Calculadora de queda de tensão

Como calcular a queda de tensão

Para calcular a queda de tensão, multiplique 2 × o comprimento do circuito (só a ida) × a corrente × a resistência do fio por metro. Em circuito trifásico, troque o 2 por √3. Divida o resultado pela tensão e multiplique por 100 para ter a porcentagem. Nos circuitos terminais, a NBR 5410 não aceita mais de 4%.

Instalação elétrica tem risco de choque e incêndio. Os números servem para conferir e planejar; a instalação deve ser feita por profissional habilitado, seguindo a NBR 5410.

A resistência do fio vem da 2ª lei de Ohm: resistividade vezes comprimento dividido pela área da seção. Fio mais comprido perde mais; fio mais grosso, menos. É por isso que uma tomada no fundo do quintal com o mesmo fio da sala pode deixar a furadeira fraca.

Resistividade de livro ou cabo a 70 °C?

A conta de sala de aula usa a resistividade do cobre à temperatura ambiente, 1,72 × 10⁻⁸ Ω·m, que é o mesmo que 0,0172 Ω·mm²/m. No exemplo, ela dá ΔV = 2 × 30 × 12 × 0,0172 ÷ 2,5 = 4,95 V, ou 3,90%, e o 2,5 mm² passaria raspando. A conta com o cabo real dá 5,03% por dois motivos. A resistência máxima que o fabricante garante para o 2,5 mm² é 7,41 Ω/km a 20 °C, cerca de 8% acima do cobre puro. E, em carga plena, o fio de PVC trabalha a 70 °C; com o coeficiente de 0,00393 por grau, a resistência sobe quase 20%.

A calculadora vem com o cabo a 70 °C, que é o lado seguro. Quando a corrente é bem menor que a capacidade do fio, ele fica mais frio, e a queda real cai entre os dois números. Para conferir exercício de livro, escolha a conta de livro.

Os limites da NBR 5410

O item 6.2.7 da norma, como reproduzido no guia da Prysmian, fixa a queda máxima em relação à tensão nominal: 7% a partir do transformador ou do gerador próprio, 5% a partir do ponto de entrega quando a energia chega em baixa tensão, e 4% em qualquer circuito terminal. Numa casa, então, a queda somada desde o ponto de entrega, onde a rede da distribuidora encontra a instalação, até a tomada não deve passar de 5%, e só o trecho do quadro até a tomada não pode passar de 4%.

Circuito trifásico

Em trifásico equilibrado a corrente de volta se cancela entre as fases, e o fator 2 vira √3 ≈ 1,732. A tensão de referência é a medida entre fases. Um motor de 50 A em 380 V, a 80 m do quadro, com cabo de 10 mm² (1,83 Ω/km a 20 °C, 2,19 Ω/km a 70 °C): ΔV = 1,732 × 80 × 50 × 0,00219 = 15,17 V, ou 3,99%. Está no limite. A fórmula despreza a reatância do cabo, o que funciona bem para seções pequenas e cargas resistivas; para cabos grossos e motores, o projeto usa as tabelas em V/A·km do fabricante.

Achar a seção mínima

O modo "Achar a seção mínima" faz a conta ao contrário: S = 2 × L × I × ρ ÷ ΔV máxima. Com ρ de livro, o exemplo pede 2,44 mm², e a seção comercial acima é 2,5 mm². Com o cabo a 70 °C, a calculadora testa as seções da lista e mostra a menor que fica dentro do limite: 4 mm². A seção final ainda precisa aguentar a corrente e respeitar o mínimo da norma, e a calculadora de bitola de fio junta os três critérios e o disjuntor.

Alumínio

O alumínio conduz pior que o cobre e pede seção maior para a mesma queda. O guia da Prysmian lembra que a NBR 5410 proíbe condutor de alumínio em instalação residencial e só o admite em instalações industriais e comerciais com várias condições, a partir de 16 mm² ou 50 mm². A opção existe aqui para quem confere alimentadores e redes desse tipo.

Erros comuns

• Digitar ida e volta no comprimento e contar a volta duas vezes.
• Usar a tensão entre fase e neutro num circuito trifásico.
• Calcular com ρ de 20 °C e concluir que o fio passa, quando a conta com o cabo quente reprova.
• Olhar só o trecho do quadro até a tomada e esquecer a queda do ramal que vem do medidor.

Para passar a potência do aparelho para corrente, use a calculadora da lei de Ohm. No lado de corrente contínua de um sistema de placas solares a conta é a monofásica, com 2 × L × I × R; a calculadora de energia solar ajuda a dimensionar o sistema. E a energia que o fio perde vira kWh na calculadora de consumo de energia.