🔌 Calcolatore di caduta di tensione

La caduta di tensione è la riduzione del potenziale elettrico che si verifica quando la corrente scorre in un conduttore. Ogni filo ha una certa resistenza e, al passaggio della corrente, una parte della tensione si disperde come calore. Il National Electrical Code (NEC) raccomanda di mantenere la caduta di tensione sotto il 3% per i circuiti terminali e il 5% per il totale dell’alimentazione più la derivazione. Superare questi limiti può causare il surriscaldamento dei motori, l’attenuazione delle luci e il malfunzionamento dei dispositivi elettronici.

La formula fondamentale per la caduta di tensione resistiva in corrente continua o in corrente alternata monofase è V_drop = 2 × I × ρ × L / A, dove il fattore 2 tiene conto sia del conduttore di andata sia di quello di ritorno, I è la corrente (A), ρ è la resistività del materiale del conduttore, L è la lunghezza del filo in senso singolo (m) e A è la sezione (m²). Nei sistemi trifase la formula usa √3 al posto di 2. Il rame ha una resistività di circa 1,68 × 10⁻⁸ Ω·m a 20 °C, mentre quella dell’alluminio è più alta, 2,65 × 10⁻⁸ Ω·m: a parità di dimensioni i fili in alluminio perdono più tensione.

Questo calcolatore usa le equazioni standard della caduta di tensione per circuiti monofase e trifase. Per il monofase calcola V_drop = 2 × I × R, dove R = ρ × L / A. Per il trifase usa V_drop = √3 × I × R. La caduta percentuale è V_drop / V_source × 100.

La metrica derivata qui è la percentuale di caduta di tensione, che indica se l’installazione rientra nei limiti delle norme. Il NEC raccomanda una caduta massima del 3% per i circuiti terminali e del 5% per la somma di alimentazione e derivazione. Anche la norma IEC 60364 suggerisce di limitare la caduta al 4-5% per l’illuminazione e al 5-7% per gli altri carichi.

1. Seleziona il materiale del conduttore: rame o alluminio.
2. Inserisci la corrente che scorre nel filo in ampere (A).
3. Inserisci la lunghezza del filo in senso singolo in metri (m).
4. Inserisci la sezione in mm² (oppure usa il riferimento AWG).
5. Seleziona monofase o trifase, quindi fai clic su Calcola.

Qual è una caduta di tensione accettabile?

Il NEC raccomanda una caduta massima del 3% per i circuiti terminali e del 5% totale (alimentazione + derivazione). Ad esempio, su un circuito da 120 V una caduta del 3% significa non perdere più di 3,6 V. Cadute oltre il 5% possono causare malfunzionamenti delle apparecchiature e sprechi di energia.

Perché la formula moltiplica per 2 nel monofase?

La corrente deve andare dalla sorgente al carico e poi tornare. Sia il filo di andata sia quello di ritorno hanno resistenza, quindi la lunghezza totale del percorso è il doppio della distanza in senso singolo. I sistemi trifase usano √3 (circa 1,732) al posto di 2, a causa dello sfasamento tra i conduttori.

In che modo la temperatura influenza la caduta di tensione?

La resistenza del rame aumenta di circa lo 0,393% per °C sopra i 20 °C. Un filo che porta corrente in un sottotetto a 60 °C ha circa il 16% di resistenza in più rispetto alla temperatura ambiente, il che aumenta proporzionalmente la caduta di tensione. Considera sempre la temperatura operativa reale.

Conviene usare filo di rame o di alluminio?

Il rame ha circa il 60% di resistenza in meno a parità di sezione, quindi perde meno tensione. L’alluminio è più leggero ed economico per le linee di grande sezione delle reti, ma richiede una sezione maggiore per eguagliare le prestazioni del rame. Per gli impianti residenziali il rame è lo standard.

La caduta di tensione è diversa tra CA e CC?

Per i carichi in corrente alternata puramente resistivi la formula della resistenza in corrente continua si applica direttamente. Nei circuiti in CA con carichi induttivi (motori, reattanze) la reattanza del cavo si somma alla caduta di tensione. Questo calcolatore calcola la componente resistiva: per i circuiti induttivi in CA la caduta reale può essere del 10-20% superiore.

Quale sezione AWG mi serve per un circuito da 15 A a 30 m?

Per un circuito monofase da 15 A e 120 V lungo 30 m, il rame AWG 12 (3,31 mm²) dà una caduta di circa il 3,8%, oltre la guida del 3% per i circuiti terminali. Passando ad AWG 10 (5,26 mm²) la caduta scende a circa il 2,4%.

Usa le tabelle AWG per collegare la sezione alla gauge del filo: AWG 12 ≈ 3,31 mm², AWG 10 ≈ 5,26 mm², AWG 8 ≈ 8,37 mm². La resistenza del filo aumenta con la temperatura: quella del rame cresce di circa lo 0,393% per °C sopra i 20 °C, quindi in sottotetti caldi o in condotte aspettati cadute superiori al valore calcolato. Per i carichi induttivi in corrente alternata (motori, trasformatori) l’impedenza include la reattanza, che aumenta la caduta di tensione effettiva oltre il valore della pura resistenza. Per tratti di cavo lunghi (oltre 30 m / 100 ft) aumentare la sezione di una o due gauge è in genere più economico che accettare la perdita di energia dovuta alla caduta di tensione durante la vita del cavo.