Calculadora de Queda de Tensão

O que esta calculadora de queda de tensão resolve

A calculadora de queda de tensão estima quanto da tensão disponível na origem é perdido ao longo de um cabo até a carga. A perda ocorre porque todo condutor apresenta resistência elétrica: quando a corrente o atravessa, uma parcela da energia é dissipada, principalmente na forma de calor. Em uma instalação, esse efeito pode fazer com que um equipamento alimentado em 220 V receba uma tensão menor do que a tensão nominal.

O cálculo é útil para uma verificação inicial do comprimento de circuitos, da seção de cabos e do material escolhido. Ele atende à dúvida prática de quem precisa comparar, por exemplo, se um cabo de 2,5 mm² ou de 4 mm² entrega melhor tensão a uma carga situada a dezenas de metros do quadro de distribuição. Também permite visualizar o efeito de trocar cobre por alumínio, manter a mesma corrente ou alterar a distância do percurso.

A ferramenta calcula uma aproximação predominantemente resistiva para circuitos em corrente contínua, monofásicos e trifásicos equilibrados. Ela exibe a queda em volts e em percentual, além da tensão estimada nos terminais da carga. Não é uma ferramenta de seleção definitiva de condutores: a seção também precisa suportar a capacidade de condução de corrente, as condições de instalação, a proteção contra sobrecorrentes e outros critérios normativos.

Como usar a calculadora campo a campo

Tipo de circuito

Escolha Monofásico / CC para circuitos de corrente contínua ou de duas vias, como fase e neutro em uma alimentação monofásica. Nesse caso, a corrente percorre o cabo de ida e retorna pelo outro condutor; por isso, a fórmula considera duas vezes o comprimento informado. Escolha Trifásico para uma carga trifásica equilibrada, considerando a tensão entre fases e condutores de mesma seção.

Tensão nominal

Digite a tensão na origem do circuito, em volts. Use, por exemplo, 127 V, 220 V ou 380 V conforme o ponto de alimentação e a forma de ligação da carga. Esse dado é usado para transformar a perda em volts em percentual e para estimar a tensão que chegará à carga.

Corrente de projeto

Informe a corrente prevista no circuito em amperes. O ideal é usar a corrente de projeto da carga ou do circuito, e não somente a corrente nominal do disjuntor. Em motores, inversores, fontes e cargas com partidas ou picos, a análise profissional pode exigir a avaliação de condições transitórias que não são representadas por este cálculo simples.

Comprimento de ida

Informe apenas a distância física entre a origem e a carga, em metros. No circuito monofásico ou em corrente contínua, a ferramenta já dobra internamente essa distância para representar ida e retorno. Um erro recorrente é informar a soma dos dois trajetos e, ainda assim, usar uma fórmula que multiplica o comprimento por dois, duplicando indevidamente a queda.

Seção, material e temperatura

A seção nominal é a área do condutor, em milímetros quadrados. Seções maiores reduzem a resistência e, portanto, tendem a reduzir a queda de tensão. Selecione cobre ou alumínio conforme o condutor efetivamente empregado. A opção de temperatura ajusta a resistividade de forma aproximada: condutores mais quentes oferecem maior resistência elétrica do que na referência de 20 °C.

Fórmula da queda de tensão e passo a passo

O cálculo começa pela resistência elétrica do percurso. Para fins práticos, é utilizada a relação entre resistividade do material, comprimento e seção:

R = ρ × L / S

Nessa expressão, R é a resistência em ohms, ρ é a resistividade em Ω·mm²/m, L é o comprimento elétrico em metros e S é a seção em mm². A calculadora usa valores aproximados de resistividade a 20 °C: 0,0175 Ω·mm²/m para cobre e 0,0282 Ω·mm²/m para alumínio. Para a alternativa de 70 °C, aplica uma correção térmica aproximada.

Depois, a queda resistiva em volts é obtida multiplicando a corrente pela resistência. Em circuito monofásico ou de corrente contínua, a expressão prática é:

ΔV = 2 × ρ × L × I / S

Em circuito trifásico equilibrado, desprezando-se a reatância, a expressão usada é:

ΔV = √3 × ρ × L × I / S

Por fim, o percentual é calculado por ΔV% = (ΔV / V nominal) × 100. A tensão estimada na carga resulta de V carga = V nominal − ΔV. Quando o resultado for muito elevado, a tensão calculada pode até se tornar impraticável; isso é um sinal de que os dados ou o dimensionamento precisam ser revistos.

Tabela de resistividade adotada

Tabela de comparação por seção

A tabela abaixo ilustra a resistência aproximada de 100 m de um único condutor de cobre a 20 °C. Ela não inclui conexões, temperatura de operação, agrupamento nem reatância.

Exemplos resolvidos

Exemplo 1: circuito monofásico de cobre

Considere uma alimentação de 220 V, corrente de 20 A, distância de ida de 30 m e cabo de cobre de 4 mm² a 20 °C. Aplicando a fórmula monofásica: ΔV = 2 × 0,0175 × 30 × 20 / 4. A queda estimada é de 5,25 V, equivalente a aproximadamente 2,39%. A tensão estimada na carga é de 214,75 V.

Exemplo 2: aumento da seção do cabo

Nas mesmas condições do exemplo anterior, substitua o cabo de 4 mm² por um de 6 mm². O cálculo fica ΔV = 2 × 0,0175 × 30 × 20 / 6, resultando em 3,50 V. O percentual cai para cerca de 1,59%, e a tensão estimada na carga sobe para 216,50 V. O exemplo mostra a relação inversa entre seção e queda de tensão.

Exemplo 3: circuito trifásico com alumínio

Considere um circuito trifásico de 380 V, com 40 A, comprimento de ida de 50 m e condutor de alumínio de 16 mm² a 20 °C. A fórmula é ΔV = √3 × 0,0282 × 50 × 40 / 16. A queda aproximada é de 6,11 V, ou 1,61%. A tensão entre fases estimada nos terminais da carga é de 373,89 V.

Base técnica e critérios aplicáveis

No Brasil, o projeto e a execução de instalações elétricas de baixa tensão devem observar a ABNT NBR 5410. A norma reúne requisitos relacionados à segurança e ao desempenho da instalação, incluindo critérios de dimensionamento de condutores, capacidade de condução de corrente, proteção, métodos de instalação e queda de tensão. A avaliação normativa não se resume à conta resistiva apresentada nesta página.

A queda de tensão admissível deve ser analisada no contexto do sistema completo, do ponto de entrega até os pontos de utilização, conforme os critérios aplicáveis ao projeto. Também é importante consultar exigências da distribuidora, especificações de fabricantes e características da carga. Em instalações industriais, alimentadores extensos, motores, circuitos com harmônicas ou cabos em paralelo, a análise pode demandar dados adicionais e métodos mais completos.

Para corrente alternada, a impedância do circuito é composta por resistência e reatância. Esta calculadora prioriza a componente resistiva, adequada como estimativa inicial em diversas situações de baixa tensão, mas não substitui o cálculo de impedância quando a reatância é relevante. O fator de potência também pode influenciar a queda em sistemas de corrente alternada quando se considera a expressão completa.

Erros comuns ao calcular a queda de tensão

• Usar o comprimento de ida e volta no campo de distância para circuito monofásico, pois a calculadora já considera o retorno.
• Confundir a seção do condutor com o diâmetro externo do cabo ou com a bitola informada em outra unidade.
• Informar a corrente do disjuntor em vez da corrente de projeto efetivamente prevista para a carga.
• Aplicar a fórmula monofásica a uma carga trifásica equilibrada ou usar tensão de fase quando a referência é tensão entre fases.
• Ignorar o aumento da resistência com a temperatura de operação do condutor.
• Escolher o cabo apenas pela queda de tensão e deixar de verificar capacidade de corrente, curto-circuito e proteção.
• Desconsiderar emendas, bornes, contatos e outros pontos que podem introduzir resistência adicional.

Limites do resultado apresentado

O resultado é uma estimativa baseada em resistividade nominal e em condutores de mesma seção no percurso considerado. Na prática, a resistência varia conforme a construção do cabo, a temperatura, a classe do condutor, as conexões e as tolerâncias de fabricação. Em corrente alternada, a reatância indutiva e o fator de potência não estão incorporados nesta versão simplificada.

A ferramenta também não verifica automaticamente se a seção escolhida é permitida para o método de instalação, se suporta a corrente nas condições ambientais, se atende aos critérios de curto-circuito ou se o dispositivo de proteção é adequado. Para definir um projeto, ampliar uma instalação ou alimentar cargas sensíveis, a conferência por profissional habilitado e pelas normas aplicáveis é indispensável.