Cálculo de caída de tensión: fórmula, 3 % y ejemplos

Por qué importa la caída de tensión

Cada metro de cable tiene resistencia, así que al final de un recorrido largo llega menos tensión de la que da el tablero. Demasiada caída hace que los motores se calienten, las luces bajen y los equipos electrónicos fallen, y los voltios perdidos se convierten en calor dentro del cable.

La fórmula de caída de tensión

VD = factor × K × I × L ÷ CM
factor = 2 en monofásica, 1.732 (√3) en trifásica
K = 12.9 para cobre, 21.2 para aluminio (ohmios-circular mil por pie)
I = corriente de la carga en amperios; L = longitud de ida en pies
CM = área del conductor en circular mils según la tabla 8 del capítulo 9 del NEC, por ejemplo 6,530 para calibre 12 y 10,380 para calibre 10
Caída en porcentaje = VD ÷ tensión del sistema × 100

Cómo calcular la caída de tensión en PipeMaster

Abre Caída de tensión en Eléctrico (Pro).
En Circuito, toca Copper o Aluminum, luego 1-Phase o 3-Phase, y elige la Sección del cable (AWG).
En Carga, ajusta Current, One-Way Length y System Voltage con los botones + y −.
Lee Caída de tensión, Caída porcentual y Voltaje en carga en Resultado.
Si la caída pasa del 3 %, aparece en naranja: Supera la recomendación del 3 % para circuitos ramales (nota informativa NEC 210.19).

Ejemplos resueltos: monofásica y trifásica

Resultados de PipeMaster
Circuito	Cable	Carga y recorrido	Caída de tensión	Caída porcentual	Voltaje en carga
Monofásico, 120 V	Cobre cal. 12	20 A, 100 pies	7.90 V	6.58 %	112.1 V
Monofásico, 120 V	Cobre cal. 10	20 A, 100 pies	4.97 V	4.14 %	115.0 V
Monofásico, 120 V	Cobre cal. 8	20 A, 100 pies	3.13 V	2.60 %	116.9 V
Monofásico, 240 V	Cobre cal. 10	30 A, 150 pies	11.18 V	4.66 %	228.8 V
Monofásico, 240 V	Cobre cal. 8	30 A, 150 pies	7.03 V	2.93 %	233.0 V
Trifásico, 480 V	Cobre cal. 2	100 A, 200 pies	6.73 V	1.40 %	473.3 V
Trifásico, 480 V	Aluminio cal. 2	100 A, 200 pies	11.07 V	2.31 %	468.9 V

Comprueba la primera fila a mano: 2 × 12.9 × 20 × 100 ÷ 6,530 = 7.90 V, y 7.90 ÷ 120 = 6.58 %.

Cómo elegir el calibre por caída de tensión

Empieza por el calibre que pide la ampacidad, calcula la caída y sube de calibre de uno en uno hasta que la Caída porcentual quede por debajo de tu objetivo. En la tabla, tanto los 20 A a 120 V como los 30 A a 240 V solo bajan del 3 % con calibre 8. Nunca uses un calibre menor que el que exige la ampacidad, y recuerda que un cable más grueso cambia también la ocupación del tubo y de la caja.

¿Qué caída de tensión se permite?

En el NEC, el conocido 3 % para un circuito derivado y 5 % para alimentador más derivado aparecen como notas informativas, que en general son recomendaciones y no reglas obligatorias. Los códigos de energía, las especificaciones de la obra, las instrucciones de los equipos y algunos artículos concretos del NEC pueden fijar un límite obligatorio, así que confírmalo con tu inspector.

Límites de esta calculadora

La tensión del sistema sube y baja de 12 en 12 V, de 12 a 600 V: 120, 240 y 480 V son exactos, pero 208, 230, 277 y 400 V no se pueden poner.
La longitud va solo en pies, en pasos de 5 pies; los calibres van del 14 AWG al 4/0.
Usa las constantes K de corriente continua, sin factor de potencia ni reactancia, así que con conductores grandes o cargas de motor tómalo como una estimación.
Es una herramienta del NEC con calibres AWG, no una calculadora IEC para cable métrico en mm².

Preguntas frecuentes

¿Cuánta caída de tensión hay en 100 pies de cable calibre 12?

Depende de la carga, el calibre y la tensión. Una carga de 20 A en cobre calibre 12 a 100 pies de ida pierde 7.90 V: 6.58 % a 120 V o 3.29 % a 240 V. Si duplicas la corriente o la distancia, la caída se duplica.

¿La calculadora sirve para trifásica?

Sí. Elige 3-Phase y usa 1.732 en lugar de 2. Una carga de 100 A en 200 pies de cobre calibre 2 a 480 V pierde 6.73 V, un 1.40 %.

¿Por qué no puedo poner 208 voltios?

El selector System Voltage avanza de 12 en 12 V, así que 208 y 277 se saltan. Puedes aplicar la fórmula a mano, o tomar la Caída de tensión en voltios, que no depende de la tensión del sistema, y dividirla tú entre 208.

Cálculo de caída de tensión: la fórmula, la recomendación del 3 % y ejemplos resueltos