Fórmula de Caída de Tensión y Cálculo Ejemplo
¿Qué es la caída de tensión?
La caída de tensión es la disminución del potencial eléctrico a lo largo del camino que recorre la corriente en un circuito eléctrico. O, más simplemente, una “caída de tensión”. Las caídas de tensión ocurren debido a la resistencia interna de la fuente, elementos pasivos, a través de conductores, contactos y conectores, y son indeseables porque parte de la energía suministrada se disipa.
La caída de tensión a través de una carga eléctrica es proporcional a la potencia disponible para ser convertida en esa carga en alguna otra forma útil de energía. La caída de tensión se calcula a través de la ley de Ohm.
Caída de Tensión en Circuitos de Corriente Directa
En los circuitos de corriente directa, la causa de la caída de tensión es la resistencia. Para entender la caída de tensión en el circuito de CD, veamos un ejemplo. Supongamos un circuito que consta de una fuente de CD, 2 resistencias conectadas en serie y una carga.
Aquí, cada elemento del circuito tendrá cierta resistencia. Reciben y pierden energía a algún valor. Pero el factor decisivo del valor de la energía son las características físicas de los elementos. Cuando medimos la tensión a través de la fuente de CD y la primera resistencia, veremos que será menor que la tensión de la fuente.
Podemos calcular la energía consumida por cada resistencia midiendo la tensión a través de las resistencias individuales. Mientras la corriente fluye a través del cable desde la fuente de CD hasta la primera resistencia, parte de la energía proporcionada por la fuente se disipa debido a la resistencia del conductor.
Para verificar la caída de tensión, se utilizan la ley de Ohm y la ley del circuito de Kirchhoff, que se explican a continuación.
La ley de Ohm se representa por
V → Caída de Tensión (V)
R → Resistencia Eléctrica (Ω)
I → Corriente Eléctrica (A)
Para los circuitos cerrados de CD, también usamos la ley del circuito de Kirchhoff para el cálculo de la caída de tensión. Es como sigue:
Tensión de la Fuente = Suma de la caída de tensión a través de cada componente del circuito.
Cálculo de la Caída de Tensión en una Línea de Energía de CD
Aquí, tomamos un ejemplo de una línea de alimentación de 100 pies. Entonces, para 2 líneas, 2 × 100 pies. Supongamos que la resistencia eléctrica es 1.02Ω/1000 pies, y la corriente es 10 A.
Caída de Tensión en Circuitos de Corriente Alterna
En los circuitos de CA, además de la Resistencia (R), habrá una segunda oposición al flujo de corriente – la reactancia (X), que comprende XC y XL. Tanto X como R opondrán al flujo de corriente. La suma de ambas se denomina Impedancia (Z).
XC → Reactancia capacitiva
XL → Reactancia inductiva
La cantidad de Z depende de factores como la permeabilidad magnética, los elementos aislantes eléctricos y la frecuencia de CA.
Similar a la ley de Ohm en los circuitos de CD, aquí se da como
E → Caída de Tensión (V)
Z → Impedancia Eléctrica (Ω)
I → Corriente Eléctrica (A)
IB → Corriente de plena carga (A)
R → Resistencia del conductor del cable (Ω/1000ft)
L → Longitud del cable (un lado) (Kft)
X → Reactancia inductiva (Ω/10
