Calcolatrici online gratuite
Verificare la caduta di tensione di un cavo – rame/alluminio, 1~ e 3~
Questo calcolatore determina la caduta di tensione di un cavo in base a sezione del conduttore, lunghezza, corrente e materiale. Si basa sulla resistività di rame o alluminio e distingue tra sistemi monofase e trifase.
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Non esiste un valore unico: la potenza ammissibile di un conduttore da 2,5 mm² dipende dal tipo di posa, dall'isolante, dalla temperatura ambiente, dal numero di cavi affiancati e dalla tensione di alimentazione. La portata in ampere si ricava dalle tabelle CEI-UNEL e si converte in kW moltiplicandola per la tensione (e per il fattore di potenza nei carichi induttivi).
In corrente continua la caduta di tensione si ottiene moltiplicando la corrente per la resistenza totale del circuito, considerando l'intero percorso di andata e ritorno. La resistenza si calcola come resistività del conduttore per la lunghezza complessiva, divisa per la sezione; poi si rapporta la caduta alla tensione nominale per esprimerla in percentuale.
Puoi usare i software di progettazione elettrica come quelli distribuiti dai principali costruttori di quadri e apparecchiature, i fogli di calcolo basati sulle tabelle CEI-UNEL oppure un calcolatore online di caduta di tensione. In ogni caso conviene verificare che il programma applichi le norme e le condizioni di posa del tuo impianto.
Si moltiplica la corrente per l'impedenza del conduttore lungo tutto il percorso, tenendo conto del fattore legato al sistema: andata e ritorno nei circuiti monofase e in continua, radice di tre nei sistemi trifase. Il risultato in volt viene poi diviso per la tensione nominale per ottenere la caduta percentuale, che deve restare entro il limite previsto dalla norma.
La portata di un cavo da 4 mm² varia in funzione del materiale isolante, del tipo di posa (in tubo, in aria, interrato), della temperatura ambiente e del numero di circuiti raggruppati. Il valore corretto in ampere si legge nelle tabelle CEI-UNEL applicando i coefficienti di declassamento.
Dipende dalla portata in ampere della sezione da 6 mm² nelle specifiche condizioni di posa e dalla tensione del sistema: una volta nota la corrente ammissibile, la potenza si ottiene moltiplicandola per la tensione e per il fattore di potenza (con il fattore radice di tre nel trifase). Va sempre verificata anche la caduta di tensione sulla lunghezza effettiva della linea.
La corrente ammissibile di un cavo da 1,5 mm² si determina dalle tabelle CEI-UNEL in base a isolante, tipo di posa, temperatura ambiente e raggruppamento con altri circuiti. Oltre alla portata occorre controllare che la caduta di tensione resti entro i limiti, perché su tratte lunghe è questo il vincolo dimensionante.
Per una sezione da 10 mm² la portata in ampere si ricava dalle tabelle CEI-UNEL, corretta per il metodo di installazione, la temperatura ambiente e il numero di cavi in fascio. Il valore così ottenuto va confrontato con la corrente del carico e con la caduta di tensione ammessa sulla lunghezza della linea.
Se stai portando l'elettricità alla casetta in giardino, al garage, al box auto per la wallbox dell'auto elettrica o al quadro di distribuzione del cantiere, il problema principale non è quasi mai la portata del cavo (quanta corrente riesce a trasportare senza scaldarsi troppo), ma la caduta di tensione lungo il tragitto. Un cavo troppo sottile o troppo lungo fa arrivare a destinazione una tensione più bassa di quella prevista: le lampade si affievoliscono, i motori scaldano di più e assorbono corrente aggiuntiva, la wallbox può ridurre la potenza di ricarica o segnalare errore. Il Calcolatore caduta di tensione ti permette di verificare in pochi secondi, prima di acquistare il cavo, se la sezione scelta è adeguata alla lunghezza della linea e al carico da alimentare, sia per impianti monofase (1~) sia trifase (3~), con conduttore in rame o alluminio.
Il calcolo si basa sulla resistenza del conduttore, sulla lunghezza del percorso (andata e ritorno per il monofase) e sulla corrente assorbita dal carico. Le formule impiegate sono:
Dove:
La caduta percentuale, quella che davvero conta per confrontarsi con i limiti normativi, si ottiene con dU% = dU / U × 100, dove U è la tensione nominale (230 V monofase, 400 V trifase in Italia).
Se conosci la potenza P del carico invece della corrente, il calcolatore la ricava automaticamente:
Infine, se vuoi partire dall'obiettivo (per esempio restare sotto il 3%) e vuoi sapere quale sezione minima serve, il calcolatore inverte la formula: A = (fattore × L × I × cos φ) / (κ × U × 0,03), arrotondando poi al valore commerciale immediatamente superiore tra le sezioni standard (1,5 - 2,5 - 4 - 6 - 10 - 16 - 25 - 35 - 50 - 70 - 95 - 120 - 150 mm²).
Esempio 1 – Wallbox nel garage: devi alimentare una wallbox da 7,4 kW (32 A, monofase, cos φ ≈ 1) a 35 metri dal quadro. Con un cavo in rame da 6 mm² la caduta è di 6,67 V, cioè il 2,90%: entro il 3%, ma con poco margine. Passando a 10 mm² scende all'1,74% e con 16 mm² all'1,09%, una riserva utile per una ricarica stabile.
Esempio 2 – Casetta da giardino: porti l'alimentazione per luci e una presa a 40 metri con un cavo in rame da 2,5 mm², corrente prevista 10 A, cos φ 0,95. La caduta calcolata è di circa 5,43 V, cioè il 2,36% su 230 V: entro il 3%. Se con prese di potenza la corrente sale a 16 A, la caduta arriva a 8,69 V (3,78%) ed è meglio salire a 4 mm² (2,36%).
Esempio 3 – Quadro di cantiere trifase: un quadro ASC alimenta utensili per 20 kW a 60 metri, trifase 400 V, cos φ 0,85. La corrente è di circa 34 A. Con cavo in alluminio da 25 mm² la caduta è di circa 3,4 V (0,86%), con rame da 25 mm² dello 0,54% e con rame da 35 mm² dello 0,38%: tutte ben sotto il 3%. Qui a decidere la sezione è la portata del cavo, non la caduta di tensione.
| Applicazione | Caduta massima consigliata | Fonte |
|---|---|---|
| Illuminazione, dall'origine dell'impianto (rete pubblica BT) | 3% | IEC 60364-5-52 allegato G (DIN VDE 0100-520), BS 7671 appendice 4 – raccomandazione |
| Altri usi, dall'origine dell'impianto (rete pubblica BT) | 5% | IEC 60364-5-52 allegato G (DIN VDE 0100-520), BS 7671 appendice 4 – raccomandazione |
| Dal contatore all'utilizzatore, edifici residenziali (Germania) | 3% | DIN 18015-1 |
| Allacciamento fino al contatore (Germania) | 0,5% | TAB tedesche |
| Circuito derivato (USA) | 3% | NEC 210.19(A), nota informativa |
| Alimentatore + circuito derivato (USA) | 5% | NEC 215.2(A), nota informativa |
In Italia il riferimento normativo tecnico principale è la CEI 64-8, che raccomanda una caduta massima del 4% tra l'origine dell'impianto e qualunque apparecchio utilizzatore. I valori del 3% per l'illuminazione e del 5% per gli altri usi in tabella sono quelli dell'allegato G della IEC 60364-5-52.
Sono due limiti diversi che vanno verificati entrambi. La portata dice quanta corrente il cavo può sopportare senza surriscaldarsi in base alla sua sezione e al metodo di posa; la caduta di tensione dice invece quanto si "abbassa" la tensione a causa della resistenza del conduttore lungo il percorso. Su cavi corti spesso basta rispettare la portata, ma su tragitti lunghi come garage, casette da giardino o cantieri la caduta di tensione diventa il fattore limitante e richiede sezioni maggiori di quanto imporrebbe la sola portata termica.
Il rame ha una conducibilità (κ = 56) superiore di circa il 60% rispetto all'alluminio (κ = 35), quindi per la stessa sezione la caduta di tensione con il rame è più bassa. Se scegli l'alluminio per motivi di costo o peso su lunghe distanze, devi aumentare la sezione rispetto al rame per ottenere lo stesso risultato: in pratica una sezione in alluminio dovrebbe essere circa 1,6 volte quella in rame per avere una caduta equivalente.
In Italia la CEI 64-8 raccomanda al massimo il 4% tra l'origine dell'impianto e qualunque apparecchio; l'allegato G della IEC 60364-5-52 indica il 3% per l'illuminazione e il 5% per gli altri usi. Il calcolatore usa il 3% come riferimento e segnala anche il superamento del 5%. Per allacciamenti particolarmente sensibili, come quello tra contatore e quadro principale, i margini sono molto più stretti, fino allo 0,5%. Usa il calcolatore per verificare in anticipo la sezione necessaria prima di posare il cavo, evitando così di dover intervenire successivamente.