Calcolatore della caduta di tensione

Calcola la caduta di tensione di un cavo da sezione, lunghezza e carico, e la sezione minima che la mantiene entro il 3% o il 5%.

Cavi e conduttori Aggiornato Gratuito, senza registrazione

100over100of35 mm² copperat400three-phase

390,5at the load2,38drop126,1longest run within 3%

501001502002500route length, m7,5%10%3%5%25 mm²50 mm²126,1 m210,1 m

Every copper size on this run

  • 6 mm²13%23,12 m
  • 10 mm²7,79%38,5 m
  • 16 mm²4,97%60,31 mSmallest within 5%
  • 25 mm²3,22%93,14 m
  • 35 mm²2,38%126,1 mSmallest within 3%
  • 50 mm²1,81%165,6 m
  • 70 mm²1,32%227,5 m
Valori di esempio
Circuito

Alimentazioni comuni

Circuito
V
Carico e percorso
A

Dall’alimentazione al carico

Cavo
Dati del cavo
Conduttore
Temperatura del conduttore

Per conduttore, alla temperatura di servizio

Ω/km

Per conduttore; 0,08 se non indicata

Ω/km
Altre opzioni
Conduttore in rame

Di solito da 0,8 a 1,0

Carico

Voltage drop, line-to-line

9,519V

2,38% of the 400 V nominal, balanced three-phase, 35 mm² copper.

Voltage at the load, line-to-line
390,5 V
Longest run within 3%
126,1 m
Smallest size within 3%
35 mm²
Smallest size within 5%
16 mm²
Conductor resistance at 70 °C
0,6269 Ω/km
  • Conforme: Within the 3% design target0,62% spare
  • Conforme: Within the 5% design target2,62% spare
Come viene calcolato
  1. R70 = R20 × (234.5 + T) ÷ (234.5 + 20)=0,524 × (234.5 + 70) ÷ 254.5=0,6269 Ω/km
  2. ΔU = √3 × I × L × (R cos φ + X sin φ)=1.732 × 100 × 0,1 × (0,6269 × 0,8 + 0,08 × 0,6)=9,519 V
  3. ΔU% = ΔU ÷ U × 100=9,519 ÷ 400 × 100=2,38%

100 A in each line over 100 m of 35 mm² copper at 400 V balanced three-phase drops 9,519 V, 2,38% of the supply. The smallest size within 3% is 35 mm².

Suggerimento: Il 3% e il 5% sono obiettivi di progetto comuni, non limiti. Le regole di installazione fissano il limite per ogni tipo di circuito.

Come calcolare la caduta di tensione

La caduta di tensione è la corrente per la resistenza e la reattanza del cavo lungo il percorso, contata due volte su un circuito monofase o in corrente continua e moltiplicata per √3 su un circuito trifase equilibrato. Il calcolatore la ricava per una sezione normalizzata IEC 60228 oppure per la resistenza e la reattanza indicate dal costruttore, e indica la sezione normalizzata minima che mantiene il percorso entro il 3% ed entro il 5%.

Corrente alternata monofase

ΔU = 2 × I × L × (R cos φ + X sin φ)

La corrente esce sulla fase e torna sul neutro, quindi la lunghezza del percorso conta due volte. L è la lunghezza di sola andata in km, R e X sono per conduttore in Ω/km, e cos φ è il fattore di potenza.

Corrente alternata trifase equilibrata

ΔU = √3 × I × L × (R cos φ + X sin φ)

Questa è la caduta tra le fasi. Un carico equilibrato non fa circolare corrente nel neutro, e √3 converte la caduta su una fase in un valore concatenato.

Corrente continua

ΔU = 2 × I × L × R

Non ci sono reattanza né fattore di potenza, quindi la caduta è la corrente per la resistenza del circuito di andata e ritorno. Su un’alimentazione a 24 V, una caduta di 1,2 V è già il 5%.

In percentuale

ΔU% = ΔU ÷ U0 × 100

Dividi per la tensione nominale di alimentazione, concatenata nel trifase. Le regole di installazione esprimono i limiti in questa forma, dall’origine dell’impianto al carico.

Per una sezione normalizzata, R è la resistenza massima IEC 60228 a 20 °C, corretta alla temperatura di servizio: 70 °C per l’isolamento in PVC e 90 °C per l’XLPE. Il rame a 70 °C ha il 19,6% di resistenza in più rispetto a 20 °C. X è fissata a 0,08 Ω/km per ogni sezione, il valore che la guida alle installazioni elettriche di Schneider Electric indica quando il costruttore non ne dichiara uno.

Esempi: caduta di tensione

Una dorsale trifase da 63 A su 80 m

Una dorsale verso un locale impianti porta 63 A su ogni fase con un fattore di potenza di 0,8. Percorre 80 m dal quadro principale su cavo di rame da 16 mm² isolato in PVC. La caduta è 10,03 V, il 2,51% di 400 V. Con 10 mm² si ottiene il 3,93% e con 25 mm² l’1,62%.

Il 2,51% esce dal margine di tutto l’impianto. Ai circuiti terminali alimentati dal quadro del locale impianti resta il 2,49% rispetto a un obiettivo del 5%, e lo 0,49% rispetto al 3% per l’illuminazione.

Voltage drop, line-to-line 10,03 V Apri nella calcolatrice

Un motore da 15 kW avviato in diretta

Un motore di pompa da 15 kW a 400 V, con rendimento del 92% e fattore di potenza 0,85, assorbe 27,69 A a pieno carico (vedi il calcolatore della corrente di motore a pieno carico). In avviamento diretto parte da 5 a 7 volte quella corrente, con un fattore di potenza vicino a 0,35. Prendi 6 volte: 166 A.

Su 60 m di rame da 10 mm², la caduta in marcia è 5,477 V, l’1,37%. La caduta all’avviamento è 14,51 V, il 3,63%. Sei volte la corrente dà solo 2,6 volte la caduta, perché R è moltiplicata per cos φ, e cos φ scende da 0,85 a 0,35. Con 6 mm² la formula dà 23,54 V, il 5,89%, ma la caduta sull’impedenza completa del cavo, corrente per impedenza, è circa il 16% dell’alimentazione. La formula del primo ordine vale solo fino al 10%, quindi il calcolatore non mostra la tensione al carico.

I limiti del 3% e del 5% valgono a regime, non durante un avviamento. Confronta la caduta all’avviamento con ciò che servono il motore e il suo avviatore. Il buco che vedono gli altri carichi viene dai cavi a monte: calcola anche la dorsale alla corrente di avviamento.

Voltage drop, line-to-line 14,51 V Apri nella calcolatrice

Un’alimentazione per sensori a 24 V in corrente continua su 50 m

5 A su rame da 1,5 mm² lungo un percorso di 50 m perdono 7,239 V a 70 °C. All’estremo restano 16,76 V. IEC 61131-2 fissa 20,4 V, cioè 24 V meno il 15%, come alimentazione minima per le apparecchiature PLC a 24 V in corrente continua. A 20 °C la caduta è ancora 6,05 V. Un cavo che porta 5 A lavora ben sotto i 70 °C, quindi il valore vero sta tra i due.

Con 4 mm² l’estremo resta a 21,24 V, e con 10 mm² la caduta resta entro il 5%. Un alimentatore vicino al carico di solito costa meno di un cavo da 10 mm².

Voltage drop 7,239 V Apri nella calcolatrice

Caduta di tensione per ampere e per metro (mV/A/m)

Cavo di rame secondo IEC 60228 con fattore di potenza 0,8 in ritardo. Moltiplica per la corrente in ampere e per la lunghezza di sola andata in metri, poi dividi per 1.000, per avere la caduta in volt. I valori monofase contano entrambi i conduttori; i valori trifase sono concatenati.

Caduta di tensione per ampere e per metro (mV/A/m), valori in mV/A/m
Sezione (mm²)Monofase, 70 °C (mV/A/m)Trifase, 70 °C (mV/A/m)Trifase, 90 °C (mV/A/m)
1,523,320,121,5
2,514,312,413,2
48,927,738,23
65,995,195,52
103,603,123,32
162,301,992,11
251,491,291,37
351,100,9521,01
500,8370,7250,767
700,6090,5270,557
950,4650,4030,424
1200,3890,3370,353
1500,3330,2890,302
1850,2860,2470,258
2400,2400,2080,216
3000,2110,1830,189

Scarica questa tabella (CSV)

Resistenza massima dei conduttori a 20 °C (Ω/km)

Resistenza massima in corrente continua per chilometro secondo IEC 60228, per conduttori di rame e alluminio nudi. Un cavo conforme è uguale o inferiore a questi valori. IEC 60228 elenca i conduttori in alluminio da 10 mm².

Sezione (mm²)Rame, cordatoRame, flessibileAlluminio, cordato
0.536.039.0Not listed
0.7524.526.0Not listed
118.119.5Not listed
1.512.113.3Not listed
2.57.417.98Not listed
44.614.95Not listed
63.083.30Not listed
101.831.913.08
161.151.211.91
250.7270.7801.20
350.5240.5540.868
500.3870.3860.641
700.2680.2720.443
950.1930.2060.320
1200.1530.1610.253
1500.1240.1290.206
1850.09910.1060.164
2400.07540.08010.125
3000.06010.06410.100
4000.04700.04860.0778
5000.03660.03840.0605
6300.02830.02870.0469
8000.0221Not listed0.0367
10000.0176Not listed0.0291

Fonte: Classification of conductors according to IEC 60228, February 2021

Domande su caduta di tensione

Quale caduta di tensione è accettabile?

L’allegato G di IEC 60364-5-52 raccomanda un massimo dall’origine dell’impianto a ogni punto di carico. Da una rete pubblica in bassa tensione, è il 3% per l’illuminazione e il 5% per gli altri usi. Da un’alimentazione privata, come la cabina AT/BT del sito, è il 6% e l’8%. L’appendice 4 di BS 7671 usa le stesse quattro cifre. Il NEC indica il 3% per un circuito derivato e il 5% per alimentatore e circuito derivato insieme, in note informative di carattere orientativo. Il calcolatore usa il 3% e il 5% come obiettivi di progetto. Le tue regole di installazione fissano il limite.

Il 5% vale per ogni cavo?

No. Il limite va dall’origine dell’impianto al carico, quindi le cadute dei cavi in serie si sommano. Su un cavo trifase equilibrato, la percentuale della tensione concatenata è uguale alla percentuale della tensione di fase, quindi un circuito monofase derivato da una dorsale trifase si somma direttamente. Dopo il 2,51% della dorsale del primo esempio, un caricatore per veicoli elettrici da 32 A a 40 m su rame da 6 mm² aggiunge il 4,10%, per un totale del 6,61%. Con 10 mm² aggiunge il 2,44%, per un totale del 4,95%. Le sezioni minime indicate dal calcolatore presuppongono che tutto il 3% o il 5% sia disponibile per un solo cavo.

Quanto conta la reattanza?

Sui cavi piccoli prevale la resistenza. Con un fattore di potenza di 0,8, il termine di reattanza è il 9% della caduta su rame da 35 mm², il 25% su 120 mm² e il 40% su 240 mm². A fattore di potenza unitario è zero. Lo 0,08 Ω/km fisso è tipico del cavo multipolare. I cavi unipolari, e in particolare quelli posati distanziati, hanno una reattanza più alta. Per un lungo percorso unipolare di grossa sezione, il risultato della sezione normalizzata è quindi basso. Inserisci R e X del costruttore.

È un calcolo di dimensionamento del cavo?

È una di tre verifiche. Il cavo deve anche portare la corrente di progetto nel suo modo di posa senza superare la temperatura dell’isolamento. Il dispositivo di protezione deve anche interrompere un guasto nel tempo richiesto. Sui percorsi lunghi, sui circuiti a 24 V in corrente continua e sui circuiti motore, la caduta di tensione decide spesso la sezione. Sui percorsi corti di solito la decide la portata.

Limiti di questo risultato

  • Le sezioni normalizzate usano la resistenza massima in corrente continua di IEC 60228, quindi un cavo reale di solito cade un po’ meno. Oltre circa 150 mm² la resistenza in corrente alternata cresce per effetto pelle: per i conduttori grandi usa i valori in corrente alternata del costruttore.
  • Il risultato in corrente alternata è un’approssimazione del primo ordine, valida finché la caduta sull’impedenza del cavo non supera il 10% dell’alimentazione. Fuori da quell’intervallo la tensione al carico non viene mostrata.
  • La formula trifase presuppone un carico equilibrato. Non modella la corrente di neutro, le armoniche, l’avviamento dei motori né i carichi distribuiti lungo il percorso.
  • Non è una verifica di portata, di protezione, di livello di guasto o delle regole di installazione.

Misuralo continuamente

Il calcolo presuppone una corrente costante a un solo fattore di potenza. Un ZEM all’estremo del carico misura la tensione che il carico riceve davvero mentre corrente e fattore di potenza cambiano.

Guide correlate

Fonti

  1. Calculation of voltage drop in steady load conditions (si apre in una nuova scheda) Schneider Electric Electrical Installation Guide, accessed 2026-09-23
  2. IEC 60228:2023 Conductors of insulated cables (si apre in una nuova scheda) International Electrotechnical Commission, Edition 4.0, 2023-12
  3. Classification of conductors according to IEC 60228 (si apre in una nuova scheda) (PDF) Nexans, February 2021