Calculadora Análisis de Circuitos

Calculadora de Caída de Tensión

La caída de voltaje es la reducción de voltaje que ocurre a lo largo de un conductor debido a su impedancia (resistencia y reactancia). Esta calculadora aplica las relaciones estándar de caída de voltaje para circuitos monofásicos, trifásicos y de corriente continua (DC), junto con datos típicos de resistencia para conductores de cobre y aluminio. Los resultados se reportan como voltios de caída, porcentaje de caída y voltaje en la carga, para que pueda compararlos con los objetivos de diseño comúnmente utilizados en notas informativas del NEC, como 3% de caída en circuitos derivados y 5% de caída total feeder+derivado para sistemas completos.

Respuesta Rápida

100ft run at 20A: 12AWG = 4.0% drop, 10AWG = 2.5% drop | Max 3% branches, 5% total (NEC)

Vd = 2 × L × I × R ÷ 1000 (single-phase) | √3 factor for 3-phase

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Consejos Rápidos

Todos los cálculos siguen estándares NEC y prácticas eléctricas de EE.UU.
Los resultados se actualizan automáticamente al cambiar los valores
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Siempre verifica los resultados con los códigos eléctricos locales

Aviso Importante

Los cálculos son solo de referencia. Siempre verificar contra el NEC y códigos locales antes de la instalación. Consulta con un profesional cualificado para aplicaciones críticas.

Historial de Cálculos

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Cálculos de Ejemplo

Análisis de Circuito Derivado Residencial

Calcular caída de voltaje para circuito de cocina 20A usando cable 12 AWG cobre en 25 metros (82 ft)

Entradas

systemType: single_phase
voltage: 120
current: 20
distance: 25
wireSize: 12
wireMaterial: copper

Cálculo de Alimentador Trifásico Comercial

Dimensionar conductores para alimentador trifásico 100A a 480V en 60 metros para cumplir límite de 3%

Entradas

systemType: three_phase
voltage: 480
current: 100
distance: 60
maxVoltageDropPercent: 3

Cómo Usar

Cómo Calcular Caída de Voltaje

Parámetros de Entrada

Especifique el tipo de sistema (monofásico, trifásico o DC), voltaje nominal, corriente de carga, longitud de conductor (un sentido), material del conductor y calibre del cable o porcentaje de caída permitido. La calculadora utiliza fórmulas estándar de caída de voltaje con valores de resistencia del conductor a las condiciones de operación seleccionadas.

Fórmulas de Caída de Voltaje

Tipo de Sistema	Fórmula	Descripción
Monofásico (1φ)	`VD = 2 × I × R × L / 1000`	Factor 2 para ida y vuelta
Trifásico (3φ)	`VD = √3 × I × R × L / 1000`	Factor √3 (1.732) para sistemas trifásicos
Corriente Continua (DC)	`VD = 2 × I × R × L / 1000`	Igual que monofásico

Donde: I = corriente en amperios, R = resistencia en Ω/km, L = longitud un sentido en metros.

Límites Recomendados por NEC y NOM-001-SEDE

Tipo de Circuito	Límite NEC	NOM-001-SEDE	Notas
Circuitos Derivados	≤3%	≤3%	NEC 210.19(A)(1) Nota Informativa
Alimentadores	≤3%	≤3%	NEC 215.2(A)(1) Nota Informativa
Total (Feeder + Derivado)	≤5%	≤5%	Límite combinado recomendado
Circuitos de Motores	≤3%	≤3%	Para operación confiable del motor
Arranque de Motores	≤15%	≤15%	Para asegurar par de arranque adecuado

Resistencia de Conductores por Calibre

Calibre AWG	Cobre (Ω/km)	Aluminio (Ω/km)	Ampacidad Típica
14 AWG	8.45	13.9	15A
12 AWG	5.31	8.72	20A
10 AWG	3.28	5.41	30A
8 AWG	2.06	3.40	40A
6 AWG	1.30	2.14	55A
4 AWG	0.82	1.35	70A
2 AWG	0.51	0.85	95A
1/0 AWG	0.32	0.53	125A

Corrección por Temperatura

La resistencia del conductor aumenta con la temperatura. Use la fórmula:

R₂ = R₁ × [1 + α(T₂ - T₁)]

Donde α = 0.00393 para cobre y α = 0.00403 para aluminio. La temperatura base es típicamente 20°C o 75°C según la tabla de referencia.

Recomendaciones de Caída de Tensión (Nota Informativa NEC 210.19(A))

Tipo de Circuito	Caída Máxima Permitida	Razonamiento / Impacto
Circuitos Derivados	3% Máximo	Asegura que los voltajes en los receptáculos se mantengan dentro de bandas operativas óptimas para electrónicos, motores e iluminación. Previene el sobrecalentamiento.
Total (Alimentador + Derivado)	5% Máximo	Caída total del sistema desde el panel de servicio hasta el tomacorriente más lejano. (ej., 2% caída alimentador + 3% caída circuito derivado).

Ejemplo Paso a Paso de Cálculo de Caída de Tensión

Escenario: Está instalando un calentador de 20A en un circuito monofásico de 120V. El recorrido desde el panel de interruptores es de 200 pies. Planea usar cable de cobre 12 AWG.

Identificar Variables: I = 20A, L = 200 pies, V = 120V.
Encontrar Resistencia (NEC Capítulo 9, Tabla 8): El cobre 12 AWG tiene una resistencia de aproximadamente 1.93 Ω por 1,000 pies.
Aplicar Fórmula (Monofásico): Vd = (2 × L × I × R) / 1000
Calcular: Vd = (2 × 200 × 20 × 1.93) / 1000 = 15.44 Voltios de caída.
Verificar Porcentaje: 15.44V / 120V = 12.8% de Caída.
Conclusión: Esto falla la recomendación del 3% del NEC (caída máxima de 3.6V). Debe aumentar el tamaño del cable. La práctica estándar dicta aumentar a 8 AWG (0.778 Ω/1000pies) para una caída de 6.22V (5.1%), o idealmente a 6 AWG (0.491 Ω/1000pies) para una caída de 3.92V (3.2%).

Aplicaciones Comunes

Circuitos derivados residenciales a garajes separados y talleres
Diseño de alimentadores comerciales e industriales donde la eficiencia es crítica
Circuitos de motores donde el voltaje de arranque y operación debe mantenerse dentro de límites
Circuitos de bombas de calor y aire acondicionado con recorridos largos en exteriores
Circuitos DC de sistemas solares fotovoltaicos donde la longitud del cable afecta el rendimiento
Documentación general de diseño eléctrico que requiera cálculos de caída de voltaje

Preguntas Frecuentes

¿Cuál es la diferencia entre los límites recomendados y obligatorios del código NEC?

Las notas informativas del NEC asociadas a las secciones 210.19 y 215.2 comúnmente referencian objetivos de diseño de aproximadamente 3% de caída de voltaje para circuitos derivados y aproximadamente 5% para alimentadores más circuitos derivados combinados. Estos valores son recomendaciones para apoyar el buen funcionamiento del equipo y eficiencia razonable, no son requisitos obligatorios. Los límites finales deben seleccionarse según la edición del código aplicable, datos del equipo y requisitos del proyecto.

¿Cómo calculo caída de voltaje para sistemas trifásicos desbalanceados?

Para cargas trifásicas desbalanceadas, calcule la caída de voltaje para cada fase por separado usando fórmulas monofásicas. La fase con mayor corriente tendrá la mayor caída de voltaje. Considere la corriente del neutro para sistemas conectados en estrella (wye) con cargas desbalanceadas.

¿Debo usar valores de resistencia AC o DC para cálculos de caída de voltaje?

Muchas referencias de diseño usan valores de resistencia DC para conductores más pequeños y valores de resistencia AC para calibres mayores para tener en cuenta el efecto piel (skin effect) y el efecto de proximidad. Verifique la fuente de datos de resistencia que está utilizando y haga coincidir los supuestos en su cálculo con el estándar aplicable o las tablas del fabricante.

¿Cómo afecta el factor de potencia los cálculos de caída de voltaje?

El factor de potencia afecta la relación entre caída de voltaje y entrega de potencia. Para la misma potencia de salida, un factor de potencia menor requiere mayor corriente, aumentando la caída de voltaje. Use impedancia (Z) en lugar de resistencia (R) para cálculos precisos con cargas reactivas.

¿Qué límites de caída de voltaje debo usar para circuitos de motores?

Limite la caída de voltaje en circuitos de motores al 3% para arranque y operación confiables. Para motores críticos o aquellos con altos requisitos de par de arranque, considere límites del 2%. La caída de voltaje durante el arranque no debe exceder el 15% para asegurar un par de arranque adecuado.

¿Cómo se tiene en cuenta los efectos de temperatura en la resistencia del conductor?

La resistencia del conductor aumenta con la temperatura. Use la fórmula R₂ = R₁ × [1 + α(T₂ - T₁)] donde α = 0.00393 para cobre y 0.00403 para aluminio. Nuestra calculadora incluye factores de corrección por temperatura para resultados precisos en condiciones de operación reales.

¿Cuáles son los equivalentes de NOM-001-SEDE para los límites del NEC?

La NOM-001-SEDE de México generalmente sigue los mismos límites recomendados que el NEC: 3% para circuitos derivados, 3% para alimentadores, y 5% máximo total combinado. Estos son objetivos de diseño para eficiencia y funcionamiento del equipo, no requisitos mandatorios.

Last updated: February 2026

NEC 2023 · IEEE Standards