Queda de tensão na instalação elétrica

Vamos aprender neste artigo sobre a queda de tensão na instalação elétrica e como dimensionar o condutor elétrico conforme a queda.

Por que ocorre a queda de tensão?

A queda de tensão acontece em todo circuito elétrico pela resistência existente no condutor elétrico.

Sabemos que toda resistência um série tem uma queda de tensão aplicada sobre ela, Equipamentos elétricos, aparelhos eletrônicos, máquinas e também os cabos elétricos possuem uma queda de tensão aplicada.

Não entendeu? Vou te explicar melhor com um circuito elétrico simples:

Veja que nesse pequeno circuito elétrico, temos três resistências conhecidas que possuem as quedas de tensões igual a V1, V2 e V3, correto?

Em um circuito ideal, os cabos não teriam resistência e assim a soma das queda de tensões dos resistores deveriam ser igual ao valor da fonte, logo:

220 = V1 + V2 + V3

Porém, em longas distâncias, como falamos no início, o valor da resistência dos condutores (o símbolo “Ω” na imagem acima) deve ser levado em conta, logo, a conta acima não é válida, pois o cabo é um novo R4, por exemplo, com uma queda de tensão sobre ele (V4). Então seria algo assim:

220 = V1 + V2 + V3 + V4

Normalmente não observamos ela porque em circuitos de distância curta, não faz uma diferença significativa nos cálculos, mas veremos que é de extrema importância principalmente na zona rural e indústrias.

Por que saber a queda de tensão é importante?

Saber a queda de tensão sobre os condutores é muito importante, pois se não soubermos, podemos correr o risco de aquecimento dos condutores e isso levar a prejudicar a instalação.

Isso acontece porque os cabos possuem uma resistência e assim quando ligamos a carga da instalação, há uma tensão em cima dos condutores.

Essa tensão faz com que se os cabos não estiverem bem dimensionados aqueçam.

Diferente do que algumas pessoas falam por ai, em circuitos resistivos básicos, a queda de tensão não aumenta a corrente, isso normalmente acontece em circuitos de fonte chaveada e eletrônicos, o que normalmente em residências não possuem uma corrente elevada.

Valores de queda permitido por norma

Segundo a norma NBR 5410 no item 6.2.7.2 diz “Em nenhum caso a queda de tensão nos circuitos terminais pode ser superior a 4%”.

Agora que sabemos o que é a queda de tensão e também o porquê devemos calcula-la, vamos calcular de fato!

Como calcular a queda de tensão

Você vai encontrar por ai algumas formas de calcular a queda de tensão e também calcular o condutor elétrico conforme a queda de tensão, aqui seremos práticos e deixar para você o mais simplificado possível!

Fórmula simplificada para circuitos monofásicos e bifásicos:

Fórmula geral para circuitos monofásicos:

O que é ρ = Resistividade do material? Isso você vai usar sabendo que condutor estará usando na instalação, de cobre ou de alumínio que são os principais?

Resistividade do cobre: 0,0172 Ω. mm²/m
Resistividade do alumínio: 0,0282 Ω. mm²/m.

Então no lugar do ρ, você vai colocar 0,0172 se for cobre ou 0,0282 se for alumínio.

o L é o tamanho do condutor elétrico que você está utilizando, se seu cabo fase ter 30m, ponha 30 no lugar do L, se for 50, ponha 50 e assim por diante.

I é a corrente elétrica do seu circuito e o cos φ é o fator de potência, nada mais nada menos que a eficiência do uso da energia. Normalmente, em caso residencial você põe igual a 1.

S é a seção do seu condutor, se é 2mm², 4mm², 6mm² e assim por diante.. logo se for 6mm², ponha apenas o 6 no lugar do S.

E por último, temos o nosso V, que é a tensão de alimentação da sua rede. Pode ser 110V, 220V ou 380V.

Pode se perguntar também, por que esse valor 2 na fórmula? Bem, se é monofásico ou bifásico, tanto o fase quanto o neutro precisa voltar para os ramais de entrada de energia, logo, somamos duas vezes essa distância

Vamos ver um exemplo:

1) Uma instalação elétrica consumindo 40A está á 50m do padrão de entrada, chegando 220V. O fator de potência é igual a 1.Qual é a queda de tensão nesse condutor de cobre de 10mm² nesta distância?

Então temos que a queda de tensão nesse condutor é igual a 3,12%. Sendo um valor menor a 4% que é o máximo permitido por norma.

Para saber quanto vale esse 3,12% do total é muito simples, apenas faça o valor encontrado dividido por 100 e multiplique pela sua tensão de entrada, no caso: (3,12 / 100)*220 = 6,86V.

Esse é o valor da queda no condutor elétrico, logo, na sua instalação chega apenas 213,14V.

Como determinar o condutor elétrico?

Circuitos monofásicos e bifásicos:

Caso você esteja querendo determinar o seu condutor elétrico conforme a queda de tensão na instalação, temos a seguinte fórmula também:

É a mesma fórmula que vimos para encontrar a queda de tensão, mas aqui queremos a bitola do condutor elétrico e pra isso, já vamos para a prática com um exemplo!

2) Dimensione o condutor elétrico de alumínio de uma maquina elétrica que consome 10A, distante 80m do quadro de distribuição que possui 110V.

Lembrando então que a resistividade do alumínio é igual a 0,0282. E utilizaremos a queda máxima permitida que é igual a 4%.Logo:

Como não temos um condutor com essa bitola, vamos para o maior e mais próximo, que é o condutor de 6mm².

Circuitos trifásicos:

Para circuitos trifásicos a ideia é a mesma, apenas a fórmula muda um pouquinho, vamos ver como fica:

Veja que a única diferença é a troca do 2 pelo √3 na fórmula por se tratar de um circuito trifásico.

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Escrito por:
Gustavo Maciel dos Santos