Generalidades.
Caída de tensión. Densidad de corriente.
Si de
una fuente de tensión Vo alimentamos un receptor de potencia P mediante
una línea de longitud L y
sección S, en los
bornes de dicha carga la tensión V será menor que Vo, debido a la
resistencia R de los conductores. Esta diferencia entre V y Vo se
conoce con el nombre de:
caída de tensión (c.d.t.)
d
=
V-
Vo
En forma
porcentual:
caída de tensión %:
d
%
=
(Vo-V)*100/Vo
Al
circular una corriente I por un conductor se produce calor, que según la
Ley de Joule tiene el valor:
Q
=
0,24*I2*R*t calorías
Este calor aumentará la temperatura del conductor hasta que la cantidad
de calor que se produce en él sea igual a la que se
disipa por
conducción, convección y radiación. El calor disipado por el conductor
depende de la intensidad, la sección del conductor, el aislamiento y la
forma de canalización. Se entiende que para que el conductor no produzca
más calor del que puede disipar, pues sería peligroso o se estropearía,
deberá estar limitada la intensad que por
él
circula a un valor máximo
Imax
según el tipo de
canalización, y cuyos valores
vienen dados por el
fabricante y los reglamentos correspondientes.
A veces,
en lugar de la intensidad máxima
del conductor se utiliza la
densidad de corriente
máxima definida como:
smax
=
I/S
A continuación se describen los cálculos
para hallar la sección de tres tipos de líneas (C.C., C.A. monofásica y
C.A. trifásica) atendiendo a la caída de tensión. Pero una vez hecho
esto, es preciso comprobar para la elección definitiva del
conductor, (mediante la normativa correspondiente: REBT, tablas del
fabricante, etc), si la sección elegida admite la intensidad que ha de
circular por el mismo (en algunos casos, también, es necesario calcular
la sección por el criterio de cortocircuito)
Cálculo de la Sección en Corriente
Continua (C. C.)
En una
línea de c.c. un conductor de sección S y longitud
2*L, presenta una
resistencia R de valor:
R
=
2*r*L/S
que origina una c.d.t.:
d
=
2*r*L*I/S
Como
consecuencia la tensión en el origen Vo y en bornes de la carga V son
diferentes. Si se quiere que esta diferencia no sea superior a un valor
dmax
predeterminado (por el R.E.B.T. u otras normativas), la sección a
utilizar ha de ser:
El paso de la corriente I por los
conductores de la línea produce una pérdida de potencia de valor:
Pp
=
I2*R
El rendimiento
% de la línea,
h
%
=
Potencia de salida*100/potencia de entrada
h
%
=
P*100/(P+Pp)
Cálculo de la sección en Corriente Alterna Monofásica.
En las
líneas recorridas por corrientes alternas, los conductores ofrecen una
resistencia R al paso de la corriente produciéndose una c.d.t.,
de la misma manera que ocurre en c.c. Pero aparte de esto se producen
otros fenómenos complejos, debidos a los efectos de la autoinducción,
inducción mutua y capacidad de los conductores. Veamos brevemente
sus efectos:
1º.
Un
primer efecto de inducción es el efecto Kelvin o efecto
pelicular, debido al cual, en un conductor la corriente circula más
fácilmente por los filetes más próximos a la periferia, repartiéndose
desigualmente a través de la sección del conductor, dando lugar a que la
densidad de corriente en el mismo no sea constante. El efecto es el
mismo que si la sección fuese más pequeña cuando el conductor está
recorrido por c.a. y, debido a esto, la resistencia real u óhmica de
dicho conductor es mayor en c.a. que en corriente continua (c.c.), y el
aumento es tanto más grande cuando más elevada sea la frecuencia de
aquella y mayor la sección del conductor. Este efecto es prácticamente
despreciable para las frecuencias industriales, en conductores de
diámetro inferior a 15 mm. y que estén construidos por un material no
magnético como Cu y Al.
