La caída de tensión es uno de los cálculos más importantes en una instalación eléctrica. Si eliges un cable demasiado delgado para una distancia larga, el motor recibirá menos voltaje del necesario, lo que provoca sobrecalentamiento, menor rendimiento y, a largo plazo, quema del equipo.
Respuesta rápida: para calcular la caída de tensión en un motor monofásico usa la fórmula ΔV = (2 × ρ × I × L) / S, donde ρ es la resistividad del conductor (0.0172 para cobre), I la corriente del motor, L la distancia en metros y S la sección en mm². El resultado no debe superar el 3% del voltaje nominal según la Norma NEC. Si no quieres hacerlo a mano, nuestra calculadora de caída de tensión lo resuelve en segundos.
¿Qué es la caída de tensión?
Cuando la corriente eléctrica fluye a través de un conductor, encuentra resistencia. Esta resistencia provoca una pérdida de voltaje a lo largo del cable. A este fenómeno se le llama caída de tensión (o caída de voltaje).
La Norma NEC (National Electrical Code) establece que la caída de tensión en un circuito de rama no debe superar el 3% del voltaje nominal.
La fórmula para circuitos monofásicos
Para un circuito monofásico, la fórmula es:
ΔV = (2 × ρ × I × L) / S
Donde:
- ΔV = Caída de tensión (Voltios)
- ρ = Resistividad del conductor (0.0172 Ω·mm²/m para cobre)
- I = Corriente del circuito (Amperios)
- L = Longitud del conductor (metros, solo la ida)
- S = Sección transversal del conductor (mm²)
El factor 2 se debe a que la corriente recorre el conductor dos veces: en la ida (fase) y en el regreso (neutro).
Ejemplo práctico paso a paso
Supongamos que tienes un motor de 5 HP conectado a 220V monofásico con cobre, a una distancia de 40 metros del tablero.
Paso 1: Determinar la corriente del motor
Para un motor de 5 HP a 220V monofásico, la corriente aproximada es de 23 Amperios (puedes verificarlo en la placa del motor).
Paso 2: Establecer la caída máxima permitida
ΔV_max = 220V × 3% = 6.6 V
Paso 3: Calcular la sección mínima requerida
Despejando S de la fórmula:
S = (2 × 0.0172 × 23 × 40) / 6.6
S = (31.744) / 6.6
S = 4.81 mm²
Paso 4: Seleccionar el calibre AWG
Con un requerimiento de 4.81 mm², buscamos en la tabla el calibre inmediato superior:
| Calibre | Sección (mm²) | Amp. Máx. (NEC) | |---------|---------------|-----------------| | 10 AWG | 5.26 mm² | 30 A | | 8 AWG | 8.37 mm² | 40 A |
El 10 AWG (5.26 mm²) cubre el requerimiento de 4.81 mm² y su capacidad de 30A supera los 23A del motor. ✅
Importante: el calibre debe cumplir dos criterios a la vez: la sección mínima por caída de tensión Y la ampacidad (que el cable soporte la corriente del motor). En distancias cortas, la ampacidad suele mandar; en distancias largas, la caída de tensión. Consulta la tabla completa de calibres AWG con su amperaje para verificar ambos.
¿Y si la distancia es mayor?
Si la distancia fuera de 80 metros en lugar de 40, necesitaríamos el doble de sección: aproximadamente 9.62 mm², lo que nos obliga a usar 8 AWG (8.37 mm²)... y tendríamos que verificar si aún se cumple el 3%.
Es precisamente para esto que existe la calculadora de caída de tensión para 220V monofásico en cobre: ingresa tus datos reales y obtendrás el calibre exacto en segundos.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la caída de tensión máxima permitida en un circuito?
La referencia de la Norma NEC es 3% para circuitos de rama (del tablero a la carga) y 5% como máximo combinado incluyendo el alimentador. Para un sistema de 220V, ese 3% equivale a 6.6 voltios de pérdida máxima en el recorrido.
¿Por qué la fórmula monofásica multiplica por 2?
Porque la corriente recorre el circuito completo: va por la fase hasta la carga y regresa por el neutro. La longitud real del conductor es el doble de la distancia medida, y la fórmula lo compensa con el factor 2.
¿Qué pasa si la caída de tensión supera el 3%?
El motor recibe menos voltaje del nominal y compensa consumiendo más corriente: se calienta, pierde par de arranque y acorta su vida útil. La solución es subir al siguiente calibre AWG y recalcular hasta quedar por debajo del límite.
¿Esta fórmula sirve también para circuitos de 110V?
Sí, la fórmula es la misma para cualquier voltaje monofásico. Solo cambia la caída máxima permitida: a 110V el límite del 3% es 3.3 voltios, la mitad que a 220V, por lo que a igual distancia y corriente necesitarás un calibre mayor.
¿Qué hacer ahora?
Anota la corriente de la placa de tu motor, mide el recorrido real del cable (no la distancia en línea recta: súmale subidas, bajadas y vueltas) y pasa los datos por la calculadora. Verifica el resultado contra la tabla de calibres AWG y, si el material es un dilema de presupuesto, lee nuestra comparativa de cable de cobre vs aluminio.
Nunca subestimes la caída de tensión. Un cable mal dimensionado no solo es ineficiente, es peligroso — y la conexión final al tablero siempre debe hacerla un electricista certificado.