Caduta di tensione — Verifica semplificata

Cos'è questo calcolo

Calcola la caduta di tensione percentuale e assoluta in un conduttore monofase per carico quasi resistivo, con preset per materiale (rame/alluminio) e isolamento (PVC/XLPE). Confronta il risultato con il limite CEI 64-8 sez. 525 (4% circuiti terminali / 3% linee di distribuzione) e fornisce verdict Pass/Borderline/Fail prudente. La caduta di tensione su un conduttore monofase per carico resistivo è data da ΔV = 2·ρ·L·I / S, dove il fattore 2 tiene conto del percorso andata+ritorno (fase+neutro) e ρ è la resistività alla temperatura di esercizio. In percentuale si rapporta alla tensione nominale V_n: ΔV% = ΔV / V_n × 100. CEI 64-8 sez. 525 impone ΔV totale ≤ 4% per circuiti terminali (ultimo tratto al carico) e ≤ 3% per linee di distribuzione (montanti). La ripartizione tipica è: 1.5% alla linea montante + 2.5% al circuito terminale = 4% totale; il tool verifica UNA singola tratta contro il limite scelto, non il totale dell'impianto.

Formula

ΔV% = (2 × ρ × L × I) / (S × V_n) × 100

ΔV [V] = ΔV% × V_n / 100

ρ: rame PVC 70°C = 0.0225 · rame XLPE 90°C = 0.0245 · alluminio PVC = 0.036 · alluminio XLPE = 0.040 Ω·mm²/m

La caduta di tensione su un conduttore monofase per carico resistivo è data da ΔV = 2·ρ·L·I / S, dove il fattore 2 tiene conto del percorso andata+ritorno (fase+neutro) e ρ è la resistività alla temperatura di esercizio. In percentuale si rapporta alla tensione nominale V_n: ΔV% = ΔV / V_n × 100. CEI 64-8 sez. 525 impone ΔV totale ≤ 4% per circuiti terminali (ultimo tratto al carico) e ≤ 3% per linee di distribuzione (montanti). La ripartizione tipica è: 1.5% alla linea montante + 2.5% al circuito terminale = 4% totale; il tool verifica UNA singola tratta contro il limite scelto, non il totale dell'impianto.

Condizioni di validità

Questo calcolo è valido nelle seguenti condizioni:

• Carico monofase a cosφ ≈ 1 (resistivo o LED/illuminazione): formula semplificata ΔV = 2·ρ·L·I / (S·V_n).
• Conduttore a temperatura di esercizio nominale (70 °C per PVC, 90 °C per XLPE): la resistività è pre-impostata in modo conservativo.
• Sezione uniforme su tutta la lunghezza e conduttore di fase + neutro (fattore 2 nella formula).
• Contatti, morsetti e giunzioni con resistenza trascurabile.

Sensibilità del risultato

Il risultato varia in misura significativa al variare dei seguenti parametri:

• Lunghezza linea L (m) [m]: sensibilità lineare su "ΔV% (caduta percentuale)" (proporzionale, elasticità 1.00).
• Corrente di impiego I_B (A) [A]: sensibilità lineare su "ΔV% (caduta percentuale)" (proporzionale, elasticità 1.00).
• Sezione conduttore S (mm²) [mm²]: sensibilità lineare su "ΔV% (caduta percentuale)" (inversamente proporzionale, elasticità -0.91).

Quando questo calcolo non si applica

• Per carichi con cosφ < 0.95 (motori, inverter, trasformatori di isolamento) l'errore può superare il 5–10%: usare kernel "Caduta tensione trifase" con X_km esplicito o formula completa con cosφ e sinφ.
• La formula usa resistività DC: per sezioni ≥ 185 mm² a 50 Hz aggiungere 5–15% per effetto pelle (sottostima reale).
• Il verdict Pass/Fail è PRELIMINARE: la verifica di progetto richiede la caduta di tensione TOTALE (montante + terminale) secondo CEI 64-8 sez. 525 e la ripartizione tipica (1.5% montante + 2.5% terminale = 4% totale).
• Non calcola la caduta nei contatti (tipicamente 0.1–0.3 V per morsettiera a 16 A).
• Quando NON usarlo: (a) per sistemi trifase (usa "Caduta tensione trifase"), (b) per carichi reattivi (inverter VFD, motori, UPS con THD > 5%), (c) per linee MT/AT con effetto pelle significativo.
• Le fasce di verdict (CONFORME ≤ 75% del limite, BORDERLINE fino al 100%, NON CONFORME oltre, GRAVE oltre 150%) sono una CONVENZIONE PRUDENZIALE INTERNA del tool, utile per orientare la scelta di sezione con margine. NON sono soglie normative autonome: CEI 64-8 sez. 525 impone solo il limite assoluto (3% o 4%).

Note tecniche

• Regola empirica: la sezione minima Cu per ΔV% ≤ 4% in monofase è circa S ≥ 0.045·I·L / V_n. Esempio 16 A, 20 m, 230 V → S ≥ 0.63 mm² (arrotondare a 1.5 mm² minimo CEI 64-8 sez.524).
• Alluminio ha ρ circa 1.64× quella del rame: a parità di sezione, la caduta è più grande. Compensare con sezione superiore (tipicamente +1 gradino commerciale).
• Temperatura di esercizio: PVC limita a 70°C, XLPE a 90°C — la resistività aumenta con T, quindi XLPE dà caduta maggiore della stessa sezione in PVC. Il tool usa la ρ "a caldo" per conservatività.
• Quando NON usarlo: (a) per carichi con cosφ < 0.95 (serve formula completa con X e sinφ), (b) per sezioni ≥ 185 mm² senza correzione effetto pelle, (c) per linee MT dove la reattanza domina.
• Per studenti ITI: il fattore 2 nella formula è IL trabocchetto classico. In monofase ci sono 2 conduttori attraversati dalla stessa corrente; in trifase ne bastano 3 ma la relazione diventa √3. Non confondere.
• Passo successivo: se ΔV% > limite, (a) aumentare S al gradino commerciale successivo, (b) ridurre L (spostare il quadro), (c) passare a tensione superiore (230→400 V trifase). Verificare poi la portata Iz con kernel "Dimensionamento magnetotermico".