Calculadora de queda de tensão e bitola do fio
Todo condutor tem resistência, então parte da tensão se perde enquanto a corrente viaja do quadro até a carga. Em um trecho curto essa perda é insignificante; em um trecho longo, com corrente alta ou em um sistema de baixa tensão, ela pode ser grande o suficiente para deixar as luzes fracas, superaquecer o cabo e impedir que motores e eletrônicos funcionem corretamente. Dimensionar o condutor para manter essa perda dentro de um limite aceito é o objetivo de uma verificação de queda de tensão.
Esta calculadora funciona de duas formas. No modo Verificar queda, ela recebe uma bitola de fio e informa a queda no trecho em volts e em percentual, com um resultado de aprovado/reprovado em relação ao seu limite permitido. No modo Dimensionar fio, ela pesquisa o catálogo de condutores e retorna a menor bitola que mantém a queda dentro do seu alvo. Ela trabalha com cobre ou alumínio, AWG ou mm², e monofásico, trifásico ou CC — imperial ou métrico, totalmente no seu navegador.
O que é queda de tensão?
A queda de tensão é a redução de tensão entre a alimentação e a carga causada pela resistência dos condutores que transportam a corrente. Pela lei de Ohm, a queda é proporcional à corrente, à resistência do condutor por unidade de comprimento e ao comprimento do trecho — portanto, ela aumenta com um cabo mais longo, uma carga mais pesada ou um fio mais fino. Como a corrente vai até a carga e retorna, o cálculo usa o percurso de ida e volta, não apenas o comprimento em um sentido.
Isso importa porque a carga recebe a tensão de alimentação menos essa queda. As luzes ficam mais fracas e os filamentos mais quentes envelhecem mais rápido; os motores consomem mais corrente e esquentam mais para produzir a mesma potência; eletrônicos sensíveis podem reiniciar ou funcionar mal. A queda excessiva também desperdiça energia em forma de calor no próprio cabo. Por isso as normas recomendam manter a queda em poucos pontos percentuais — mais comumente 3% em um circuito de derivação e 5% no total — que é o alvo contra o qual esta ferramenta verifica.
A fórmula da queda de tensão
A queda é uma aplicação direta da lei de Ohm ao longo do trecho. Multiplique a corrente de carga pela resistência do condutor no percurso de ida e volta e você obtém os volts perdidos; divida pela tensão de alimentação para expressar isso em percentual. As únicas nuances são o fator de fase — 2 para monofásico e CC, √3 para trifásico — e o fato de a resistência ser tabelada a cada 1000 unidades de comprimento, sendo por isso escalada por ÷1000.
Os dois modos são construídos a partir das mesmas duas fórmulas transparentes — nada de caixa-preta.
Queda de tensão
Vdrop = k × I × (R ÷ 1000) × L- I é a corrente de carga em ampères; L é o comprimento do trecho em um sentido (ft para AWG, m para mm²).
- R é a resistência tabelada do condutor — Ω por 1000 ft para AWG, Ω por km para mm² — por isso é escalada por ÷1000.
- k é o fator de fase: 2 para monofásico e CC, √3 ≈ 1,732 para trifásico. Ele considera o percurso de ida e volta, por isso você informa apenas o comprimento em um sentido.
Queda percentual e tensão na carga
%VD = Vdrop ÷ V × 100 · Vload = V − Vdrop- V é a tensão do sistema (nominal); %VD é o valor que o teste de aprovado/reprovado compara com o seu limite permitido.
- A tensão na carga é simplesmente a alimentação menos a queda — a tensão que o equipamento efetivamente recebe.
Resistência do condutor e limites aceitáveis
A calculadora traz um valor de resistência para cada bitola de condutor em cada sistema: bitolas AWG em ohms por 1000 pés (NEC Chapter 9, Table 8, a 75 °C) e bitolas mm² em ohms por quilômetro (IEC 60228, a 20 °C). Uma seção transversal menor significa uma resistência maior e uma queda maior, por isso aumentar a bitola costuma ser a solução quando um trecho não passa no teste. O alumínio tem resistência maior que o cobre para a mesma bitola, então um condutor de alumínio provoca uma queda de tensão maior que o equivalente em cobre.
Os limites de queda aceitável abaixo são o critério contra o qual o resultado de aprovado/reprovado é medido. São recomendações, nem sempre regras obrigatórias, e a palavra final é da norma local ou da jurisdição que rege a sua instalação.
Resistência em corrente contínua para condutores AWG comuns, cobre e alumínio, em ohms por 1000 pés (NEC Chapter 9, Table 8, 75 °C). Um fio mais fino tem resistência maior e provoca uma queda de tensão maior; o alumínio sempre fica acima do cobre para a mesma bitola.
| Bitola | Cobre (Ω/kft) | Alumínio (Ω/kft) | ≈ Métrico |
|---|---|---|---|
| 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 | — |
Os limites recomendados contra os quais a calculadora verifica. 3% é tanto o valor da NEC para circuitos de derivação quanto o valor da IEC/BS 7671 para iluminação — o melhor padrão único para ambos os regimes.
| Limite | Aplica-se a | Base normativa |
|---|---|---|
| 3% | Circuitos de derivação; circuitos de iluminação | NEC 210.19 (Nota Informativa); IEC 60364-5-52 Annex G; BS 7671 |
| 5% | Alimentadores; outras cargas; total combinado de alimentador + derivação | NEC 215.2 (Nota Informativa); IEC 60364-5-52; BS 7671 |
| 6% / 8% | Instalações com fornecimento próprio (transformador ou gerador próprio) | IEC 60364-5-52 Annex G; BS 7671 (iluminação / outros usos) |
Exemplo resolvido
Um circuito de derivação monofásico com os valores padrão da calculadora. Os seus próprios números serão diferentes assim que você definir o material, o comprimento, a corrente e a tensão do seu trecho — o medidor de queda e a escala de bitolas do fio são atualizados em tempo real conforme você digita.
Cobre, 12 AWG, comprimento em um sentido de 100 ft, carga de 20 A, 120 V monofásico, verificado contra uma queda permitida de 3%.
- Dados
- Condutor de cobre, 12 AWG (R = 1,93 Ω/kft)
- Comprimento em um sentido de 100 ft, carga de 20 A, 120 V, monofásico (k = 2)
- Queda permitida de 3%
- Etapas
- Vdrop = 2 × 20 × (1,93 ÷ 1000) × 100 = 7,72 V
- %VD = 7,72 ÷ 120 × 100 = 6,43% → reprova no limite de 3%
- Tensão na carga = 120 − 7,72 = 112,28 V
- Aumentando a bitola: 8 AWG dá 3,06 V (2,55%) → a menor bitola que atende a 3%
- Resultado
- Queda de 6,43% — reprova em 3%. A menor bitola de cobre aprovada é 8 AWG (2,55%).
Como verificar ou dimensionar um condutor com esta calculadora
- Escolha as unidades e o modoEscolha imperial (AWG, pés) ou métrico (mm², metros), depois Verificar queda para testar uma bitola conhecida ou Dimensionar fio para encontrar o mínimo.
- Informe o circuitoDefina o material do condutor, o comprimento do trecho em um sentido, a corrente de carga, a tensão do sistema e a fase (monofásico, trifásico ou CC).
- Defina a queda permitidaMantenha o padrão de 3%, escolha o predefinido de 5% ou digite um limite personalizado, como 6% para uma instalação com fornecimento próprio.
- Leia o resultadoVerificar mostra a queda em volts e percentual com um resultado de aprovado/reprovado; Dimensionar retorna o menor condutor aprovado. O medidor de queda e a escala de bitolas do fio visualizam ambos.
Perguntas frequentes
O que é queda de tensão?
A queda de tensão é a tensão perdida na resistência do condutor entre a alimentação e a carga. Ela aumenta com um trecho mais longo, uma corrente mais alta ou um fio mais fino, e significa que o equipamento recebe menos que a tensão nominal. Mantê-la dentro de poucos pontos percentuais evita luzes fracas, superaquecimento do cabo e mau desempenho dos motores.
Qual queda de tensão é aceitável?
As recomendações usuais são 3% em um circuito de derivação ou iluminação e 5% para alimentadores ou o total combinado. Elas vêm das notas informativas da NEC e da IEC 60364-5-52 / BS 7671; instalações com fornecimento próprio permitem 6%/8%. São recomendações, não normas universais obrigatórias, então confirme o limite que a sua norma local exige.
Ela funciona com cobre e alumínio?
Sim. Escolha o material do condutor e a calculadora usa a resistência correspondente. O alumínio tem resistência maior que o cobre para a mesma bitola, então provoca uma queda de tensão maior — espere ter que aumentar em uma ou mais bitolas um condutor de alumínio em comparação com o cobre para o mesmo trecho.
Ela também verifica a ampacidade?
Não. Este é apenas um cálculo de queda de tensão. Ele não verifica a ampacidade do condutor (capacidade de condução de corrente), a proteção contra sobrecorrente nem a conformidade total com as normas. Um fio que passa na verificação de queda ainda pode estar subdimensionado para a corrente nominal do circuito, então confirme a ampacidade separadamente com a norma local.
E quanto a monofásico, trifásico e CC?
A opção de fase muda o multiplicador aplicado ao comprimento em um sentido: 2 para monofásico e CC (a corrente vai e volta por dois condutores) e √3 ≈ 1,732 para trifásico entre fases. Escolha a fase que corresponde ao seu circuito e informe o comprimento do trecho em um sentido — o percurso de ida e volta é calculado automaticamente.