Efectos de la Temperatura en la Caída de Tensión
Cómo afecta la temperatura a la caída de tensión
La resistencia del conductor aumenta con la temperatura, lo que afecta directamente a la caída de tensión. Esto es especialmente importante en instalaciones en entornos de alta temperatura, como áticos, salas de calderas o equipos exteriores. Comprender cómo la temperatura afecta la resistencia del conductor es esencial para diseñar sistemas eléctricos confiables en condiciones ambientales extremas.
Las tablas del NEC muestran las características de los conductores a temperaturas específicas. Cuando la temperatura de operación real difiere, los diseñadores deben usar coeficientes de temperatura para calcular la resistencia real y ajustar los cálculos de caída de tensión. Esto garantiza que el sistema de cableado cumpla con los estándares de rendimiento en las condiciones de operación esperadas.
Comprender el coeficiente de temperatura
El coeficiente de temperatura de la resistencia del conductor indica cuánto cambia la resistencia por cada grado de cambio de temperatura. El cobre y el aluminio tienen diferentes coeficientes de temperatura, lo que afecta cómo aumenta su resistencia al aumentar la temperatura.
Coeficientes de temperatura de materiales conductores
Cobre
Coeficiente de temperatura: 0.00393/°C a 20°C
Incremento de aproximadamente 0.393% por cada °C por encima de 20°C
Aluminio
Coeficiente de temperatura: 0.00403/°C a 20°C
Sensibilidad ligeramente mayor al aumento de temperatura
Cálculo de corrección de temperatura
Para calcular la resistencia del conductor a diferentes temperaturas de operación, utilice la siguiente fórmula:
Fórmula de corrección de temperatura
Ejemplo práctico: entorno de alta temperatura
Ejemplo: cableado en ático
Conductor de cobre 10 AWG de 100 pies que pasa por un ático a 75°C (1.018 Ω/kft a 20°C)
Diferencia de temperatura = 75°C - 20°C = 55°C
R₇₅ = 1.018 × [1 + 0.00393 × 55]
R₇₅ = 1.018 × 1.216
R₇₅ = 1.238 Ω/kft (aumento del 21.6%)
La caída de tensión a esta temperatura será 21.6% mayor que la calculada a 20°C.
Impacto de las clasificaciones de temperatura de aislamiento
El aislamiento del conductor está diseñado para operar de manera segura hasta su temperatura nominal. Sin embargo, usar aislamiento con clasificación de temperatura más alta no cambia el aumento de resistencia debido al aumento de temperatura.
| Tipo de aislamiento | Clasificación de temperatura | Aplicación típica |
|---|---|---|
| THWN/THHN | 75°C/90°C | Cableado general |
| XHHW | 90°C | Ubicaciones secas y húmedas |
| RHW-2 | 90°C | Ubicaciones húmedas |
Consideraciones de diseño
- Corrección de temperatura ambiente: En entornos de alta temperatura, aplique factores de corrección de temperatura para ajustar la resistencia. Esto hace que los cálculos de caída de tensión sean más precisos.
- Diseño conservador: Calcule la caída de tensión a la temperatura máxima de operación esperada para garantizar que el sistema cumpla con los requisitos en todas las condiciones.
- Disipación de calor del conductor: Cuando los conductores están agrupados o enterrados en aislamiento, la temperatura de operación aumenta, lo que lleva a mayor resistencia y caída de tensión.
Calcular caída de tensión con corrección de temperatura
Realice cálculos precisos de caída de tensión a la temperatura de operación esperada para garantizar que los sistemas eléctricos cumplan con los requisitos de rendimiento independientemente de las condiciones ambientales.
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