O que é a queda de tensão
Todo o condutor tem resistência. Quando circula corrente, parte da tensão de alimentação é gasta a empurrá-la através do cabo, pelo que a tensão na carga é inferior à da origem. A perda é proporcional a três coisas: à resistência do condutor por quilómetro, ao comprimento do percurso e à corrente. Duplique o comprimento do percurso e a queda duplica; reduza para metade a resistência escolhendo um condutor maior e a queda reduz-se para metade.
Uma queda de tensão excessiva causa problemas reais. Os motores arrancam devagar e aquecem, a iluminação escurece, os equipamentos eletrónicos dispar por subtensão e, nas centrais solares, a energia perde-se simplesmente como calor no cabo. As regras de instalação e as especificações de projeto fixam por isso um máximo, normalmente como percentagem da tensão nominal, por circuito ou para toda a instalação desde a origem até à carga mais distante. O limite a aplicar vem das regras aplicáveis ou do engenheiro do projeto; este artigo explica o método, não o limite.
O cálculo básico
Num circuito em corrente contínua ou em corrente alternada monofásica, a corrente sai por um condutor e regressa pelo outro, pelo que o comprimento do condutor é o dobro do comprimento do percurso. Uma estimativa resistiva simples é:
- CC ou monofásico: queda de tensão = 2 x comprimento do percurso (km) x resistência (ohm/km) x corrente.
- Trifásico equilibrado: queda de tensão entre fases = 1,732 x comprimento do percurso (km) x resistência (ohm/km) x corrente.
Estes valores ignoram a reatância e o fator de potência, que contam nos cabos CA maiores, e usam a resistência a uma só temperatura. Bastam para ver o efeito da secção e do comprimento, que é o objetivo deste artigo. O projeto correto usa as tabelas de mV por ampere por metro ou o método completo das impedâncias nas regras de instalação aplicáveis, à temperatura de funcionamento do condutor.
Os valores de resistência vêm da IEC 60228 ou da folha de dados do cabo. Para cobre Classe 2 são 7,41 ohm/km para 2,5 mm2, 4,61 para 4 mm2, 3,08 para 6 mm2, 1,83 para 10 mm2 e 1,15 para 16 mm2, todos a 20 graus C. À temperatura de funcionamento a resistência é mais alta: um condutor de cobre a trabalhar perto do limite de 90 graus C do XLPE tem aproximadamente um quarto mais de resistência do que a 20 graus C, pelo que os cálculos de projeto usam o valor a quente.
Uma comparação sem capacidades de corrente
Para deixar as capacidades de corrente fora da discussão, a tabela exprime a queda de tensão por ampere de corrente de carga. Multiplique pela corrente de projeto do seu circuito para obter a queda em volts e divida depois pela tensão nominal para obter a percentagem. O percurso é de 100 m monofásico, ou seja, 200 m de condutor, usando os valores de resistência a 20 graus C.
| Secção | Resistência, ohm/km | Resistência do anel, ohm | Volts perdidos por ampere |
|---|---|---|---|
| 2,5 mm2 | 7,41 | 1,482 | cerca de 1,48 V |
| 4 mm2 | 4,61 | 0,922 | cerca de 0,92 V |
| 6 mm2 | 3,08 | 0,616 | cerca de 0,62 V |
| 10 mm2 | 1,83 | 0,366 | cerca de 0,37 V |
| 16 mm2 | 1,15 | 0,230 | cerca de 0,23 V |
O padrão é o que importa: cada subida de secção corta a perda em cerca de um terço a dois quintos. Num percurso de 100 m, passar de 2,5 mm2 para 6 mm2 reduz a queda para bem menos de metade. Num percurso de 20 m, o mesmo circuito perderia um quinto desse valor, e a secção menor podia ser aceitável. É por isso que dois circuitos com a mesma carga podem acabar com cabos muito diferentes.
A mesma aritmética serve para alimentadores trifásicos. Um percurso de 200 m em 4x25 mm2 de cobre, a construção BT de referência a 0,727 ohm/km, dá 1,732 x 0,2 x 0,727, ou cerca de 0,25 V entre fases por ampere de corrente de fase a 20 graus C. Compare isso com a resistência a quente e a reatância da folha de dados antes de se apoiar no valor, e é exatamente isso que o engenheiro fará no projeto final.
Onde a queda de tensão costuma mandar
A queda de tensão tende a definir a secção em algumas situações recorrentes:
- Strings CC solares e alimentadores: as correntes são modestas, mas os percursos pelo recinto são longos, e cada volt perdido é energia perdida. O cabo de referência H1Z2Z2-K 1x4 mm2 da página de cabos solares fotovoltaicos tem no máximo 5,09 ohm/km em Classe 5 estanhada; o de 6 mm2 tem 3,39 ohm/km. Num percurso de 50 m, o cabo de 4 mm2 perde cerca de 0,51 V por ampere a 20 graus C, e o de 6 mm2 cerca de 0,34 V.
- Anexos, bombas e iluminação pública: circuitos únicos longos em baixa tensão.
- Circuitos de motores: a corrente de arranque é várias vezes a de regime, pelo que a queda no arranque pode ser o caso limitante.
- Sistemas em CC de baixa tensão: a 12, 24 ou 48 V, uma queda de um ou dois volts é uma percentagem grande.
- Alimentadores de alumínio: o alumínio de 95 mm2 tem 0,320 ohm/km contra 0,193 do cobre de 95 mm2, pelo que um projeto em alumínio tem de subir de secção; veja o artigo cobre ou alumínio.
A queda de tensão e a decisão de compra
A queda de tensão é uma das verificações do método de seleção da secção do cabo, ao lado da capacidade de corrente e da resistência ao curto-circuito. O maior resultado define a secção. Para os compradores, seguem-se três pontos práticos.
Primeiro, uma secção maior escolhida por causa da queda de tensão não é sobredimensionamento; é a secção correta para aquele percurso, e a um fornecedor que sugira descer de secção para poupar cobre num percurso longo deve pedir-se que mostre o cálculo da queda de tensão. Segundo, a queda de tensão depende da resistência real do condutor, pelo que o condutor tem de cumprir o seu limite da IEC 60228; um condutor subdimensionado acrescenta queda de tensão e calor, o que é mais uma razão pela qual o ensaio de resistência importa. Terceiro, o custo adicional de um condutor maior num percurso longo é muitas vezes modesto quando comparado com a energia perdida ao longo de anos de operação, o que os engenheiros do projeto pesam no desenho.
O cobre constitui a maior parte do custo de um cabo de energia e, com o cobre a três meses na LME a rondar USD 14.315 por tonelada a 21 de outubro de 2026, os compradores procuram naturalmente poupanças. O lugar certo para as encontrar está nos dados de projeto, não em aparar secções depois do cálculo. Quando as secções estiverem confirmadas, o formulário de cotação recebe secções e comprimentos por circuito, e o guia de dimensionamento de cabos explica o método completo.