Calcolo caduta di tensione
Calcola la caduta di tensione di una linea in CC, monofase o trifase in volt e in percentuale, con stima rapida da sezione o con R′ e X′ da scheda tecnica, e ricava sezione minima, lunghezza e corrente massime per il criterio ΔV.
Calcolo non eseguibile:
2,82%
Entro budget ΔV
Caduta in volt6,48
Tensione al carico (V)223,52
Budget assegnato alla tratta4,00% (9,20 V)
Margine residuo1,18 punti percentuali
Corrente di impiego20,00 A
Prima sezione normalizzata che soddisfa il criterio ΔV4,0 mm²
Formula applicataΔV = 2 · L · I · (R′·cosφ + X′·sinφ)
La verifica riguarda la sola caduta di tensione: non è un dimensionamento del cavo e non esprime alcun giudizio di conformità.
Confronto sezioni
Per corrente, lunghezza e budget impostati, ecco come si comporta ciascuna sezione normalizzata. La riga della sezione impostata e quella della prima sezione che soddisfa il criterio ΔV sono indicate anche a parole, non solo con il colore.
| Sezione | ΔV (V) | ΔV (%) | V al carico (V) | Margine (punti %) | Esito |
|---|---|---|---|---|---|
| 1,5 mm² | 17,28 | 7,51 | 212,72 | -3,51 | Fuori budget ΔV |
| 2,5 mm² | 10,37 | 4,51 | 219,63 | -0,51 | Fuori budget ΔV |
| 4,0 mm² | 6,48 | 2,82 | 223,52 | 1,18 | Entro budget ΔV — sezione impostata · prima che soddisfa ΔV |
| 6,0 mm² | 4,32 | 1,88 | 225,68 | 2,12 | Entro budget ΔV |
| 10,0 mm² | 2,59 | 1,13 | 227,41 | 2,87 | Entro budget ΔV |
| 16,0 mm² | 1,62 | 0,70 | 228,38 | 3,30 | Entro budget ΔV |
| 25,0 mm² | 1,04 | 0,45 | 228,96 | 3,55 | Entro budget ΔV |
| 35,0 mm² | 0,74 | 0,32 | 229,26 | 3,68 | Entro budget ΔV |
| 50,0 mm² | 0,52 | 0,23 | 229,48 | 3,77 | Entro budget ΔV |
| 70,0 mm² | 0,37 | 0,16 | 229,63 | 3,84 | Entro budget ΔV |
| 95,0 mm² | 0,27 | 0,12 | 229,73 | 3,88 | Entro budget ΔV |
| 120,0 mm² | 0,22 | 0,09 | 229,78 | 3,91 | Entro budget ΔV |
| 150,0 mm² | 0,17 | 0,08 | 229,83 | 3,92 | Entro budget ΔV |
| 185,0 mm² | 0,14 | 0,06 | 229,86 | 3,94 | Entro budget ΔV |
| 240,0 mm² | 0,11 | 0,05 | 229,89 | 3,95 | Entro budget ΔV |
Limiti per il solo criterio di caduta
Ognuno di questi valori risponde a una sola domanda: fin dove puoi spingerti prima di consumare il budget di caduta assegnato a questa tratta. Nessuno di essi tiene conto di portata, posa, protezioni o cortocircuito.
Lunghezza massima per il solo criterio ΔV56,79 m
Corrente massima per il solo criterio ΔV28,40 A
Potenza attiva massima per il solo criterio ΔV5,88 kW
Potenza apparente massima per il solo criterio ΔV6,53 kVA
Questo valore non rappresenta la portata Iz del cavo. La portata dipende da posa, temperatura ambiente, raggruppamento e isolamento e va verificata separatamente.
Come si legge il risultato
Il numero grande è la caduta percentuale, accompagnata sempre dallo stato in lettere: entro budget quando la caduta resta sotto il 90% del budget assegnato, vicino al budget fra il 90% e il 100%, fuori budget oltre. La soglia del 90% è una convenzione di lettura di questo strumento, pensata per segnalare i casi con poco margine: non è una soglia normativa. Il margine residuo dice quanti punti percentuali restano prima di esaurire il budget, mentre la tensione al carico traduce la stessa informazione in volt effettivi che arrivano all'utilizzatore.
R′ usata nel calcolo4,500 Ω/km
X′ usata nel calcolo0 Ω/km
Coefficiente di caduta Z′ΔV = R′cosφ + X′sinφ4,050 Ω/km
Preset per caso d'uso
Ogni preset imposta uno scenario tipico e ricalcola subito. Sono punti di partenza, non dati di progetto: vanno sostituiti con i valori reali della linea.
Casa
Ricarica veicoli elettrici
Fotovoltaico
Industriale
Bassissima tensione
Assunzioni dei preset
- Presa 230 V / 16 A — Carico prevalentemente resistivo: cosφ assunto 1,00.
- Piano a induzione — Piano da 7,2 kW su linea dedicata; cosφ assunto 1,00 (elettronica con correzione del fattore di potenza).
- Climatizzatore — Unità da 2,5 kW assorbiti; cosφ assunto 0,90.
- Pompa di calore trifase — Assorbimento elettrico 8 kW a 400 V; cosφ assunto 0,90.
- Linea garage / dépendance — Linea lunga con carichi misti; cosφ assunto 0,90 e budget ridotto al 3%.
- 3,7 kW monofase — Stazione di ricarica monofase con correzione del fattore di potenza: cosφ assunto 1,00.
- 7,4 kW monofase — Ricarica monofase alla massima corrente domestica, 32 A: il cosφ è assunto pari a 1,00.
- 11 kW trifase — Colonnina trifase a 16 A per fase; cosφ assunto 1,00, come tipico dei caricatori con PFC.
- 22 kW trifase — Colonnina trifase a 32 A per fase, cosφ assunto 1,00; su tratte lunghe conviene stringere il budget.
- Inverter → quadro 230 V — Inverter in immissione a cosφ assunto 1,00; budget stretto all'1% sulla tratta AC.
- Inverter → quadro 400 V — Inverter trifase a cosφ assunto 1,00; budget stretto all'1% sulla tratta AC.
- Motore 5,5 kW — Motore asincrono trifase a pieno carico, cosφ assunto 0,85: la corrente di spunto all'avviamento non entra nel calcolo.
- Motore 11 kW — Assorbimento nominale a regime con cosφ assunto 0,85; per avviamenti frequenti conviene un budget più stretto.
- Motore 22 kW — Carico induttivo con cosφ assunto 0,85: da questa taglia in su conviene verificare con i dati R′ e X′ del cavo reale.
- Motore 30 kW — cosφ assunto 0,85; sulle sezioni di questa taglia la reattanza pesa e la stima rapida tende a sottovalutare la caduta.
- 12 V in continua — Corrente continua: il cosφ non partecipa al calcolo. A 12 V pochi decimi di volt valgono già punti percentuali.
- 24 V in continua — Nessun contributo reattivo, quindi nessun cosφ: raddoppiando la tensione la stessa perdita in volt pesa la metà.
- 48 V in continua — Sistema in continua senza cosφ; le correnti tipiche degli accumuli richiedono comunque sezioni generose.
Quale modello devo usare?
Verifica domestica rapida — prese, luci, elettrodomestici su pochi metri e piccole sezioni: il modello Rapido basta, perché la reattanza incide pochissimo rispetto alla resistenza.
Linea ordinaria — circuiti fino a qualche decina di metri con sezioni fino a 16 mm²: il modello Rapido resta ragionevole; se il margine risulta stretto conviene comunque controllare con i dati di targa.
Linea lunga — su percorsi importanti l'errore assoluto cresce insieme alla caduta stessa: se il risultato è vicino al budget, passa ai dati R′/X′ del cavo.
Sezioni elevate — dalle sezioni grandi in su la reattanza smette di essere trascurabile e il modello Rapido tende a sottostimare la caduta: usa R′ e X′.
Datasheet disponibile — se hai la scheda tecnica del cavo non c'è motivo di stimare: inserisci R′ e X′ e ottieni un risultato coerente con il prodotto che stai posando.
Progettazione professionale — quando il calcolo finisce in una relazione, il modello Rapido non è sufficiente: servono i dati del cavo effettivo, la ripartizione del budget fra le tratte e le verifiche che questo strumento non esegue.
Linea ordinaria — circuiti fino a qualche decina di metri con sezioni fino a 16 mm²: il modello Rapido resta ragionevole; se il margine risulta stretto conviene comunque controllare con i dati di targa.
Linea lunga — su percorsi importanti l'errore assoluto cresce insieme alla caduta stessa: se il risultato è vicino al budget, passa ai dati R′/X′ del cavo.
Sezioni elevate — dalle sezioni grandi in su la reattanza smette di essere trascurabile e il modello Rapido tende a sottostimare la caduta: usa R′ e X′.
Datasheet disponibile — se hai la scheda tecnica del cavo non c'è motivo di stimare: inserisci R′ e X′ e ottieni un risultato coerente con il prodotto che stai posando.
Progettazione professionale — quando il calcolo finisce in una relazione, il modello Rapido non è sufficiente: servono i dati del cavo effettivo, la ripartizione del budget fra le tratte e le verifiche che questo strumento non esegue.
Formula utilizzata
ΔV = k · L · I · (R′·cosφ + X′·sinφ)
La caduta cresce con la corrente e con la lunghezza della tratta e diminuisce all'aumentare della sezione, perché una sezione maggiore abbassa la resistenza per metro R′. Il coefficiente k vale 2 in corrente continua e in AC monofase, dove la corrente percorre andata e ritorno, e √3 in trifase, dove la caduta è riferita alla tensione concatenata. In corrente continua la reattanza e il cosφ non intervengono e la formula si riduce a ΔV = 2 · L · I · R′. Nel modello Rapido X′ è posta a zero e R′ è stimata da materiale, sezione e temperatura; nel modello R/X manuali entrambe arrivano dalla scheda tecnica del cavo.
Perché in alternata conta anche la reattanza
In corrente alternata il conduttore non oppone solo resistenza: l'impedenza è Z = R + jX, dove X è la reattanza dovuta ai campi magnetici che accompagnano la corrente. La caduta utile lungo la linea non è il modulo di Z, ma la sua proiezione sulla direzione della tensione, cioè R′·cosφ + X′·sinφ. Finché il carico è quasi resistivo il termine con sinφ pesa poco; man mano che cosφ scende, sinφ cresce e la reattanza entra nel conto. Nei cavi di piccola sezione R′ è molto maggiore di X′ e trascurarla cambia poco; sulle sezioni grandi R′ scende mentre X′ resta quasi costante, e i due termini diventano confrontabili.
Esempi pratici
Linea prese a 230 V. Linea AC monofase da 20 A lunga 40 m in rame con sezione 4 mm²: la caduta è circa 6,48 V, pari al 2,82%, entro un budget del 4% con circa 1,18 punti percentuali di margine.
Colonnina trifase da 11 kW. A 400 V con cosφ 1 la corrente è circa 15,9 A: su 30 m con 4 mm² in rame la caduta si ferma sotto l'1%, perché in trifase il coefficiente è √3 e non 2 e la tensione di riferimento è più alta.
Impianto a 12 V in continua. Con 10 A su 5 m e 6 mm² la caduta è di pochi decimi di volt, ma su una tensione nominale di 12 V vale già alcuni punti percentuali: è il motivo per cui in bassissima tensione si usano sezioni sproporzionate rispetto alla corrente.
Che cosa fa crescere la caduta di tensione
La caduta cresce in proporzione alla corrente e alla lunghezza della tratta: raddoppiando l'una o l'altra, raddoppia. Diminuisce invece all'aumentare della sezione, perché la resistenza per metro è inversamente proporzionale ad essa. Pesano poi il materiale (l'alluminio ha resistività più alta del rame, a parità di sezione produce più caduta), la temperatura del conduttore (la resistenza cresce di circa lo 0,4% per grado) e il sistema elettrico (in trifase il coefficiente è √3 invece di 2). In corrente alternata incide anche il fattore di potenza: più è basso, più la componente reattiva contribuisce alla caduta.
Quando servono davvero R′ e X′
Passa ai dati di targa quando ricorre almeno una di queste condizioni: la sezione è elevata e la reattanza non è più trascurabile; il carico ha un cosφ basso, tipicamente motori; la tratta è lunga e il risultato si avvicina al budget; il calcolo deve finire in una relazione tecnica e deve essere riferito al cavo reale. In tutti questi casi inserisci R′ e X′ come li riporta la scheda tecnica, insieme alla temperatura a cui sono riferiti. Questo strumento non contiene alcun archivio di cavi e non estrapola i valori mancanti: Per confrontare sezioni servono i dati elettrici delle diverse sezioni della stessa famiglia di cavo.
Caduta di tensione ≠ dimensionamento cavo
Restare entro il budget di caduta è una sola delle condizioni che un cavo deve rispettare. Questo strumento non verifica: la portata Iz del conduttore, il tipo di posa e il raggruppamento con altri circuiti, la temperatura ambiente, la scelta e il coordinamento delle protezioni, la tenuta al cortocircuito, la protezione contro i contatti indiretti e la corrente di spunto dei carichi. Il risultato è un supporto alla valutazione della sola caduta di tensione e non costituisce un progetto: la sezione definitiva va determinata da un tecnico abilitato.
Calcolatori collegati
Non confondere calcoli diversi. La caduta di tensione verifica quanta tensione si perde su una linea nota. Il dimensionamento cavi sceglie la sezione tenendo conto anche di portata e protezione. Il calcolo della sezione dalla potenza parte dal carico. La conversione watt/ampere ricava corrente e potenza. Il consumo in kWh riguarda l'energia nel tempo.
- Dimensionamento cavi elettriciDimensiona la sezione considerando anche portata e protezione
- Calcolo sezione cavo elettricoCalcola la sezione partendo dalla potenza del carico
- Convertitore Watt ↔ AmpereConverti tra potenza e corrente nei due versi (W↔A)
- Calcolo corrente da potenza — monofaseCorrente da potenza in monofase
- Calcolo corrente da potenza — trifaseCorrente da potenza in trifase
- Calcolo consumo elettricoDa potenza a energia (kWh) e costo
- Da Ampere a WattConversione A→W nel convertitore bidirezionale
Report tecnico copiabile
Riepilogo completo di metodo, input, dati elettrici, formula, risultato, limiti per il criterio ΔV e avvertenze: contiene tutto il necessario per riprodurre il calcolo.
Domande frequenti
Che cos'è la caduta di tensione?
È la differenza fra la tensione all'inizio della linea e quella che arriva al carico. Percorrendo il cavo la corrente incontra resistenza e, in corrente alternata, anche reattanza: parte della tensione si perde lungo il percorso e al carico ne arriva meno di quella di partenza.
Quale budget di caduta devo impostare?
Il budget è la quota di caduta che decidi di destinare alla tratta che stai verificando, non un limite normativo che il calcolatore ti impone. Se la tratta è solo una parte dell'impianto, l'intera caduta disponibile va ripartita fra montante e circuiti terminali: assegnare qui tutto il valore disponibile porta a sottostimare la caduta complessiva.
La lunghezza da inserire è solo andata o andata e ritorno?
Solo andata: inserisci la distanza dal punto di partenza al carico. Il fattore di circuito (2 in corrente continua e in monofase, √3 in trifase) viene applicato automaticamente dal calcolatore, quindi raddoppiare la lunghezza a mano porterebbe a un risultato doppio di quello reale.
Come si calcola la caduta di tensione in monofase?
In AC monofase si usa ΔV = 2 · L · I · (R′·cosφ + X′·sinφ): il fattore 2 tiene conto di andata e ritorno, L è la lunghezza della tratta, I la corrente di impiego, R′ e X′ la resistenza e la reattanza per unità di lunghezza. Nel modello Rapido X′ vale zero e R′ è ricavata da materiale e sezione.
Come si calcola la caduta di tensione in trifase?
In trifase la formula è ΔV = √3 · L · I · (R′·cosφ + X′·sinφ): il coefficiente √3 sostituisce il 2 del monofase perché la caduta è riferita alla tensione concatenata del sistema. La corrente resta quella di una singola fase.
Qual è la differenza fra il modello Rapido e il modello R/X manuali?
Il modello Rapido stima la resistenza da materiale e sezione e ignora la reattanza del cavo: è una verifica veloce, adatta alle piccole sezioni. Il modello R/X manuali usa i valori R′ e X′ della scheda tecnica del cavo e tiene conto anche della componente reattiva, che diventa rilevante sulle sezioni elevate e con cosφ basso.
Che cosa sono R′ e X′?
Sono la resistenza e la reattanza del conduttore per unità di lunghezza, tipicamente espresse in Ω/km. R′ dipende da materiale, sezione e temperatura; X′ dipende dalla geometria del cavo e dalla frequenza. Insieme formano l'impedenza di linea Z = R + jX.
Dove trovo i valori R′ e X′ del mio cavo?
Nella scheda tecnica o nel catalogo del costruttore del cavo, di norma in una tabella per sezione con la temperatura di riferimento e la frequenza. Questo strumento non include alcun archivio di cavi: i valori vanno letti sul documento del prodotto che stai effettivamente posando.
Devo inserire i kW o i kVA?
Se conosci la potenza attiva assorbita usa i kW insieme al cosφ; se hai la potenza apparente di targa usa i kVA, per i quali il cosφ non entra nel calcolo della corrente. A parità di scenario le due strade producono la stessa corrente di impiego.
Come viene calcolata la sezione minima?
Il calcolatore percorre in ordine crescente le sezioni normalizzate, calcola per ciascuna la caduta percentuale e restituisce la prima che soddisfa ΔV% ≤ budget, confrontando il valore non arrotondato. È il criterio della sola caduta di tensione, applicato al modello Rapido.
La sezione minima trovata è la sezione giusta per il mio impianto?
No. È soltanto la prima sezione normalizzata che rientra nel budget di caduta impostato. Una sezione idonea deve soddisfare anche la portata Iz per il tipo di posa e la temperatura, il coordinamento con la protezione, la verifica di cortocircuito e le altre prescrizioni di progetto, che questo strumento non esegue.
Quanto conta la temperatura del conduttore?
La resistenza cresce con la temperatura secondo R_T = R_rif · [1 + α · (T − T_rif)]: fra 30 °C e 70 °C l'aumento è dell'ordine del 16%, che si trasferisce direttamente sulla caduta. La correzione va applicata una sola volta: se il dato R′ della scheda tecnica è già riferito alla temperatura di esercizio non va corretto di nuovo.
Perché a 12, 24 e 48 V la caduta è più critica?
Perché la stessa caduta in volt pesa molto di più in percentuale quando la tensione nominale è bassa: un volt perso su 12 V è oltre l'8%, su 230 V è meno dello 0,5%. Sui sistemi in bassissima tensione servono quindi sezioni generose e percorsi corti.
Che cosa indica la lunghezza massima calcolata?
È la lunghezza oltre la quale, a parità di corrente, sezione e budget, la caduta supererebbe il budget assegnato alla tratta: Lmax = ΔVmax / (k · I · Z′ΔV). Vale per il solo criterio della caduta di tensione e non tiene conto di alcun altro vincolo.
Che cosa indica la corrente massima calcolata?
È la corrente oltre la quale, a parità di lunghezza e sezione, la caduta supererebbe il budget: Imax = ΔVmax / (k · L · Z′ΔV). È un limite del solo criterio ΔV.
La corrente massima corrisponde alla portata Iz del cavo?
No. La portata Iz dipende dal tipo di posa, dalla temperatura ambiente, dal raggruppamento con altri circuiti e dall'isolamento, e va letta sulle tabelle di portata. La corrente massima calcolata qui riguarda soltanto il contenimento della caduta di tensione e può risultare sia maggiore sia minore della portata reale.
Fonti e metodologia
- Modello di calcolo — ΔV = k · L · I · (R′cosφ + X′sinφ), con k = 2 in CC e monofase e k = √3 in trifase
- Dati elettrici del cavo — R′ e X′ dalla scheda tecnica del costruttore: lo strumento non include alcun archivio di cavi
- Riferimenti di progetto — La ripartizione del budget di caduta e le verifiche di portata e protezione vanno condotte sulla documentazione tecnica e normativa applicabile all'impianto
Limiti e avvertenze
- Il modello Rapido è una stima resistiva da materiale e sezione: la reattanza del cavo non è considerata, e questo pesa sulle sezioni elevate, sulle lunghe percorrenze e con cosφ basso.
- Nel modello Rapido la resistività è riferita a rame o alluminio con una correzione lineare di temperatura indicativa; il valore reale dipende dalle condizioni di esercizio.
- Nel modello R/X manuali il risultato vale quanto i dati inseriti: R′ e X′ vanno letti sulla scheda tecnica del cavo effettivamente posato, con la loro temperatura di riferimento.
- Il carico in corrente alternata è assunto induttivo (sfasamento in ritardo): per carichi capacitivi il segno della componente reattiva cambia.
- La verifica riguarda esclusivamente la caduta di tensione: non calcola la portata Iz, il tipo di posa, le protezioni, il cortocircuito né il coordinamento delle protezioni.
- Il budget di caduta è un valore scelto dall'utente per la singola tratta e non viene interpretato come soglia di conformità.