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Come calcolare la caduta di tensione ai capi di un resistore e nei circuiti elettrici
Impara a calcolare la caduta di tensione nei circuiti e nei cavi. Scopri formule standard, esempi pratici e suggerimenti per la risoluzione dei problemi forniti da Kripal.
16 Giugno 2026
Punti chiave
- La caduta di tensione segue la legge di Ohm: V = I × R.
- Nei circuiti in serie, la tensione si divide ai capi delle resistenze mentre la corrente rimane costante.
- La caduta di tensione del cavo dipende dalla corrente, dalla resistenza per unità di lunghezza e dalla lunghezza del conduttore.
- Molti progetti mirano a mantenere la caduta di tensione entro circa il 3% per i circuiti derivati e il 5% complessivamente, nel rispetto delle normative locali.
Cos'è la caduta di tensione?
La caduta di tensione si verifica ogni volta che la corrente attraversa una resistenza.
Secondo la legge di Ohm:
Dove:
- V = Tensione (Volt)
- I = Corrente (Ampere)
- R = Resistenza (Ohm)
Maggiore è la resistenza o la corrente, maggiore è la caduta di tensione.
Per esempio:
- I cavi lunghi creano maggiore resistenza
- I fili sottili hanno una resistenza maggiore
- I carichi elettrici elevati assorbono più corrente
Tutti questi fattori aumentano la caduta di tensione in un circuito.
Caduta di tensione ai capi di un resistore
In elettronica, la caduta di tensione ai capi di un resistore viene calcolata direttamente utilizzando la legge di Ohm.
La formula è:
Ciò significa che la tensione ai capi di un resistore è uguale alla corrente che lo attraversa moltiplicata per il valore della resistenza.
Esempio 1: Caduta di tensione ai capi di un singolo resistore
Supponiamo che un circuito contenga:
- Tensione di alimentazione = 12V
- Resistenza = 4Ω
- Corrente = 2A
Usando la formula:
Vcadere = 8 V.
La caduta di tensione ai capi del resistore è di 8V.
Se la tensione di alimentazione è di 12V, la tensione residua nel circuito è:
Ciò è conforme alla legge di Kirchhoff sulle tensioni, secondo la quale la caduta di tensione totale è uguale alla tensione di alimentazione.
Caduta di tensione nei circuiti in serie
In un circuito in serie:
- La corrente che attraversa tutte le resistenze è la stessa.
- La tensione viene divisa tra i resistori
La divisione di tensione dipende dal rapporto di resistenza.
La caduta di tensione ai capi di ciascun resistore dipende dal suo valore di resistenza.
Formula per la resistenza totale
Esempio 2: Caduta di tensione in un circuito in serie
Valori del circuito:
- Tensione di alimentazione = 24V
- R1 = 4Ω
- R2 = 8Ω
Passaggio 1: Calcolare la resistenza totale
Passaggio 2: Trovare la corrente del circuito
I = 24 / 12 = 2A
Passaggio 3: Calcolare la caduta di tensione ai capi di ciascun resistore
Per R 1 :
Per R 2 :
Passaggio 4: Verificare la tensione totale
Le cadute di tensione si sommano fino a raggiungere la tensione di alimentazione.
Caduta di tensione nei cavi elettrici
La caduta di tensione si verifica anche nei cavi e nei conduttori perché i fili hanno una resistenza.
Cavi di lunga lunghezza e carichi di corrente elevati possono causare una notevole perdita di tensione tra la fonte di alimentazione e le apparecchiature.
Per i circuiti monofase, la formula comune è:
Dove:
- I = Corrente (A)
- R = Resistenza per unità di lunghezza
- L = Lunghezza del cavo unidirezionale
Nei circuiti monofase a due fili, il fattore 2 rappresenta la lunghezza totale dei conduttori di andata e ritorno.
Nei sistemi trifase si utilizzano formule diverse per il calcolo della caduta di tensione, poiché la corrente scorre attraverso tre conduttori con relazioni di fase.
Per evitare un'eccessiva caduta di tensione nei lunghi tratti di cavo all'esterno, assicurati che l'installazione utilizzi sezionatori resistenti alle intemperie di alta qualità e cavi di dimensioni adeguate forniti da Kripal. Scopri gli interruttori di sezionamento e i sezionatori resistenti alle intemperie UKF per installazioni esterne.
Esempio 3: Caduta di tensione in un cavo
Assumere:
- Corrente = 20A
- Resistenza del cavo = 0.0015Ω/m
- Lunghezza del cavo = 30 m
Usando la formula:
Vcadere = 1.8 V.
Se la tensione di alimentazione è di 230 V:
La caduta di tensione è pari a circa lo 0.78%.
Formula per la percentuale di caduta di tensione
La caduta di tensione viene spesso espressa in percentuale rispetto alla tensione di alimentazione.
La formula è:
Molte linee guida per la progettazione elettrica raccomandano di mantenere la caduta di tensione entro circa il 3% per i circuiti derivati e il 5% per l'intero circuito, sebbene i limiti esatti dipendano dalle normative locali e dai requisiti applicativi.
Formula semplificata per la caduta di tensione per carichi in corrente continua e in corrente alternata resistiva
Il principio di base è simile sia per i sistemi in corrente alternata che in corrente continua, ma i circuiti in corrente alternata possono includere anche gli effetti di reattanza e del fattore di potenza.
Per circuiti in corrente continua semplici:
Nei circuiti di alimentazione in corrente alternata, l'impedenza può sostituire la pura resistenza:
Dove:
- Z = Impedenza
- R = Resistenza
- X = Reattanza
Nei circuiti dei motori e nelle lunghe linee di alimentazione CA, la reattanza e il fattore di potenza possono influenzare significativamente i calcoli della caduta di tensione.
Cause comuni di eccessiva caduta di tensione
Un'eccessiva caduta di tensione può essere causata da diversi fattori all'interno di un impianto elettrico. Le cause più comuni includono lunghe distanze dei cavi, conduttori sottodimensionati, carichi di corrente elevati, connessioni allentate o danneggiate, terminali corrosi e cablaggio di scarsa qualità.
Queste condizioni aumentano la resistenza elettrica all'interno del circuito, causando una maggiore perdita di tensione tra la fonte di alimentazione e le apparecchiature collegate. Ridurre la resistenza del circuito o diminuire la corrente di carico può contribuire a minimizzare la caduta di tensione e a migliorare le prestazioni del sistema.
Come ridurre la caduta di tensione
Esistono diversi metodi per ridurre la caduta di tensione in un impianto elettrico. Gli approcci più comuni includono l'utilizzo di cavi di sezione maggiore, la riduzione della lunghezza dei cavi, la riduzione della corrente di carico, l'utilizzo di tensioni di alimentazione più elevate laddove appropriato e il miglioramento della qualità dei collegamenti elettrici.
Tra questi metodi, il dimensionamento corretto dei conduttori è uno dei modi più efficaci per controllare la caduta di tensione e mantenere prestazioni efficienti del sistema.
Conclusione
I calcoli della caduta di tensione si basano sulla relazione fondamentale tra tensione, corrente e resistenza. Sia che si analizzi una piccola resistenza in un circuito elettronico, sia che si valutino le perdite dei cavi in un impianto elettrico, si applicano gli stessi principi elettrici. Utilizzando la legge di Ohm e le formule standard per la caduta di tensione, ingegneri ed elettricisti possono determinare la tensione ai capi delle resistenze, selezionare le sezioni corrette dei conduttori, migliorare l'efficienza del circuito, prevenire problemi di funzionamento delle apparecchiature e diagnosticare i guasti degli impianti elettrici in modo più efficace.
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FAQ
D1: Quali sono le cause di un'eccessiva caduta di tensione?
Cavi lunghi, conduttori sottodimensionati, carichi di corrente elevati e connessioni scadenti possono aumentare la caduta di tensione.
D2: Qual è la caduta di tensione accettabile?
La maggior parte dei progetti mira a mantenere la caduta di tensione entro i limiti raccomandati, a seconda delle normative locali e dei requisiti applicativi.
D3: La caduta di tensione influisce sugli interruttori automatici?
Normalmente un calo di tensione non provoca l'intervento dell'interruttore, ma una perdita di tensione eccessiva può influire sulle prestazioni delle apparecchiature.
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