Cálculo de caída de tensión y ajuste de sistemas eléctricos en base a determinadas normas

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Sección 210-19, Inciso a), Nota 4: “Los conductores de circuitos ramales como están definidos en la sección 100, con una sección que evite una caída de tensión superior al 3% en las salidas más lejanas de fuerza, calefacción, alumbrado o cualquier combinación de ellas y en los que la caída máxima de tensión de los circuitos alimentador y ramal hasta la salida más lejana no supere al 5%, ofrecen una eficacia razonable de funcionamiento. Para la caída de tensión en los conductores del alimentador, véase el artículo 215-2”

Sección 215-2, Inciso b), Nota 2: “Los conductores de alimentadores tal como están definidos en la sección 100, con un calibre que evite una caída de tensión superior al 3% en las salidas más lejanas para potencia, calefacción, alumbrado o cualquier combinación de ellas y en los que la caída máxima de tensión de los circuitos alimentador y ramales hasta la salida más lejana no supere el 5%, ofrecen una eficacia de funcionamiento razonable. Nota 3: Véase el artículo 210-19. a), para la caída de tensión de los conductores de los circuitos ramales”

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Impedancia (Z)

Es la resistencia que opone un conductor al paso de la corriente eléctrica. Su valor se da en Ohmios ( ). La impedancia está compuesta por: resistencia eléctrica, reactancia inductiva X L y reactancia capacitiva X c . En el cálculo de la impedancia de los conductores de un circuito, no se tiene en cuenta la reactancia capacitiva porque su valor es muy pequeño comparado con la resistencia y reactancia inductiva.

La tabla de la impedancia Z, para calcular la caída de tensión de circuitos, de tres conductores en Conduit. Los valores de resistencia y reactancia son válidos para cables 600 V, 75 °C, 60 Hz.

Fórmulas para el cálculo de porcentaje de caída de tensión utilizando el valor Z aplicable de la tabla

1. Porcentaje de caída de tensión fase a fase en un sistema trifásico:

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2. Porcentaje de caída de tensión fase a neutro en un sistema monofásico:

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Actividad 1.- Un circuito alimentador maneja una carga continua de 25 amperios. El sistema es trifásico a 220V formado por tres conductores de cobre THHN/THWN-2 calibre 4 AWG, en un tubo Conduit de PVC. La longitud del circuito es de 160 m y el factor de potencia es de 85%. Determinar el Porcentaje de Caída de Tensión aproximada para este circuito.

Actividad 2-Para el circuito de la actividad 1, calcular la Regulación para longitudes del conductor THHN/THWN-2 de 100, 120, 140, 160, 180 200 y 220 metros. Graficando los resultados y las conclusiones de los datos obtenidos.

Actividad 3.- Para el circuito de la actividad 1, calcular la Regulación para factores de potencia entre 0.85, 0.90 y 1.0. Graficando los resultados y las conclusiones de los datos obtenidos

Actividad 4.- Para el circuito de la actividad 1, calcular la Regulación para corrientes entre 10 y 40 A. en pasos de 5. Graficando los resultados y las conclusiones de los datos obtenidos

Actividad 5- Para el circuito de la Actividad 1, calcular la Regulación para calibres10,  8, 6, 4, 2,  1/0 y 2/0 AWG del conductor de cobre THHN/THWN.  Graficando los resultados y las conclusiones de los datos obtenidos

Actividad 6- Para el circuito de la Actividad 1,  calcular la Regulación para tensiones de operación de 208, 220, 380 y 440V.

Actividad 7- Un circuito monofásico a 120 V de 20 m de longitud alimenta una carga resistiva de 2800 W con conductores de cobre THHN/THWN, calibre 12 AWG (fase y neutro).

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