Caída de tensión en instalaciones eléctricas
Calcula la caída de tensión en un cable de cobre, aluminio o plata. Introduce la corriente, la tensión de alimentación, la longitud y la sección para obtener la caída en voltios, en porcentaje y la tensión en la carga.
Estima la tensión que se pierde a lo largo de un cable
Caída de tensión
Donde:
- \(V_d\) — caída de tensión (V)
- \(I\) — corriente de la carga (A)
- \(\rho\) — resistividad del material del conductor (Ω·mm²/m)
- \(L\) — longitud del cable en un solo sentido (m)
- \(A\) — sección de un conductor (mm²)
El factor 2 tiene en cuenta el conductor de ida y el de retorno en un circuito monofásico o de corriente continua, mientras que \(\sqrt{3} \approx 1.732\) se aplica a circuitos trifásicos equilibrados.
Caída de tensión – Ejemplo de cálculo
Ejemplo: una carga monofásica de 15 A se alimenta a 230 V mediante un cable de cobre de 30 m y 2,5 mm² de sección (\(\rho\) = 0.0172 Ω·mm²/m).
\[ V_d = 2 \times 15 \times \frac{0.0172 \times 30}{2.5} = 6.192 \ \text{V} \]
\[ V_d\% = \frac{6.192}{230} \times 100 = 2.69\% \]
Resultado: la caída de tensión es de 6,19 V, es decir, un 2,69% de la alimentación, de modo que la carga recibe 223,81 V, dentro del límite del 3% recomendado para circuitos derivados.
Cómo usar la calculadora
- Introduce la corriente (I) que consume la carga, en amperios.
- Introduce la tensión de alimentación en el origen. En circuitos trifásicos, usa la tensión entre fases (p. ej., 400 V).
- Selecciona el tipo de circuito: monofásico (2 hilos, CA o CC) o trifásico (3 hilos, CA).
- Introduce la longitud del conductor (L) — la distancia del origen a la carga en un solo sentido — y elige metros o pies.
- Introduce la sección (A) de un conductor y elige mm², kcmil (MCM) o in².
- Elige el material del conductor. Si tu material no aparece en la lista, selecciona «Resistividad personalizada» e introduce \(\rho\) en Ω·mm²/m.
- Lee los resultados: caída de tensión en voltios, caída en porcentaje de la alimentación, tensión en la carga y una valoración según los límites recomendados por la NEC.
¿Qué es la caída de tensión?
Todo conductor tiene una resistencia, y cuando circula corriente por él, parte de la energía eléctrica se pierde en forma de calor. Esa pérdida se manifiesta como una reducción de la tensión entre el origen y la carga: es la caída de tensión. Por eso, la carga situada al final de un cable largo recibe menos tensión de la que aporta la fuente: una alimentación de 230 V que atraviesa un cable con una caída de 6 V entrega solo 224 V al aparato.
La caída aumenta con la corriente, la longitud del cable y la resistividad, y disminuye al aumentar la sección del conductor. Por eso los trazados largos suelen exigir cables más gruesos: duplicar la sección reduce a la mitad la resistencia y, con ella, la caída. Como el cobre conduce mejor que el aluminio, para la misma caída basta un cable de cobre más delgado que uno de aluminio.
Una caída de tensión excesiva no solo supone energía desperdiciada. Los motores se sobrecalientan y pierden par, las lámparas incandescentes alumbran menos, las resistencias de calefacción rinden menos y los equipos electrónicos pueden fallar o reiniciarse. Por eso la mayoría de las normativas la limitan: la NEC recomienda como máximo un 3% en un circuito derivado y un 5% desde la acometida hasta la carga final, mientras que la IEC suele sugerir un 3–5% según la aplicación.
Supuestos y limitaciones
- Modelo de resistencia en CC. El cálculo utiliza únicamente la resistencia del conductor. La inductancia y la capacitancia del cable se desprecian, algo aceptable en la instalación típica de edificios a 50/60 Hz. En trazados muy largos con corrientes elevadas, el efecto pelicular y la reactancia añaden una caída adicional que aquí no se recoge.
- Resistividad a 20 °C. Los valores integrados (cobre 0,0172, aluminio 0,0282, plata 0,0159 Ω·mm²/m) valen cerca de la temperatura ambiente. La resistencia del cobre sube aproximadamente un 0,4% por cada °C, así que un cable caliente en un desván o enterrado en un tubo puede registrar una caída de tensión sensiblemente mayor.
- Longitud en un solo sentido. Introduce la distancia del origen a la carga, no el recorrido completo de ida y vuelta. El factor 2 del monofásico ya incluye el conductor de retorno.
- Trifásico equilibrado. El factor √3 presupone corrientes iguales en las tres fases. Las cargas muy desequilibradas requieren un análisis por fase.
- Conexiones despreciadas. Las uniones, empalmes y bornes de los aparatos añaden una pequeña resistencia adicional que no está incluida en este resultado.
Consejo práctico: si el resultado supera el límite del 3% para circuitos derivados, puedes acortar el trazado, reducir la corriente de la carga o pasar a un conductor de mayor sección; comprueba las secciones rápidamente con nuestra calculadora de grosor de cable. Para relacionar la tensión resultante, la corriente y la resistencia de la carga, consulta la calculadora de la ley de Ohm, o usa la calculadora de resistencias en serie para sumar las resistencias del conductor y de la carga en un circuito de CC.
Valores típicos de resistividad
| Material | ρ (Ω·mm²/m a 20 °C) |
|---|---|
| Plata | 0,0159 |
| Cobre | 0,0172 |
| Aluminio | 0,0282 |
Son los mismos valores que utiliza la calculadora. Para aleaciones como el latón o el nicromo, selecciona «Resistividad personalizada» e introduce el valor del fabricante.
Preguntas frecuentes
¿Cómo convierto los tamaños de cable AWG a mm² para esta calculadora?
Equivalencias habituales: AWG 14 ≈ 2,08 mm², AWG 12 ≈ 3,31 mm², AWG 10 ≈ 5,26 mm², AWG 8 ≈ 8,37 mm², AWG 6 ≈ 13,3 mm², AWG 4 ≈ 21,2 mm² y AWG 2 ≈ 33,6 mm². Si trabajas con unidades norteamericanas, también puedes introducir la sección directamente en kcmil (MCM): 1 kcmil = 0,5067 mm². Ten en cuenta que los conductores cableados y macizos del mismo AWG tienen la misma sección efectiva.
¿Cuál es la caída de tensión máxima que permite la normativa?
En Estados Unidos, la NEC recomienda no más de un 3% en un solo circuito derivado y un 5% en total desde la acometida hasta la carga más alejada. En Europa, la norma IEC 60364 suele admitir un 3–5% según la aplicación, y muchos países fijan el 3% para circuitos de alumbrado. Se trata de recomendaciones o límites de diseño, no de máximos legales estrictos en todas partes, así que consulta siempre tu reglamento eléctrico local antes de cerrar una instalación.
¿Puedo usar esta calculadora en sistemas de 12 V o 24 V en corriente continua (solar, autocaravana, barco)?
Sí. Selecciona la opción monofásica, ya que la corriente continua usa el mismo factor 2 de ida y vuelta, e introduce la tensión de tu batería como alimentación. Los sistemas de baja tensión son especialmente sensibles a la caída: una pérdida de 0,5 V es solo un 0,2% de 230 V, pero supera el 4% de un sistema de 12 V. En instalaciones de 12/24 V, mantén la caída por debajo del 2–3% y sobredimensiona generosamente los conductores.
¿Por qué mi caída de tensión medida es mayor que el valor calculado?
La calculadora usa la resistencia en CC a 20 °C, así que en la realidad el resultado suele ser mayor por varios motivos: la resistencia del conductor sube cerca de un 0,4% por cada °C en el cobre, de modo que un cable a 60 °C cae aproximadamente un 16% más; los trazados largos en CA añaden reactancia inductiva; los bornes corroídos o flojos añaden resistencia; y la corriente de carga puede fluctuar. Un valor medido entre un 10% y un 20% por encima del calculado es normal en un cable caliente en servicio.
¿Cómo hallo la sección mínima de cable para una caída de tensión dada?
Despeja la sección en la fórmula: \( A = \frac{f \cdot I \cdot \rho \cdot L}{V_d} \), donde \(f\) es 2 o √3 y \(V_d\) es la caída objetivo en voltios (p. ej., el 3% de la alimentación). Convierte el resultado a la sección normalizada más cercana, redondeando siempre hacia arriba. Puedes comprobar candidatos rápidamente volviendo a ejecutar la calculadora con distintas secciones.
¿La caída de tensión es la misma en circuitos de CA y de CC?
En la instalación típica de edificios a 50/60 Hz, sí: un conductor de cobre de una sección dada presenta casi la misma resistencia efectiva en CA y en CC, así que se aplica la misma fórmula. La diferencia solo importa con conductores muy gruesos (por encima de unos 95 mm²) o cargas de alta frecuencia, donde el efecto pelicular y la reactancia añaden una impedancia extra que el modelo simple de resistencia no recoge.
¿La longitud del cable es la distancia en un solo sentido o el recorrido completo?
Introduce solo la distancia del origen a la carga. La fórmula monofásica ya multiplica por 2 para contemplar los conductores de ida y de retorno, de modo que introducir la longitud total del cable contaría el doble y daría un resultado inflado. Es uno de los errores más comunes en los cálculos manuales de caída de tensión: si tu resultado parece el doble de lo esperado, revisa primero la longitud.