Cálculo de queda de tensão: fórmula, regra dos 3% e exemplos

Por que a queda de tensão importa

Todo metro de fio tem resistência, então um trecho longo entrega menos tensão do que o quadro fornece. Uma queda grande demais deixa motores esquentando, luzes fracas e eletrônicos com mau funcionamento, e a tensão perdida se transforma em calor no próprio fio.

A fórmula da queda de tensão

QT = fator × K × I × L ÷ CM
fator = 2 para monofásico, 1,732 (√3) para trifásico
K = 12,9 para cobre, 21,2 para alumínio (ohm-mils circulares por pé)
I = corrente de carga em amperes; L = comprimento de ida em pés
CM = área do condutor em mils circulares, conforme a Tabela 8 do Capítulo 9 da NEC, por exemplo 6.530 para 12 AWG e 10.380 para 10 AWG
Porcentagem de queda = QT ÷ tensão do sistema × 100

Como calcular a queda de tensão no PipeMaster

Abra Queda de tensão em Elétrica (Pro).
Em Circuito, toque em Cobre ou Alumínio, depois em Monofásico ou Trifásico, e escolha a Bitola do cabo (AWG).
Em Carga, ajuste Corrente, Comprimento de Ida e Tensão do Sistema com os seletores.
Leia Queda de tensão, a porcentagem de queda e a tensão na carga em Resultado.
Se a queda passar de 3%, uma linha em laranja avisa que ela excede a diretriz informativa de 3% da NEC 210.19 para circuitos de ramal.

Exemplos práticos: monofásico e trifásico

Resultados do PipeMaster
Circuito	Cabo	Carga e trecho	Queda de tensão	Porcentagem de queda	Tensão na carga
Monofásico, 120 V	12 AWG Cu	20 A, 100 ft	7,90 V	6,58%	112,1 V
Monofásico, 120 V	10 AWG Cu	20 A, 100 ft	4,97 V	4,14%	115,0 V
Monofásico, 120 V	8 AWG Cu	20 A, 100 ft	3,13 V	2,60%	116,9 V
Monofásico, 240 V	10 AWG Cu	30 A, 150 ft	11,18 V	4,66%	228,8 V
Monofásico, 240 V	8 AWG Cu	30 A, 150 ft	7,03 V	2,93%	233,0 V
Trifásico, 480 V	2 AWG Cu	100 A, 200 ft	6,73 V	1,40%	473,3 V
Trifásico, 480 V	2 AWG Al	100 A, 200 ft	11,07 V	2,31%	468,9 V

Confira a primeira linha manualmente: 2 × 12,9 × 20 × 100 ÷ 6.530 = 7,90 V, e 7,90 ÷ 120 = 6,58%.

Escolhendo a bitola do cabo pela queda de tensão

Comece com a bitola que a ampacidade exige, calcule a queda e vá subindo uma bitola por vez até a porcentagem de queda ficar abaixo da sua meta. Na tabela, tanto a carga de 20 A a 120 V quanto a de 30 A a 240 V só ficam abaixo de 3% em 8 AWG. Nunca use uma bitola menor do que a exigida pela ampacidade, e lembre que um cabo maior também muda a ocupação do eletroduto e da caixa.

A queda de tensão é uma exigência do código?

Na NEC, os conhecidos 3% para um circuito de ramal e 5% para alimentador mais ramal aparecem como notas informativas, que em geral são recomendações e não regras exigíveis. Códigos de energia, especificações do serviço, instruções do fabricante do equipamento e alguns artigos específicos da NEC podem tornar um limite obrigatório, então confira com o seu inspetor.

Limites desta calculadora

O System Voltage avança em passos de 12 V, de 12 a 600 V: 120, 240 e 480 V são exatos, e 208, 230, 277 e 400 V não podem ser digitados.
O comprimento é só em pés, em passos de 5 ft; as bitolas vão de 14 AWG a 4/0.
Usa as constantes K de corrente contínua, sem fator de potência ou reatância, então para condutores grandes ou cargas de motor trate o resultado como uma estimativa.
É uma ferramenta da NEC e em AWG, dos Estados Unidos, não uma calculadora IEC ou métrica.

Perguntas frequentes

Quanto de queda de tensão em 100 pés?

Depende da carga, da bitola do cabo e da tensão. Uma carga de 20 A em 12 AWG de cobre, 100 ft de ida, perde 7,90 V: 6,58% a 120 V, ou 3,29% a 240 V. Dobrando a corrente ou o comprimento, a queda dobra.

A calculadora funciona com trifásico?

Sim. Escolha 3-Phase e ela usa 1,732 em vez de 2. Uma carga de 100 A em 200 ft de cabo de cobre 2 AWG a 480 V perde 6,73 V, ou 1,40%.

Por que não posso digitar 208 volts?

O seletor de System Voltage avança em passos de 12 V, então 208 e 277 ficam fora. Você pode aplicar a fórmula acima manualmente, ou ler a queda de tensão em volts, que não depende da tensão do sistema, e dividir por 208 você mesmo.

Cálculo de queda de tensão: a fórmula, a diretriz dos 3% e exemplos práticos