La caída de potencia, o la pérdida de potencia en un cable, depende de la longitud del cable, el tamaño del cable y la corriente a través del cable. Los cables más grandes tienen menos resistencia y, por lo tanto, pueden transmitir más potencia sin grandes pérdidas. Las pérdidas en cables más pequeños permanecen bajas si la cantidad de potencia transmitida es pequeña o si el cable no es muy largo. Los ingenieros tienen que diseñar el sistema de alimentación de modo que la pérdida de energía en los cables sea aceptable para la longitud de cable necesaria para suministrar la carga.
Información básica
Los cables eléctricos tienen resistencia por pie y cuanto más largo es el cable, mayor es la resistencia. Cuando la corriente fluye a través del cable, la corriente que fluye a través de la resistencia da como resultado una caída de voltaje de acuerdo con la ley de Ohm, voltaje = corriente x resistencia. La potencia en vatios es voltaje x corriente. Una corriente dada y la resistencia del cable definen la caída de voltaje aplicable. Si se trata de 10 voltios para una corriente de 10 amperios, la potencia perdida en el cable es de 100 vatios.
Tamaño del cable
Los cables más grandes tienen menos resistencia por pie que los cables más pequeños. El cableado doméstico típico es calibre AWG 12 o 14 con resistencias de 1.6 y 2.5 ohm por cada 1000 pies. Para una residencia típica, una corrida de cable puede ser de hasta 50 pies. Las resistencias correspondientes para estos tamaños de cable comunes son de 0.08 y 0.13 ohmios. El cable más grande tiene una resistencia un 36 por ciento menor que el cable más pequeño y perderá un 36 por ciento menos de potencia. Para tendidos de cables más largos, como conexiones exteriores, el cable de calibre AWG 10 con una resistencia de 1 ohm por 1000 pies tendrá una caída de energía un 60 por ciento menor que el cable de calibre 14.
Voltaje
Mientras que la resistencia de los cables muestra qué cable perderá la menor potencia, la potencia perdida en vatios está determinada por la caída de tensión. Para recorridos de 100 pies, las resistencias de los cables de calibre AWG 10, 12 y 14 son 0,1, 0,16 y 0,25 ohmios. Un circuito doméstico tiene una clasificación de 15 amperios. Una corriente de 15 amperios a 100 pies de estos cables produciría caídas de voltaje de 1.5, 2.4 y 3.75 voltios, respectivamente.
Potencia
La caída de voltaje multiplicada por la corriente da la potencia en vatios . Los tres tramos de cable de 100 pies, con 15 amperios, tendrán una caída de potencia de 22.5, 36 y 56.25 vatios para los cables de calibre 10, 12 y 14, respectivamente. Esta potencia calienta el cable y la caída de voltaje reduce el voltaje disponible para la carga. Una caída de voltaje de 3.6 a 6 voltios proporciona una caída de potencia aceptable para un circuito de 120 voltios. El cable de calibre AWG 14 está en el límite, como es evidente por la pérdida de potencia que es más que la de una bombilla de 40 vatios.
