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Caduta di tensione di cavi elettrici, definizione e calcolo

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impianti elettrici

Il controllo di caduta della tensione degli impianti elettrici viene effettuato per evitare danni ai vari componenti e apparecchi, inclusi i motori elettrici.

L'energia elettrica è facilmente trasportabile da un luogo all'altro: basta infatti un cavo conduttore e una differenza di potenziale ai suoi capi. Tuttavia, per cavi elettrici molto lunghi si assiste ad una caduta di tensione che fa abbassare anche il valore dell'energia trasportata.

Definizione della caduta di tensione

Nel trasporto e nella distribuzione di energia elettrica, i cavi utilizzati, sebbene siano ottimi conduttori, presentano delle resistenze, le quali causano una caduta di tensione. Tale caduta di tensione viene definita come la differenza tra i moduli delle tensioni alla partenza e all'arrivo della linea. Il valore della caduta di tensione deve essere ridotto il più possibile perché a un valore di tensione più basso corrisponde un valore più basso di energia, con conseguenti perdite, ma anche con malfunzionamenti dei carichi collegati alla rete.

Calcolo della caduta di tensione

Per quanto riguarda il calcolo della caduta di tensione, la formula che la descrive si ricava studiando il rapporto tra il valore della tensione al termine della linea e il valore della tensione all'inizio della stessa. La formula che si ottiene mostra che la caduta di tensione è direttamente proporzionale al valore della tensione di funzionamento del sistema e alla resistenza offerta dal cavo conduttore al passaggio della corrente. In base alle leggi di Ohm, la resistenza di un cavo conduttore dipende dalla resistività (parametro diverso per ogni tipo di materiale) e dalle dimensioni del cavo stesso, ovvero dalla lunghezza e dalla sezione.

Per questo motivo, al fine di ridurre la caduta di tensione, occorre effettuare un corretto dimensionamento dei cavi, che consta di due fasi:

  • un calcolo preliminare, che fissati i carichi, la loro ubicazione, la tensione di partenza del sistema di cavi e le massime cadute di tensione ammissibili, permette di definire la sezione dei conduttori costituenti il sistema di trasporto e distribuzione dell’energia elettrica;
  • un calcolo di verifica, che nota la sezione dei conduttori, i carichi, la loro ubicazione e la tensione di partenza del sistema di cavi, permette di verificare che in ogni punto non vengano superate determinate cadute di tensione.

Tuttavia, per calcolare le cadute di tensione è possibile consultare delle tabelle, reperibili anche on line, che permettono di individuare il valore della caduta di tensione, espressa in Volt per km di cavo, a partire dalla sezione di quest’ultimo.