Razões técnicas para a queda de tensão provocada pelo comprimento da linha durante a instalação de um regulador automático de tensão.

No projeto de sistemas de distribuição de energia, a distância entre a linha de alimentação do estabilizador trifásico de 20 kVA e a carga afeta diretamente a qualidade da energia. Linhas de transmissão demasiado longas provocam quedas de tensão significativas, um fenómeno relacionado com as características resistivas dos condutores e com as leis físicas da transmissão de corrente.

Efeito cumulativo da resistência do condutor

Embora os fios de cobre possuam uma excelente condutividade, ainda apresentam resistência inerente. Por exemplo, num fio de cobre com um núcleo de 2,5 milímetros quadrados, a resistência é de aproximadamente 0,78 ohms por 100 metros. Quando o estabilizador monofásico de 20 kVA fornece 10 amperes de corrente, a queda de tensão num único condutor é calculada pela fórmula U = IR. A queda de tensão numa linha de ida e volta de 100 metros (comprimento total de 200 metros) atinge 15,6 volts. Se a tensão de entrada for de 220 volts, a tensão real na extremidade da carga será de apenas 204,4 volts, desviando-se do valor nominal em mais de 7%. Quanto maior for a corrente de carga, mais pronunciado se torna o problema da queda de tensão. Uma corrente de funcionamento de 30 amperes, nas mesmas condições de linha, provocará uma queda de tensão de 46,8 volts, excedendo o intervalo de tolerância da maioria dos equipamentos de precisão. Embora o estabilizador de 2000 kVA possa compensar as flutuações da tensão de entrada, não consegue eliminar as perdas geradas pela linha entre a sua saída e a carga.

Base de Cálculo para a Seleção do Diâmetro do Fio

As normas elétricas estipulam que a queda de tensão na linha não deve exceder 3% a 5% da tensão nominal. Na prática da engenharia, a área da secção transversal do condutor necessita de ser calculada com base na distância de transmissão e na potência da carga. Quando o servoestabilizador de 20 kVA está a 50 metros da carga e a fonte de alimentação é de 5 quilowatts (corrente monofásica de cerca de 23 amperes), é necessário um fio de cobre de 4 milímetros quadrados para controlar a queda de tensão dentro de um intervalo razoável.

Os condutores de alumínio têm uma resistividade 1,6 vezes superior à do cobre, exigindo uma maior secção transversal nas mesmas condições. Alguns projetos utilizam fios de alumínio para reduzir custos, negligenciando a necessidade de aumentar o diâmetro do fio, o que leva ao fenómeno contraditório de que a tensão de saída do temporizador monofásico do servoestabilizador de 20 kVA está dentro dos padrões, mas a tensão real de operação da carga é menor. O aumento da temperatura eleva a resistência do condutor, tornando o problema da queda de tensão mais acentuado em ambientes de temperatura elevada, como no verão.