Calculadora de Calibre de Cable Eléctrico - Herramienta de Tamaño AWG

Calculadora de calibre de cable eléctrico

Una calculadora de calibre de cable eléctrico recomienda un tamaño de cable seguro, medido en AWG (American Wire Gauge), para un circuito eléctrico doméstico. Usa tres datos: la carga en amperios o vatios, el recorrido del cable en un sentido en pies y la tensión del sistema. Con ellos elige el cable más delgado que puede conducir la corriente sin sobrecalentarse y sin perder demasiada tensión a lo largo del trayecto.

Un cable demasiado delgado para su carga puede sobrecalentarse, derretir su aislamiento o provocar un incendio. Un cable demasiado delgado para un tramo largo también puede causar una caída de tensión grande, que atenúa las luces y hace que los motores se calienten. Esta herramienta comprueba ambos problemas a la vez y devuelve el calibre más delgado que supera las dos pruebas.

Cómo usar esta calculadora de calibre de cable

1. Elegir un tipo de proyecto (opcional). Los ajustes predefinidos para una bomba de estanque de jardín, el cableado de un cobertizo, el circuito de una casa diminuta o un taller rellenan valores típicos.
2. Introducir la carga. Se escriben los amperios directamente, o se cambia a vatios y la calculadora los divide entre la tensión para obtener los amperios.
3. Introducir la distancia en un sentido desde el panel de disyuntores hasta el dispositivo, en pies. La calculadora la duplica internamente para tener en cuenta el conductor de ida y el de retorno.
4. Elegir 120 V o 240 V, las dos tensiones residenciales estándar.
5. Marcar «carga continua» si el circuito funcionará 3 horas o más sin interrupción, como un cargador de vehículo eléctrico o una estufa eléctrica. La regla 210,19(A)(1) del NEC exige que el cable esté dimensionado para el 125 % de ese tipo de carga.
6. Leer el resultado. Muestra el calibre recomendado, la corriente nominal de ese calibre, el porcentaje de caída de tensión y una etiqueta de seguridad: seguro, precaución o inseguro.

Cómo calcular el calibre de un cable

La calculadora realiza dos comprobaciones para cada calibre, empezando en 14 AWG y pasando a cables más gruesos hasta que ambas se cumplen.

1. Convertir vatios en amperios

Si la carga se da en vatios, primero se convierte en amperios:

$I = \frac{P}{V}$

donde I es la corriente en amperios, P es la potencia en vatios y V es la tensión del sistema. Una bomba de 200 vatios en un circuito de 120 V consume 200 ÷ 120 = 1,67 amperios.

2. Añadir el margen de carga continua

Para una carga continua, la corriente requerida se multiplica por 1,25 antes de la comprobación de la ampacidad (la comprobación de la caída de tensión sigue usando la corriente real):

$I_{required} = I \times 1.25$

3. Comprobar la ampacidad

La ampacidad es la corriente máxima que puede conducir un calibre. La calculadora usa las siguientes capacidades, que corresponden a la columna de 60 °C de la tabla 310,16 del NEC para cobre sin recubrimiento. Es la columna que se aplica al cable NM-B («Romex») y UF, los tipos usados en los ajustes predefinidos de la calculadora, aunque los conductores individuales dentro de ese cable están clasificados para 90 °C. Un cable más grueso en conducto metálico con terminales clasificados para 75 °C puede conducir legalmente más corriente en algunos de estos calibres, pero esta calculadora no supone esa instalación.

Un calibre pasa esta comprobación si su corriente nominal es igual o superior a la corriente requerida del paso 2.

4. Comprobar la caída de tensión

Incluso un calibre con ampacidad suficiente puede perder demasiada tensión en un tramo largo. La calculadora usa los valores de resistencia anteriores, que corresponden a cobre a 75 °C. Para 14 a 8 AWG coinciden con la tabla de cable de cobre del NIST a 75 °C, por ejemplo 3,07 Ω por 1000 pies (300 m) para 14 AWG. Los valores de 6 a 2 AWG son alrededor de un 2 % más altos que las cifras del NIST para cable macizo, como es de esperar en cable trenzado.

$V_{drop} = \frac{2 \times R \times I \times L}{1000}$

$V_{drop\%} = \frac{V_{drop}}{V_{source}} \times 100$

Aquí R es la resistencia del cable en ohmios por 1000 pies (300 m), I es la corriente real en amperios (no la cifra ajustada por carga continua), L es la distancia en un sentido en pies, y el 2 representa la corriente que va por un conductor y vuelve por el otro.

La calculadora etiqueta el resultado así:

• Seguro: caída de tensión inferior al 3 %
• Precaución: caída de tensión desde el 3 % hasta el 5 %
• Rechazado: caída de tensión superior al 5 %; la calculadora prueba en su lugar el siguiente calibre más grueso

Si ningún calibre hasta 2 AWG cumple ambas comprobaciones, la calculadora devuelve «2 AWG o mayor» con una etiqueta de inseguro y recomienda acudir a un electricista con licencia.

Ejemplo resuelto

Se considera una carga de 15 amperios en un tramo de 100 pies en un sentido a 120 V, no continua (el ajuste predefinido de cableado de cobertizo de la calculadora).

Probar 14 AWG. Su ampacidad es de 15 A, que justo cubre la carga de 15 A. Su caída de tensión es:

$V_{drop} = \frac{2 \times 3.07 \times 15 \times 100}{1000} = 9.21\text{ V}$

$V_{drop\%} = \frac{9.21}{120} \times 100 = 7.68\%$

Eso supera el límite del 5 %, así que se rechaza 14 AWG aunque haya pasado la comprobación de ampacidad.

Probar 12 AWG. Su ampacidad es de 20 A, que cubre la carga de 15 A. Su caída de tensión es:

$V_{drop} = \frac{2 \times 1.93 \times 15 \times 100}{1000} = 5.79\text{ V}$

$V_{drop\%} = \frac{5.79}{120} \times 100 = 4.83\%$

Eso queda por debajo del límite del 5 %, así que se acepta 12 AWG. Como 4,83 % supera el 3 %, el resultado se etiqueta como «precaución» y no como «seguro». La calculadora recomienda cable de 12 AWG con una marca de precaución para este tramo.

Tipos de proyecto habituales

• Bomba de estanque de jardín: normalmente unos cientos de vatios, a menudo a 50–200 pies de la casa, en un circuito exterior de 120 V protegido con GFCI.
• Cableado de cobertizo: circuitos de 15–20 amperios, normalmente a 50–150 pies del panel principal.
• Circuitos de una casa diminuta: una mezcla de circuitos de 120 V y 240 V en tramos interiores cortos.
• Herramientas eléctricas de taller: circuitos de 20 amperios o más, a menudo de 240 V para equipos pesados, en tramos de 20–100 pies.

Notas de seguridad

Un electricista con licencia debe encargarse del trabajo en el panel de servicio, de cualquier obra que requiera permiso y de cualquier instalación que el usuario no se sienta seguro de hacer sin riesgo. El calibre del cable siempre debe coincidir con la capacidad del disyuntor, y conviene revisar el código eléctrico local antes de empezar un proyecto. Esta calculadora es una ayuda de planificación, no sustituye la revisión del cumplimiento del código.

Preguntas frecuentes

¿Qué calibre de cable se necesita para 20 amperios?

El cable de cobre de 12 AWG es el mínimo para un circuito de 20 amperios; su ampacidad es exactamente de 20 A. En un tramo de 120 V, la caída de tensión se mantiene por debajo del 3 % (seguro) hasta unos 47 pies (14,3 m) y por debajo del 5 % hasta unos 78 pies (23,8 m). Pasados unos 78 pies (23,8 m), esta calculadora cambia la recomendación a 10 AWG.

¿Hasta qué distancia se puede tender cable de 12 AWG con 20 amperios?

Con 20 amperios y 120 V, el 12 AWG se mantiene en la banda «segura» de caída de tensión (por debajo del 3 %) durante unos 47 pies (14,3 m). Entre aproximadamente 47 y 78 pies (23,8 m) sigue siendo utilizable, pero se marca como «precaución» (caída del 3–5%). Más allá de unos 78 pies la caída supera el 5 %, y la calculadora recomienda en su lugar 10 AWG.

¿Qué significa AWG?

AWG significa American Wire Gauge (calibre estadounidense de cables), el sistema estándar para el diámetro de los cables en Norteamérica. Un número AWG menor indica un cable más grueso: 10 AWG es más grueso que 14 AWG y puede conducir más corriente.

¿Cuál es la diferencia entre el cable de 12 AWG y el de 14 AWG?

12 AWG es más grueso y admite hasta 20 amperios. 14 AWG es más delgado y admite hasta 15 amperios. 12 AWG es el estándar para los circuitos de tomacorrientes de cocina y baño y otros circuitos de 20 amperios; 14 AWG es el estándar para circuitos de iluminación y tomacorrientes de 15 amperios.

¿Qué ocurre si se usa un cable demasiado delgado para la carga?

Un cable subdimensionado puede sobrecalentarse, derretir su aislamiento y crear riesgo de incendio. También puede causar una caída de tensión excesiva, que atenúa las luces y puede dañar los motores, y es posible que dispare el disyuntor repetidamente. Además, no supera la inspección según la mayoría de los códigos eléctricos.

¿Sirve el cable de 10 AWG para 30 amperios?

Sí. El cable de cobre de 10 AWG está clasificado para 30 amperios en la columna de 60 °C que se usa para el cable NM-B y UF, y es el calibre estándar para muchos circuitos de 30 amperios, como los calentadores eléctricos de agua y los aires acondicionados de ventana. El disyuntor debe seguir correspondiendo al calibre del cable, y conviene comprobar la caída de tensión en tramos largos.

Sobre estas cifras

Esta calculadora usa la columna de ampacidad de 60 °C de la tabla 310,16 del NEC y los valores de resistencia de la tabla 8 del capítulo 9 del NEC para conductores de cobre sin recubrimiento, con un umbral de precaución del 3 % y un umbral de rechazo del 5 % para la caída de tensión en circuitos derivados. El código local puede diferir del Código Eléctrico Nacional, y solo un electricista con licencia o un inspector local puede confirmar lo que exige una instalación concreta.

Referencias

1. National Bureau of Standards (ahora NIST). Copper Wire Tables, Handbook 100. NBS Handbook 100 — tabla 6, resistencia del cable de cobre recocido en ohmios por 1.000 pies a 75 °C (14 AWG 3,07, 12 AWG 1,93, 10 AWG 1,215, 8 AWG 0,7639); los conductores trenzados son de 2 a 5 por ciento más altos que los macizos.