Calcolatore di caduta di tensione e sezione del cavo
Ogni conduttore ha una propria resistenza, quindi una parte della tensione si perde mentre la corrente viaggia dal quadro al carico. Su una tratta corta questa perdita è trascurabile; su una tratta lunga, con una corrente elevata o un impianto a bassa tensione, può diventare abbastanza grande da attenuare le luci, surriscaldare il cavo e impedire il corretto funzionamento di motori ed elettronica. Dimensionare il conduttore per mantenere questa perdita entro un limite accettato è lo scopo di una verifica della caduta di tensione.
Questo calcolatore funziona in due modi. In modalità Verifica prende una sezione di cavo e indica la caduta sulla tratta in volt e in percentuale, con un esito conforme/non conforme rispetto al tuo limite ammissibile. In modalità Dimensiona cerca nel catalogo dei conduttori e restituisce la sezione minima che mantiene la caduta entro il tuo obiettivo. Gestisce rame o alluminio, AWG o mm², e monofase, trifase o CC — imperiale o metrico, interamente nel tuo browser.
Cos'è la caduta di tensione?
La caduta di tensione è la riduzione di tensione tra l'alimentazione e il carico causata dalla resistenza dei conduttori che trasportano la corrente. Secondo la legge di Ohm la caduta è proporzionale alla corrente, alla resistenza per unità di lunghezza del conduttore e alla lunghezza della tratta — quindi aumenta con un cavo più lungo, un carico maggiore o un cavo più sottile. Poiché la corrente scorre verso il carico e ritorna, il calcolo utilizza il percorso di andata e ritorno, non solo la lunghezza di andata.
Questo è importante perché il carico riceve la tensione di alimentazione meno tale caduta. Le luci si affievoliscono e i filamenti più caldi invecchiano più rapidamente; i motori assorbono più corrente e si scaldano di più per erogare la stessa potenza; l'elettronica sensibile può riavviarsi o funzionare male. Una caduta eccessiva spreca inoltre energia sotto forma di calore nel cavo stesso. Le normative raccomandano quindi di mantenere la caduta entro pochi punti percentuali — più comunemente il 3% su un circuito derivato e il 5% complessivamente — che è l'obiettivo rispetto al quale questo strumento effettua la verifica.
La formula della caduta di tensione
La caduta è un'applicazione diretta della legge di Ohm sulla tratta. Moltiplica la corrente di carico per la resistenza del conduttore relativa al percorso di andata e ritorno e ottieni i volt persi; dividi per la tensione di alimentazione per esprimerla in percentuale. Le uniche particolarità sono il fattore di fase — 2 per monofase e CC, √3 per trifase — e il fatto che la resistenza è tabulata ogni 1000 unità di lunghezza, quindi viene scalata dividendo per 1000.
Entrambe le modalità si basano sulle stesse due formule trasparenti — nessuna scatola nera.
Caduta di tensione
Vdrop = k × I × (R ÷ 1000) × L- I è la corrente di carico in ampere; L è la lunghezza di andata della tratta (ft per AWG, m per mm²).
- R è la resistenza tabulata del conduttore — Ω per 1000 ft per AWG, Ω per km per mm² — quindi viene scalata dividendo per 1000.
- k è il fattore di fase: 2 per monofase e CC, √3 ≈ 1.732 per trifase. Tiene conto del percorso di andata e ritorno, quindi inserisci solo la lunghezza di andata.
Percentuale di caduta e tensione al carico
%VD = Vdrop ÷ V × 100 · Vload = V − Vdrop- V è la tensione (nominale) dell'impianto; %VD è il valore che la verifica conforme/non conforme confronta con il tuo limite ammissibile.
- La tensione al carico è semplicemente l'alimentazione meno la caduta — la tensione effettivamente ricevuta dall'apparecchiatura.
Resistenza del conduttore e limiti ammissibili
Il calcolatore include un valore di resistenza per ogni sezione di conduttore in ciascun sistema: le sezioni AWG in ohm per 1000 ft (NEC Capitolo 9, Tabella 8, a 75 °C) e le sezioni in mm² in ohm per km (IEC 60228, a 20 °C). Una sezione più piccola comporta una resistenza maggiore e una caduta maggiore, ed è per questo che aumentare la sezione è la soluzione abituale quando una tratta non è conforme. L'alluminio ha una resistenza maggiore del rame a parità di sezione, quindi un conduttore in alluminio presenta una caduta di tensione maggiore rispetto all'equivalente in rame.
I limiti di caduta ammissibile riportati di seguito sono quelli rispetto ai quali viene misurata la conformità. Sono raccomandazioni, non sempre regole obbligatorie, e la normativa locale o la giurisdizione che disciplina il tuo impianto ha l'ultima parola.
Resistenza in corrente continua per i conduttori AWG più comuni, rame e alluminio, in ohm per 1000 ft (NEC Capitolo 9, Tabella 8, 75 °C). Un cavo più sottile ha una resistenza maggiore e presenta una caduta di tensione maggiore; l'alluminio è sempre superiore al rame a parità di sezione.
| Sezione | Rame (Ω/kft) | Alluminio (Ω/kft) | ≈ Metrico |
|---|---|---|---|
| 14 AWG | 3,07 | 5,06 | ≈ 2.5 mm² |
| 12 AWG | 1,93 | 3,18 | ≈ 4 mm² |
| 10 AWG | 1,21 | 2,00 | ≈ 6 mm² |
| 8 AWG | 0,764 | 1,26 | ≈ 10 mm² |
| 6 AWG | 0,491 | 0,808 | ≈ 16 mm² |
| 4 AWG | 0,308 | 0,508 | ≈ 25 mm² |
| 2 AWG | 0,194 | 0,319 | ≈ 35 mm² |
| 1/0 AWG | 0,122 | 0,201 | ≈ 50 mm² |
| 2/0 AWG | 0,0967 | 0,159 | ≈ 70 mm² |
| 4/0 AWG | 0,0608 | 0,100 | ≈ 95–120 mm² |
| 250 kcmil | 0,0515 | 0,0847 | — |
I limiti consigliati rispetto ai quali il calcolatore effettua la verifica. Il 3% è sia il valore NEC per i circuiti derivati sia il valore IEC/BS 7671 per l'illuminazione — la scelta predefinita migliore per entrambi i regimi.
| Limite | Si applica a | Base normativa |
|---|---|---|
| 3% | Circuiti derivati; circuiti di illuminazione | NEC 210.19 (Nota informativa); IEC 60364-5-52 Allegato G; BS 7671 |
| 5% | Montanti; altri carichi; totale combinato montante + derivato | NEC 215.2 (Nota informativa); IEC 60364-5-52; BS 7671 |
| 6% / 8% | Impianti con alimentazione propria (trasformatore o generatore proprio) | IEC 60364-5-52 Allegato G; BS 7671 (illuminazione / altri usi) |
Esempio svolto
Un circuito derivato monofase con i valori predefiniti del calcolatore. I tuoi valori saranno diversi una volta impostati materiale, lunghezza, corrente e tensione della tua tratta — l'indicatore di caduta e la scala delle sezioni del cavo si aggiornano in tempo reale mentre digiti.
Rame, 12 AWG, lunghezza di andata 100 ft, carico 20 A, 120 V monofase, verificato rispetto a una caduta ammissibile del 3%.
- Dati
- Conduttore in rame, 12 AWG (R = 1.93 Ω/kft)
- Lunghezza di andata 100 ft, carico 20 A, 120 V, monofase (k = 2)
- Caduta ammissibile 3%
- Passaggi
- Vdrop = 2 × 20 × (1.93 ÷ 1000) × 100 = 7.72 V
- %VD = 7.72 ÷ 120 × 100 = 6.43% → non conforme al limite del 3%
- Tensione al carico = 120 − 7.72 = 112.28 V
- Aumentando la sezione: 8 AWG dà 3.06 V (2.55%) → la sezione minima conforme al 3%
- Risultato
- Caduta del 6.43% — non conforme al 3%. La sezione minima in rame conforme è 8 AWG (2.55%).
Come verificare o dimensionare un conduttore con questo calcolatore
- Scegli unità e modalitàScegli imperiale (AWG, piedi) o metrico (mm², metri), poi Verifica caduta per testare una sezione nota o Dimensiona cavo per trovare quella minima.
- Inserisci il circuitoImposta il materiale del conduttore, la lunghezza di andata della tratta, la corrente di carico, la tensione dell'impianto e la fase (monofase, trifase o CC).
- Imposta la caduta ammissibileMantieni il valore predefinito del 3%, scegli il preimpostato del 5%, oppure digita un limite personalizzato come il 6% per un impianto con alimentazione propria.
- Leggi il risultatoVerifica mostra la caduta in volt e percentuale con un esito conforme/non conforme; Dimensiona restituisce il conduttore minimo conforme. L'indicatore di caduta e la scala delle sezioni del cavo visualizzano entrambi.
Domande frequenti
Cos'è la caduta di tensione?
La caduta di tensione è la tensione persa a causa della resistenza del conduttore tra l'alimentazione e il carico. Aumenta con una tratta più lunga, una corrente maggiore o un cavo più sottile, e significa che l'apparecchiatura riceve meno della tensione nominale. Mantenerla entro pochi punti percentuali evita luci affievolite, cavi surriscaldati e prestazioni scadenti dei motori.
Quanta caduta di tensione è ammissibile?
Le raccomandazioni comuni sono il 3% su un circuito derivato o di illuminazione e il 5% per i montanti o il totale combinato. Derivano dalle note informative del NEC e dalla IEC 60364-5-52 / BS 7671; gli impianti con alimentazione propria consentono il 6%/8%. Sono raccomandazioni e non obblighi universali, quindi verifica il limite imposto dalla tua normativa locale.
Gestisce rame e alluminio?
Sì. Scegli il materiale del conduttore e il calcolatore utilizza la resistenza corrispondente. L'alluminio ha una resistenza maggiore del rame a parità di sezione, quindi presenta una caduta di tensione maggiore — aspettati di dover aumentare di una o più sezioni un conduttore in alluminio rispetto al rame per la stessa tratta.
Verifica anche la portata?
No. Questo è solo un calcolo della caduta di tensione. Non verifica la portata del conduttore (capacità di trasporto di corrente), la protezione da sovracorrente o la piena conformità normativa. Un cavo che supera la verifica della caduta può comunque risultare sottodimensionato per la corrente nominale del circuito, quindi verifica la portata separatamente rispetto alla tua normativa locale.
E per monofase, trifase e CC?
L'impostazione della fase cambia il moltiplicatore applicato alla lunghezza di andata: 2 per monofase e CC (la corrente va e torna attraverso due conduttori), e √3 ≈ 1.732 per trifase fase-fase. Scegli la fase corrispondente al tuo circuito e inserisci la lunghezza di andata della tratta; il percorso di andata e ritorno viene gestito automaticamente.