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Calculadora: Conversores y física

Calculadora de sección de cable: caída de tensión, pérdidas y la sección adecuada

Encuentra el cable más fino que cumple a la vez tu límite de caída de tensión y su intensidad admisible. Sirve para CC, monofásica o trifásica, cobre o aluminio, en mm² y AWG, con pérdidas de potencia y efecto de la temperatura.

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Resultados

6 mm² de cobre (≈ 8 AWG) lleva 32 A en 25 m con una caída del 2,56 % (5,9 V) y 189 W de pérdidas.
Cable recomendado
6 mm²
≈ 8 AWG · cobre
Caída de tensión
2,56%
5,9 V de 230 V · límite 3 %
Pérdidas de potencia en el cable
189W
el 2,56 % de 7,36 kW
Corriente
32A
cos φ 1
Sección mín. por caída de tensión
6 mm²
exacta 4,96 mm²
Sección mín. por intensidad
4 mm²
Grapado directo a pared o bandeja, 30 °C
Intensidad admisible de la sección elegida
46A
factor de temperatura 1
Longitud máx. con esta sección
29m
para una caída del 3 %
Energía perdida al año
189kWh
a 1000 horas a plena carga
Caída de tensión según la sección (25 m, 32 A)

Comparación de secciones

SecciónAWG ≈Caída %Caída VPérdidas WIntensidad adm. ALongitud máx. m¿Cumple?
1 mm²16 AWG15,07%34,651109165✗ intensidad
1,5 mm²14 AWG10,07%23,16741207✗ intensidad
2,5 mm²12 AWG6,17%14,194542712✗ intensidad
4 mm²10 AWG3,84%8,832823620✗ caída
6 mm² ◀8 AWG2,56%5,91894629✓
10 mm²6 AWG1,52%3,51126349✓
16 mm²4 AWG0,96%2,2708578✓
25 mm²3 AWG0,61%1,3945112124✓
35 mm²1 AWG0,44%132138172✓
50 mm²1/0 AWG0,32%0,7424168233✓
70 mm²3/0 AWG0,22%0,5116213336✓
95 mm²4/0 AWG0,16%0,3712258467✓
  • Caída de tensión: ΔV = 2 × L × I × (R·cos φ + X·sen φ), con la resistencia del conductor de la IEC 60228 corregida a 70 °C y una reactancia de 0,08 mΩ/m.
  • La intensidad admisible es orientativa, según las tablas de la IEC 60364-5-52 (PVC/XLPE, factores por método, correcciones por temperatura ambiente y agrupamiento). Tu reglamento nacional (REBT, BS 7671, NEC 310, VDE 0298-4…) y el calibre de la protección deciden la sección final.
  • Las corrientes de arranque de los motores (5–7 veces la nominal) provocan caídas extra breves, así que comprueba las condiciones de arranque en las líneas largas de motores.

Cómo funciona esta calculadora de sección de cable

Un cable tiene que superar dos pruebas. Debe transportar la corriente sin calentarse en exceso (su intensidad admisible) y debe entregarla sin perder demasiada tensión por el camino. En los circuitos cortos el límite suele ponerlo la intensidad admisible; en los tramos largos, las tensiones bajas y los circuitos solares, casi siempre manda la caída de tensión. Esta calculadora comprueba las dos condiciones y recomienda la sección comercial más pequeña que cumple ambas.

Para la caída de tensión usa las resistencias de conductor normalizadas de la IEC 60228 (cobre o aluminio flexible) corregidas a la temperatura de servicio del conductor: la resistencia del cobre aumenta alrededor de un 0,39 % por cada °C, así que un cable a 70 °C tiene un 20 % más de resistencia que a 20 °C. En los circuitos de alterna añade una reactancia típica del cable y el factor de potencia. Para la intensidad admisible parte de la tabla de referencia de la IEC 60364-5-52 (aislamiento de PVC, cobre, grapado directamente a la pared) y aplica factores según el método de instalación, el aislamiento XLPE, la temperatura ambiente, la agrupación con otros circuitos y los conductores de aluminio.

También indica la potencia que se pierde en forma de calor en el cable, la energía perdida al año, la longitud máxima para cada sección y su equivalente AWG.

Las fórmulas

I = P ÷ (V × cos φ) (CC, monofásica) I = P ÷ (√3 × V_LL × cos φ) (trifásica) R_T = R_20 × [1 + α × (T − 20 °C)] α_Cu = 0.00393, α_Al = 0.00403 ΔV = k × L × I × (R_T × cos φ + X × sin φ) k = 2 (CC, monofásica), √3 (trifásica) ΔV% = ΔV ÷ V × 100 P_pérdidas = n × I² × R_T × L (n = 2 o 3) I_z = I_tabla × k_método × k_aislamiento × k_ambiente × k_agrupación × (0.78 si Al)

Ejemplo práctico: cargador de coche eléctrico de 7,4 kW a 25 m

El caso por defecto es un cargador monofásico de 230 V que consume 32 A, a 25 m del cuadro eléctrico, con cable de cobre con aislamiento de PVC grapado a la pared y un límite de caída de tensión del 3 %.

  • Por intensidad admisible bastaría con 4 mm² (36 A en el método C).
  • Pero con 4 mm² la caída es de 8,8 V (3,84 %), por encima del límite.
  • Con 6 mm² la caída es de 5,9 V (2,56 %), admite hasta 46 A y disipa unos 189 W a plena potencia. Es la sección recomendada (≈ 8 AWG). Su longitud máxima para un 3 % ronda los 29 m.
  • La sección exacta para el 3 % sería de 4,96 mm²; con 10 mm² las pérdidas bajarían casi a la mitad, a 112 W.

Cómo leer los resultados

  • El cable recomendado es la sección comercial más pequeña que cumple los dos límites. Los dos recuadros de «sección mínima» muestran cuál de ellos manda.
  • Las pérdidas de potencia importan en todo lo que funciona muchas horas: en circuitos solares y bombas de calor, subir una sección suele amortizarse gracias a las menores pérdidas.
  • La longitud máxima con esta sección responde a la pregunta habitual de «¿hasta dónde puedo llevar este cable?».
  • La tabla comparativa muestra la caída, las pérdidas y la intensidad admisible de las secciones vecinas, para que puedas sopesar el coste del cobre frente a las pérdidas.

Valores típicos (cobre, 70 °C, 3 % de caída, monofásica a 230 V)

Carga Intensidad 10 m 25 m 50 m
Circuito de enchufes de 2,3 kW 10 A 1,5 mm² 2,5 mm² 4 mm²
3,7 kW (16 A) 16 A 1,5 mm² 4 mm² 6 mm²
Cargador de coche eléctrico de 7,4 kW 32 A 4 mm² 6 mm² 16 mm²
11 kW (trifásica a 400 V, 16 A) 16 A 1,5 mm² 1,5 mm² 4 mm²

Los circuitos trifásicos necesitan cables mucho más finos para la misma potencia: la intensidad por conductor es menor y el factor √3 sustituye al factor 2.

Consejos

  • Usa la longitud del recorrido de ida, incluidos los tramos verticales y los rodeos. La fórmula ya tiene en cuenta el conductor de vuelta.
  • Sube la tensión antes de añadir cobre. Duplicar la tensión reduce la intensidad a la mitad y la caída porcentual a la cuarta parte con el mismo cable.
  • Dimensiona los cables de continua de la instalación solar para un 1–2 % de caída y compruébalos con la corriente de trabajo del string; consulta la calculadora de dimensionado de strings.
  • Los cables de batería son los que llevan más intensidad en una instalación, y tienen que ir acordes con el calibre del fusible. Dimensiónalos con la corriente continua y punta de la batería que da la calculadora de banco de baterías.
  • Aplica coeficientes de reducción en lugares calurosos. Los cables en bajocubiertas o junto a los campos fotovoltaicos pueden soportar 50–70 °C de temperatura ambiente, lo que reduce mucho la intensidad admisible de un cable de PVC; usa XLPE o cable solar.

Limitaciones

Las intensidades admisibles que se dan aquí son orientativas, derivadas de las tablas de referencia de la IEC 60364-5-52 con factores de corrección simplificados; el mínimo legal lo determinan las normas nacionales (BS 7671, artículo 310 del NEC, VDE 0298-4 y otras), el dispositivo de protección y los requisitos de resistencia al cortocircuito. La reactancia es un valor típico para cables multiconductores y es mayor con conductores unipolares muy separados. No se comprueban las corrientes armónicas en el neutro, el arranque de motores ni la impedancia del bucle de defecto. Encarga el diseño y la verificación de la instalación a un electricista cualificado.

Método e hipótesis

Corriente: CC y monofásica I = P ÷ (V × cos φ); trifásica I = P ÷ (√3 × V_LL × cos φ). Resistencia por metro según los valores de la IEC 60228 a 20 °C, corregida R_T = R_20 × [1 + α(T − 20)] (α = 0,00393 Cu, 0,00403 Al).

Caída de tensión ΔV = k × L × I × (R cos φ + X sen φ), k = 2 en CC/monofásica (ida y vuelta), √3 en trifásica. Pérdidas = n × I² × R × L (n = 2 o 3 conductores). La sección recomendada es la normalizada más pequeña que cumple el límite de caída de tensión y la intensidad admisible corregida (tabla del método C de la IEC 60364-5-52 × factores por método de instalación, aislamiento, temperatura ambiente y agrupamiento; aluminio × 0,78).

Preguntas frecuentes

¿Cómo se calcula la caída de tensión en un cable?
En corriente continua y en alterna monofásica: ΔV = 2 × longitud × intensidad × resistencia por metro (el factor 2 cuenta el conductor de ida y el de vuelta). En trifásica: ΔV = √3 × longitud × intensidad × (R·cos φ + X·sin φ). Ejemplo: 32 A a lo largo de 25 m de cobre de 6 mm² a 70 °C (3,68 mΩ/m) dan 2 × 25 × 32 × 0,00368 = 5,9 V, es decir, un 2,6 % de 230 V.
¿Cuál es la caída de tensión máxima permitida?
La IEC 60364-5-52 recomienda no superar el 3 % en alumbrado y el 5 % en otros usos desde el origen de una instalación conectada a la red pública de baja tensión; el NEC estadounidense recomienda un 3 % en un circuito derivado y un 5 % en total. En fotovoltaica, los proyectistas suelen buscar un 1–2 % en el lado de continua y un 1 % entre el inversor y el punto de conexión a la red, porque cada punto porcentual es energía perdida.
¿Qué sección de cable necesito para un cargador de coche eléctrico de 32 A?
Solo por intensidad admisible, para 32 A bastaría con 4–6 mm² de cobre en la mayoría de los métodos de instalación, pero lo que suele decidir es la caída de tensión: en tramos de hasta unos 20 m, 4 mm² se queda por debajo del 3 %; entre unos 20 y 29 m necesitas 6 mm², y hasta unos 49 m, 10 mm². La normativa local y el calibre del interruptor automático fijan el mínimo.
¿Qué sección de cable necesito en un sistema de 12 V?
Las tensiones bajas exigen cables gruesos, porque la misma potencia implica mucha intensidad. Una carga de 1 kW a 12 V consume 83 A; mantener la caída por debajo del 3 % en 4 m (solo ida) requiere unos 50 mm² de cobre. La misma carga a 48 V consume 21 A y le bastan 4 mm². Por eso los sistemas aislados más grandes trabajan a 24 V o 48 V.
¿Cómo paso de mm² a AWG?
Equivalencias habituales (al AWG inmediatamente más grueso): 1,5 mm² ≈ 14 AWG, 2,5 mm² ≈ 12 AWG, 4 mm² ≈ 10 AWG, 6 mm² ≈ 8 AWG, 10 mm² ≈ 6 AWG, 16 mm² ≈ 4 AWG, 25 mm² ≈ 3 AWG, 35 mm² ≈ 1 AWG, 50 mm² ≈ 1/0, 70 mm² ≈ 3/0, 95 mm² ≈ 4/0. Las secciones AWG no coinciden exactamente con las métricas, así que redondea siempre al alza.
¿Es tan bueno el cable de aluminio como el de cobre?
El aluminio tiene alrededor del 61 % de la conductividad del cobre, así que necesita aproximadamente 1,6 veces más sección (normalmente uno o dos tamaños comerciales más) para la misma caída de tensión, y con la misma sección admite cerca del 78 % de la intensidad. Pesa y cuesta mucho menos, por eso domina en las grandes líneas de alimentación y en los cables de las compañías eléctricas, pero necesita terminales adecuados y en general no se usa por debajo de 16 mm².

Fuentes y referencias

  1. IEC 60364-5-52: Low-voltage electrical installations: Selection and erection of wiring systems (intensidad admisible, caída de tensión)
  2. IEC 60228: Conductors of insulated cables (valores de resistencia en corriente continua)
  3. NFPA 70 National Electrical Code: artículo 310 (intensidad admisible de los conductores) y notas informativas sobre la caída de tensión
  4. IEC 62548-1: PV arrays design requirements (dimensionado de los cables de continua)

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