Caduta di tensione per monofase: come calcolare e fatti dettagliati

Questo articolo illustra la caduta di tensione per monofase, il suo calcolo e alcune domande pertinenti. I sistemi monofase a due fili utilizzano un'alimentazione monofase e un singolo AC/DC viene fornito tramite un filo.

La caduta di tensione per una linea elettrica CA monofase dipende da diversi fattori: lunghezza della linea, resistenza conduttiva della linea, angolo di fase e corrente che scorre attraverso la linea o corrente di carico. La corrente e l'impedenza tengono conto della caduta di tensione tra due estremità della linea monofase.

Caduta di tensione per domande frequenti monofase

Come calcolare la caduta di tensione per monofase?

Per monofase, possiamo pensare sia a CA che a CC. Mentre l'alimentazione CA può essere sia monofase che multifase, l'alimentazione CC è sempre monofase. Le singole fasi AC e DC hanno diversi calcoli della caduta di tensione.

We calcolare la caduta di tensione in una corrente continua moltiplicando la resistenza per il doppio della lunghezza × corrente. Per il collegamento CA monofase, moltiplichiamo il seno e il coseno dell'angolo di fase rispettivamente per la reattanza e la resistenza del filo, li aggiungiamo e moltiplichiamo la quantità per due volte lunghezza × corrente.

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Che cos'è la caduta di tensione per monofase?

La caduta di tensione per monofase è la corrente moltiplicata per l'impedenza della connessione. Secondo il National Electrical Code, la caduta di tensione complessiva massima del 5% è accettabile per l'efficienza standard. 

Una connessione monofase è composta da due fili: una fase e un neutro. Mentre la corrente passa dalla sorgente al carico attraverso il filo di fase, il filo neutro predispone un percorso di ritorno per la corrente in modo che tutto diventi bilanciato. La caduta di tensione per monofase si verifica quando la corrente inizia a fluire.

Caduta di tensione per monofase
“Polo elettrico con trasformatore monofase” by LHOON. Credito immagine: Flickr

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Formula caduta di tensione monofase

Il Caduta di tensione Per le formule Monofase per DC e AC sono-

VDC = 2 x I x L x R/1000

V1 segg = 2 x I ( R cosθ + X sinθ) x L /1000

Dove I= corrente di carico, R = resistenza del filo, X= impedenza del filo, L= lunghezza del filo e θ = angolo di fase (per AC)

Possiamo trovare la caduta di tensione percentuale dividendola per la tensione di alimentazione e moltiplicandola per 100. Il motivo per cui dividiamo le formule per 1,000 è che i valori di impedenza tipici sono dati per ogni 1,000 piedi. In questo modo, li convertiamo in ohm per piede. Inoltre, moltiplichiamo la lunghezza per 2 per prendere la lunghezza del filo a due vie.

Formula di calcolo della caduta di tensione trifase

Un sistema trifase è sempre alimentato da un'alimentazione CA. A differenza della monofase, l'alimentazione trifase utilizza quattro fili, di cui tre conduttori e uno neutro.  

La caduta di tensione per un sistema trifase è-

gif2

dove I= corrente di carico, R = resistenza del filo, X= impedenza del filo, L= lunghezza del filo e θ = angolo di fase. La quantità √3 in questa formula deriva dal rapporto tra le tensioni fase-fase e fase-neutro in una connessione trifase.

oEdIklyKhmJLCSm3x6u8RQvdP5gHWoEMeMcA kYe4MSFIyCqVooQeTB4Np3AIGj5Ocx9ASBN9pOFJA5BrpkSAGjfKydizti8T86c1v0U0Cl

Sistema trifase; “Fortis Alberta 25kV – Contea di Lethbridge, AB” by TonyGlen14 è sotto licenza CC BY 2.0

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Problema numerico

Un carico monofase è collegato a una sorgente monofase a due fili a 230 V. Il carico si trova a 200 piedi dalla sorgente. La sorgente a 230 v e il carico sono collegati da un cavo a due fili. Ogni conduttore ha un'impedenza di (3+0.2j) per 1000 piedi. La corrente di linea è 8 A. Qual è la percentuale di caduta di tensione e di tensione al terminale del carico?

Di seguito è riportato il semplice disegno a tratteggio dell'impianto:

wR7Jj0fPHDx yAlkycvEMGhHLILJp4hlCX DcMLg2bC40HZk6H8cbWCF9PC7O3HcHaeEqiNTzRm3jI7wv67A8gmC2NQfEvvh9rwGo9ymfoyfQxy2GTWYsE4qNPPdAw fqL7D0gsU

A causa dell'impedenza R= 3+j0.2 ohm e I= 8 A, si verificherà una caduta di tensione all'estremità della linea, cioè sul lato carico. Chiamiamo la caduta di tensione come Vd e la tensione di carico come VL.

Quindi, caduta di tensione Vd= Tensione sorgente-tensione di carico= VS- VL, quindi VL= VS- Vd

VS= 230 V

Sappiamo che caduta di tensione per monofase = I x L x R/1000

Perciò,

gif3

Vd= 4.8 V

Dobbiamo moltiplicare la tensione vd per due poiché la corrente scorre anche dal filo neutro.

Quindi, la percentuale di caduta di tensione 4.8 x 2/230 x 100 = 4.17%

E la tensione del terminale = (230-9.6) = 220.4 V

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