Calculadora de la sección de un cable

La calculadora de sección de cable te ayudará a seleccionar el cable con la sección correcta para tu próximo proyecto eléctrico, como instalar una bomba en el estanque del jardín, cablear tu casa o suministrar electricidad al cobertizo.

Esta calculadora de sección de cable es muy versátil, ya que también contiene la funcionalidad de una:

• Calculadora de sección de cables para corriente continua (CC),
• Calculadora de sección de cables para corriente alterna (CA),
• Calculadora de calibre de cables de 12 V,
• Calculadora de calibre de cables de iluminación de bajo voltaje, y
• Mucho más

Incluso puedes utilizarla en lugar de esas tablas de sección de cables que tan difíciles de usar son.

La sección de un cable eléctrico, o calibre, se refiere al área de su corte transversal (y, en consecuencia, a su diámetro). Cuanto mayor sea el área, más corriente podrá transmitir el cable con menor resistencia. Es bastante similar al agua que fluye por una tubería. Una tubería más ancha permite que fluya más agua a menor presión.

Podemos obtener la ecuación del área de la sección transversal de un cable que transporta una corriente eléctrica a partir de la ley de Ohm y la ley de Pouillet:

donde:

• $V$ - Caída de tensión calculada 🇺🇸 entre la fuente y el extremo más alejado del cable, medida en voltios;
• $I$ - Corriente máxima que circula por el cable, medida en amperios;
• $R$ - Resistencia del cable, medida en ohmios. Aprendimos a calcularla en la calculadora de resistencia de cables;
• $\varrho$ - Resistividad del material conductor, medida en ohmios-metro;
• $L$ - Longitud del cable (unidireccional), medida en metros; y
• $A$ - Área transversal del cable, medida en metros cuadrados.

Combinando y reordenando estas dos ecuaciones, obtenemos que el área de la sección transversal viene dada por la ecuación:

Como los metros cuadrados son una unidad demasiado grande para hablar de cables eléctricos, el resultado suele darse en mm² (si se utiliza el sistema métrico). Esta conversión se puede conseguir multiplicando el resultado de la ecuación anterior por 1 000 000.

En EE.UU. es habitual que los tamaños de los cables se indiquen en unidades AWG (American Wire Gauge). Para más información sobre la relación entre el área de la sección transversal y el valor AWG, consulta nuestra calculadora de calibre de cable 🇺🇸.

La calculadora te dará el siguiente tamaño AWG superior, ya que siempre es mejor tener un cable más grueso para así ir sobre seguro.

Cálculo de la sección de los cables para CA trifásica

Para una corriente alterna trifásica se utilizan tres cables en lugar de uno. La calculadora está diseñada para aceptar la tensión y corriente totales de la línea de los tres cables combinados. La ecuación para el área de un solo cable se modifica a:

El factor de $\sqrt 3$ es necesario para convertir entre la corriente de fase del sistema y la corriente de línea. El factor 2 desaparece, ya que no hay cable de retorno en un sistema trifásico.

La resistividad de un conductor depende de su temperatura, por lo que el entorno en el que vayas a instalar el cable afectará a su tamaño. Cuando especifiques una temperatura, intenta pensar en la temperatura máxima a la que es probable que funcione el cable, para ir sobre seguro.

La resistividad se indica a una temperatura de referencia, indicada por $\varrho_1$. Cada material tiene asociado un coeficiente de temperatura, $\alpha$, que especifica cuánto aumenta la resistividad por grado de temperatura. Podemos utilizar la siguiente fórmula para calcular la resistividad de una sustancia a cualquier temperatura:

donde:

• $t_1$ - Temperatura de referencia correspondiente a la resistividad $\varrho_1$ a esa temperatura; y
• $t_2$ - Temperatura objetivo a la que queremos hallar la resistividad $\varrho_2$.

Veamos un ejemplo. El cobre tiene una resistividad a 20 °C de $1.68 \times 10^{-8} \ \Omega \cdot \text{m}$ y un coeficiente de temperatura $\alpha$ igual a $0.00404$. ¿Cuál sería la resistividad del cobre a 50 °C?

Puedes fijar la temperatura a la que nuestra calculadora realiza el cálculo dentro de la propia calculadora, y ella hará este análisis por ti.

Aquí tienes una guía paso a paso sobre cómo utilizar la calculadora de sección de cables:

1. Selecciona el sistema eléctrico que vas a utilizar. Puede ser "CC/CA monofásico" o "CA trifásico". Esto significa que la calculadora puede funcionar como una simple calculadora de sección de cables para CC hasta como una herramienta de CA trifásica.
2. Introduce el valor de la tensión de la fuente, por ejemplo, 12 V.
3. Introduce el porcentaje de caída de tensión admisible. Cuanto menor sea, mejor. Para que los aparatos funcionen correctamente, el límite superior es del 5 %.
4. Selecciona el material conductor del cable, cobre o aluminio.
5. Introduce un valor para la corriente del sistema. Esta cifra debe ser la corriente de pico (máxima) para que el cable pueda dimensionarse para el peor de los casos.
6. Introduce la distancia unidireccional del cable desde su origen hasta el punto más alejado.
7. Cambia la temperatura, si es necesario. El valor debe ser la temperatura máxima de funcionamiento prevista para el cable.
8. A continuación, verás los resultados del área de sección transversal, el calibre en AWG y el diámetro del cable. ¡Mucho más fácil de usar que una tabla de tamaños de cables!

Supongamos que utilizamos un sistema monofásico de CA que funciona a 120 V; una caída de tensión admisible del 3 %; un conductor de cobre; una corriente de pico de 25 A; un tramo de cable unidireccional de 100 m; y una temperatura máxima de funcionamiento de 50 °C.

Utilizando el resultado anterior para la resistividad del cobre a 50 °C, introducimos los valores en la ecuación para el tamaño del cable:

Es bastante sencillo, pero si usas nuestra supercalculadora de secciones de un cable es mucho más rápido.

Podemos realizar el siguiente cálculo para obtener la sección transversal necesaria:

1. Multiplica la resistividad (Ω·m) del material conductor por la corriente máxima del motor (A), el número 1.25 y la longitud total del cable (m).
2. Divide el resultado por la caída de tensión desde la fuente de alimentación hasta el motor.
3. Multiplica por 1 000 000 para obtener el resultado en mm².

Para calcular la sección de los cables de un sistema eléctrico trifásico, multiplica el resultado para un suministro monofásico por √3/2.

Así se calcula el AWG (American Wire Gauge) a partir del diámetro de un alambre:

1. Encuentra el cociente(R) entre diámetro del alambre y 0.005 pulgadas o 0.127 mm.
2. Utiliza la ecuación n = -39 × log₉₂(R) + 36 para hallar el número AWG.

El tamaño del cable es proporcional a la longitud de la distancia del cable. Por tanto, si duplicas la distancia, la sección transversal del cable debe duplicarse.

Estos resultados son sólo una guía con fines informativos. Consulta siempre a un electricista cualificado antes de realizar cualquier instalación eléctrica.