en los campos los números con los que quieres calcular
-
2CalculaHaz clic en el botón «Calcular»
-
3Consulta el resultadoEl resultado aparece al instante. En la misma página también encontrarás el desarrollo del cálculo y la explicación de la fórmula
Las ventajas de DataChef
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