El funcionamiento de los aparatos eléctricos es imposible sin ciertos parámetros de red. Están compuestos por muchos factores. Uno de ellos es la resistencia de los conductores a la corriente eléctrica. Teniendo en cuenta la sección transversal al elegir cables o alambres, es necesario tener en cuenta la caída de voltaje.
Conceptos básicos
La caída de voltaje es la magnitud reflejada en el cambio de potencial en diferentes partes del conductor. La corriente que fluye desde la fuente hacia la carga cambia sus parámetros debido a la resistencia de los cables, pero su dirección permanece sin cambios. Puede medir el voltaje con un voltímetro:
- dos dispositivos al principio y al final de la línea;
- medición alternativa en varios lugares;
- un voltímetro conectado en paralelo con el cable.
El circuito más simple es una fuente de alimentación, un conductor, una carga. Un ejemplo sería una lámpara incandescente enchufada a 220 V. Si mide el voltaje a través de la lámpara con el dispositivo, será ligeramente menor. La caída se produjo sobre la resistencia de la lámpara.
El voltaje o la caída de voltaje en una sección del circuito se puede calcular usando la ley de Ohm, de acuerdo con la fórmula U = IRdónde:
- U - voltaje eléctrico (voltios);
- I - corriente en el conductor (amperios);
- R - resistencia del circuito o sus elementos (ohmios).
Si conoce dos valores cualesquiera, puede calcular el tercero. En este caso, es necesario tener en cuenta el tipo de corriente: alterna o directa. Si hay varias resistencias conectadas en paralelo en el circuito, el cálculo se vuelve algo más complicado.
Resultado de subtensión
De acuerdo con las regulaciones, las pérdidas desde el transformador hasta el área más remota no deben superar el 9%. El resultado de la desviación de los parámetros de la norma puede ser el siguiente:
- falla de instalaciones y equipos volátiles, dispositivos de iluminación;
- falla de los aparatos eléctricos a bajos voltajes de entrada;
- disminución del par al arrancar un motor eléctrico o una unidad de compresor;
- la corriente de arranque conduce al sobrecalentamiento y al apagado del motor;
- carga de corriente desigual al principio de la línea y en el extremo remoto;
- los dispositivos de iluminación funcionan a medias;
- pérdida de electricidad, subutilización de la energía actual.
Las características y parámetros del funcionamiento de los dispositivos eléctricos están cambiando. Por ejemplo, debido a la baja potencia, aumenta el tiempo para calentar el agua con una caldera. Una caída de voltaje provoca fallas en la electrónica.
En el modo de funcionamiento, la pérdida de tensión en el cable puede ser de hasta un 5%. Este valor es aceptable para las redes en la industria de la energía, ya que las corrientes de alta potencia se entregan a largas distancias. Se imponen mayores requisitos a tales líneas. Por lo tanto, en caso de pérdidas en la vida cotidiana, se debe prestar atención a las redes secundarias de distribución de energía.
Causas de la caída de voltaje
En primer lugar, debe comprender: esto es culpa del proveedor de electricidad o del consumidor. Los problemas de red surgen por las siguientes razones:
- desgaste de líneas eléctricas;
- potencia insuficiente de los transformadores;
- desequilibrio de potencia o desequilibrio de fase.
Estos problemas están relacionados con el proveedor y no se pueden resolver por su cuenta.Para comprender si las líneas de alto voltaje funcionan correctamente o no, deberá llamar a los representantes de la fuente de alimentación. Tomarán medidas y sacarán una conclusión.
Puede asegurarse de que la culpa de la caída no esté relacionada con el proveedor. En primer lugar, vale la pena preguntarle a sus vecinos si tienen problemas similares. Un multímetro es adecuado para medir voltaje en casa. Su costo es de hasta 1000 rublos. Si el dispositivo en la entrada del apartamento muestra un voltaje normal, la causa debe buscarse en la red doméstica.
El voltaje puede caer debido a la gran longitud del cableado. Cuando la longitud de la red supera los 100 metros y la sección transversal de los conductores es de 16 mm, las vibraciones se volverán regulares. Para remediar la situación, deberá cambiar el cableado.
Los contactos débiles son una resistencia adicional a la corriente. Llega a los instrumentos en cantidades insuficientes. Además, los contactos defectuosos pueden provocar un cortocircuito y provocar un incendio. Para normalizar los indicadores, es necesario reemplazar la sección de emergencia de la cadena y los contactos quemados.
El culpable puede ser la conexión incorrecta de los cables que van de la línea eléctrica a la casa. A veces, contrariamente a los requisitos de seguridad, los cables de cobre se conectan a aluminio o los conductores de cobre se conectan en lugar de los terminales mediante torsión. Los terminales y abrazaderas están hechos de materiales de mala calidad o su fecha de vencimiento ha expirado.
Quizás el mal funcionamiento radique en el propio aparato introductorio. En este caso, debe reemplazarse.
Cómo calcular las pérdidas
Al calcular la línea eléctrica, las desviaciones de voltaje no deben exceder las normas reguladas. Las fluctuaciones permitidas para las redes domésticas monofásicas son 209-231V, para una red trifásica, el voltaje puede variar de 361 a 399 V.
Las fluctuaciones en la intensidad de la corriente y el consumo de energía provocan un cambio de voltaje en los conductores que transportan corriente cerca del consumidor. Por lo tanto, al elaborar el diagrama de cableado, es necesario tener en cuenta las pérdidas permitidas.
Hay dos cables en una red monofásica, por lo que la caída de voltaje se puede encontrar usando la siguiente fórmula: U = I * R, en turno, R = (r * 2i) / S.
- Dónde r - resistividad, que es igual a la resistencia de un cable con una sección transversal de 1 mm2 y una longitud de 1 m;
- I - denotado como la longitud del conductor;
- S - sección transversal del cable.
En una red trifásica, las potencias de los cables de fase se compensan entre sí y no se tiene en cuenta la longitud del conductor neutro, ya que no fluye corriente a través de él. Si la carga de fase es desigual, el cálculo se realiza como para una red monofásica. Para líneas largas, también se tienen en cuenta la resistencia capacitiva e inductiva.
El cálculo de la caída se puede realizar usando una calculadora en línea, también hay tablas especiales. Muestran las cargas de corriente admisibles para diferentes tipos de cables. Al calcular la sección transversal del cable, se deben tener en cuenta los siguientes datos:
- material para la fabricación de conductores;
- tendido de líneas ocultas o abiertas;
- carga actual;
- condiciones ambientales.
Cuando la corriente fluye a través de un cable, alambre o bus, se calientan. Este proceso cambia las propiedades físicas de los conductores. El aislamiento se derrite, los contactos se sobrecalientan y el cable se quema. La fiabilidad y el funcionamiento ininterrumpido de la red eléctrica dependen de la correcta selección del cable.
Cómo reducir la caída de voltaje y reducir las pérdidas de cables
Puede reducir la cantidad de pérdidas reduciendo la resistencia en toda la red eléctrica. Los ahorros provienen de una forma de volver a conectar a tierra el cero en cada torre de transmisión.
El costo de la fuente de alimentación con una línea larga, seleccionada de acuerdo con la caída de voltaje permitida, es mayor que la elección hecha para calentar el cable. Todavía existe la oportunidad de reducir estos costos.
- Refuerce el potencial inicial del cable de alimentación conectándolo a un transformador separado.
- Es posible lograr valores de voltaje constante en la red instalando un estabilizador cerca de la carga.
- Los consumidores con cargas bajas de 12–36 V están conectados a través de un transformador o fuente de alimentación.
Cuanto más largo sea el cable de la línea de alimentación, más resistencia surge cuando la corriente fluye a través de él. Evidentemente, la caída de tensión también es mayor. Puede reducirlos combinando métodos entre sí.
- Reduzca los costes aumentando la sección transversal del cable de alimentación. Pero este método requerirá grandes inversiones financieras.
- Al diseñar líneas eléctricas, se debe elegir el camino más corto, ya que una línea recta siempre es más corta que una línea discontinua.
- A medida que desciende la temperatura, la resistencia de los metales disminuye. Las bandejas de cables ventiladas y otros diseños reducen las pérdidas en la línea.
- Es posible reducir la carga si hay muchas fuentes de alimentación y consumidores.
El ahorro se obtiene mediante el mantenimiento y la prevención adecuados de las redes eléctricas, comprobando la densidad y la fuerza de los contactos, utilizando bloques de terminales fiables.
La conservación de energía debe abordarse con total responsabilidad. El problema de la pérdida de voltaje puede dañar dispositivos y herramientas costosos. Las medidas de seguridad no deben descuidarse, neutralizarán las sobretensiones y protegerán los electrodomésticos y equipos de la empresa.
