A queda de tensão é o assassino silencioso do desempenho das ligações elétricas: o fio é seguro, o disjuntor aguenta, mas os motores esquentam, os drivers de LED zumbem e as ferramentas perdem energia na extremidade de um cabo longo. Este guia explica como a queda de tensão é calculada, por que trechos longos precisam de fios maiores, a diferença entre cobre e alumínio e como a queda de tensão difere do tamanho de ampacidade que seu código local realmente exige.
Por que longas tiragens precisam de fio maior
Todo condutor tem resistência, e a resistência aumenta com o comprimento. A queda de tensão é simplesmente a lei de Ohm aplicada a essa resistência: quanto mais longe a corrente viaja, mais tensão é perdida na forma de calor no fio. Como a corrente tem que fluir para fora e voltar para a carga, um circuito monofásico ou CC usa o dobro da distância unidirecional na fórmula.
A consequência prática é que um fio perfeitamente dimensionado para a corrente ainda pode deixar cair muita tensão ao longo da distância. Dobrar a corrida praticamente dobra a queda, então um medidor que funciona bem a 25 pés pode falhar gravemente a 100 pés. A cura é um condutor maior (mais mils circulares significa menos resistência) ou, quando possível, uma tensão de sistema mais alta.
A regra dos 3% e 5%
O Código Elétrico Nacional não exige uma queda de tensão máxima, mas uma nota informativa para NEC 210.19 (circuitos ramificados) e 215 (alimentadores) recomenda manter a queda igual ou inferior a 3% em um circuito derivado e 5% no alimentador mais o ramal combinados. Ficar abaixo desses números mantém o equipamento operando em sua tensão nominal, protege os enrolamentos do motor e evita iluminação fraca e falhas incômodas no equipamento.
Esta calculadora sinaliza qualquer valor acima de 3% como vale a pena aumentar e qualquer valor acima de 5% como fora das especificações. Trate as porcentagens como metas de projeto: cargas críticas, como motores e componentes eletrônicos sensíveis, se beneficiam por ficarem bem abaixo de 3%.
Cobre versus alumínio
O cobre conduz melhor que o alumínio, portanto, para o mesmo medidor, a tensão cai menos. O fator K captura isso: 12,9 para cobre versus 21,2 para alumínio, o que significa que o alumínio cai cerca de 64% mais tensão no mesmo tamanho. O alumínio é mais leve e mais barato, e é por isso que domina os alimentadores de serviços públicos e grandes entradas de serviço, mas geralmente você o dimensiona de um a dois passos AWG maior que o cobre para corresponder à ampacidade e à queda de tensão. O alumínio também requer composto antioxidante e terminações classificadas.
Queda de tensão não é ampacidade
É fácil confundir os dois. Ampacidade é a corrente máxima que um condutor pode transportar sem superaquecimento e é um requisito de segurança rígido da Tabela 310.16 do NEC. A queda de tensão é uma métrica de desempenho sobre quanta tensão sobrevive à viagem. Um condutor pode satisfazer a ampacidade e ainda assim diminuir muita tensão a longo prazo, que é exatamente quando você aumenta além do medidor de ampacidade necessária. Sempre dimensione a ampacidade primeiro usando uma calculadora de tamanho de fio e, em seguida, verifique a queda de tensão e aumente o tamanho, se necessário.