La densidad de corriente compara la corriente con el área del conductor; un cálculo de resistencia en paralelo compara trayectorias eléctricas. Ninguno de los dos cálculos, por sí solo, determina la corriente admisible del cable ni autoriza conectar conductores en paralelo. Para aplicar estos modelos a una disposición propuesta, primero identifique el conductor real, la condición del circuito y la base de diseño.
La distinción importa en la entrada del cable. El área metálica del conductor rige el cálculo eléctrico, mientras que el diámetro exterior del cable acabado rige el prensaestopas o el sello posterior. No se obtiene una magnitud a partir de la otra considerando todo el cable aislado como si fuera un conductor macizo.
Para una distribución uniforme ideal de la corriente, la densidad de corriente media es:
Utilice la corriente en amperios y el área metálica de la sección transversal en mm² para obtener A/mm². El área excluye el aislamiento, la cubierta, los espacios de aire entre los hilos y otras partes no conductoras. Un cable con varios conductores de circuito tampoco aporta automáticamente la suma de todas sus áreas a una única trayectoria de corriente.
Anote si el área corresponde a un tamaño nominal especificado del conductor o a un área metálica medida. IEC 60228:2023 especifica áreas nominales de conductores y requisitos de construcción y resistencia dentro de su ámbito. Un tamaño nominal es una designación utilizada junto con esos requisitos; no debe presentarse como una medición precisa de una muestra concreta.
Con una corriente de 24 A y un área indicada de 4 mm², la densidad media es de 6 A/mm². Si introduce 8 mm², el cálculo da 3 A/mm². Esta comparación muestra cómo se normaliza la corriente respecto al área. No tiene en cuenta la refrigeración, la temperatura del aislamiento, la agrupación, el método de instalación ni el contacto de terminación del conductor.
También se debe especificar la condición de corriente. Un cálculo de CC, una corriente RMS utilizada para una comparación térmica y un pico transitorio tienen propósitos distintos. A frecuencias o tamaños de conductor en los que la corriente no sea uniforme, este promedio sencillo no describe su distribución local.
Una calculadora de densidad de corriente puede mostrar el margen frente a un límite de proyecto introducido. Si se compara el resultado ilustrativo de 6 A/mm² con una base de 7.5 A/mm² aportada de forma independiente, el margen aritmético es 1.5 A/mm² y la utilización es del 80%.
Yo anotaría junto a la comparación el origen del valor de 7.5 A/mm². Aquí es un dato de entrada supuesto para el ejemplo, no una recomendación general. Un margen positivo frente a una cifra sin documentar no demuestra que el cable se mantenga dentro de su temperatura admisible.
Al comparar dos conductores candidatos, utilice la misma condición de corriente y la misma base de comparación aplicable. Si la base cambia según la construcción del conductor o la instalación, registre explícitamente ese cambio. De lo contrario, una tabla de comparación ordenada puede ocultar hipótesis incompatibles.
El modelo preliminar de capacidad de corriente del sitio multiplica el área por una densidad de corriente de diseño suministrada y por una fracción conservada:
Aquí es la densidad de diseño indicada y es la fracción que se conserva después del ajuste especificado. Para un área hipotética de 6 mm², una base de diseño suministrada de 5 A/mm² y una fracción conservada del 80%, los resultados son 30 A antes del ajuste y 24 A después.
«Conservar el 80%» y «reducir un 80%» son instrucciones distintas. La primera utiliza ; la segunda conservaría un 20%. Aclare esa redacción antes de introducir un porcentaje.
Compruebe si la densidad de diseño ya incluye la corrección térmica o por agrupación pertinente. Aplicar la misma corrección una segunda vez distorsionaría la comparación. Solo se deben combinar varios factores de corrección de la manera que exija el método aplicable, en lugar de multiplicar porcentajes convenientes obtenidos de documentos no relacionados.
Este modelo resulta útil cuando una base de proyecto autorizada proporciona los datos de entrada. No puede crear esa base únicamente a partir del área. La guía de selección de calibres de cable explica por separado las decisiones sobre el circuito, el contacto y el sellado.
Para trayectorias resistivas idénticas, cada una con resistencia y conectadas entre los mismos dos nodos:
El número de trayectorias debe ser un entero positivo. El reparto igual de corriente se deriva de una resistencia igual y de la misma tensión entre las ramas. La guía sobre circuitos en paralelo de RMIT University explica esta relación. Podemos aplicarla a un modelo ideal explícito de trayectorias conductoras.
En nuestro ejemplo, cada trayectoria tiene 0.060 Ω y tres trayectorias idénticas transportan una corriente total de 30 A. La resistencia equivalente es 0.020 Ω y cada una transporta 10 A. La caída común es de 0.60 V. Mantenga coherentes los límites de la resistencia: la resistencia de ida de un conductor no equivale automáticamente a la resistencia completa del circuito de ida y retorno.
En este contexto, la condición de trayectorias idénticas incluye el material, el área, la longitud, la temperatura y la contribución de las terminaciones dentro del límite elegido. La relación para un conductor uniforme explica por qué importan la longitud, el área y el material; las Tablas de conductores de cobre del NBS presentan esa relación y el contexto de la resistencia dependiente de la temperatura. Los datos reales de resistencia del cable pueden ser más útiles que calcularla a partir de una sección maciza ideal.
Dos trayectorias no necesariamente comparten la corriente por igual solo porque parezcan similares. Para ramas resistivas sometidas a la misma tensión:
Considere dos trayectorias hipotéticas de 0.020 Ω y 0.030 Ω que transportan una corriente total de 30 A. Su resistencia equivalente es de 0.012 Ω, por lo que la caída común es de 0.36 V. La trayectoria de menor resistencia transporta 18 A y la otra, 12 A. Suponer 15 A en cada una no detectaría la rama más cargada.
Este es un modelo de circuito, no una propuesta de conexión de terminales. Yo comprobaría si los conductores y las conexiones reales presentan diferencias de longitud, área, resistencia de contacto o temperatura. En sistemas de CA, la impedancia y la disposición también pueden importar, además de la resistencia de CC. La calculadora para trayectorias idénticas no modela esas diferencias.
Una trayectoria de cable en paralelo también es distinta de las cadenas de módulos fotovoltaicos conectadas en paralelo. Las corrientes de las cadenas, la protección y las reglas de conexión de una matriz FV no deben sustituirse por el modelo ideal de reparto de corriente entre conductores anterior. Para las pérdidas distribuidas en cables y contactos, la guía de caída de tensión mantiene explícitos los límites de resistencia.
El cálculo preliminar debe acompañar al método de diseño eléctrico adoptado, pero no puede reemplazarlo. IEC 60287-1-1:2023 aborda los cálculos de corriente admisible de cables para las condiciones de estado estacionario que especifica y exige parámetros de construcción y ambientales. Su ámbito muestra por qué una cifra de densidad de corriente no basta.
La terminación tiene sus propios límites de corriente y temperatura. IEC 60512-5-2:2002 describe un ensayo de reducción de corriente admisible en función de la temperatura para componentes electromecánicos, en particular conectores. Una comparación entre conductores no establece la capacidad de corriente ensayada de un conector ni si su terminal admite varios conductores.
La disposición propuesta plantea estas preguntas distintas:
| Decisión | Evidencia necesaria además de estas fórmulas |
|---|---|
| Corriente admisible del cable | Método adoptado, construcción, refrigeración, temperatura ambiente y condiciones de agrupación |
| Funcionamiento en paralelo | Reglas de cableado aplicables, construcción permitida y reparto real de corriente entre ramas |
| Protección contra fallos | Coordinación de protecciones y condiciones de fallo pertinentes |
| Terminación | Contacto o terminal exacto, rango de conductores, número de conductores y preparación |
| Entrada del cable | Diámetro exterior del cable acabado, rango del prensaestopas, soporte y geometría de la envolvente |
Una resistencia equivalente menor puede reducir la caída para una corriente total fija, pero no duplica automáticamente una corriente admisible ni autoriza un conjunto nuevo. Antes de elegir la disposición, compare esa ventaja con los requisitos térmicos, de protección e interfaz del sistema completo.
La densidad de corriente es una comparación normalizada útil cuando se especifican el área, la condición de corriente y la base de comparación. Una densidad de diseño suministrada y una fracción conservada pueden respaldar una estimación inicial, mientras que las trayectorias paralelas idénticas proporcionan un modelo sencillo de resistencia y reparto de corriente. Cada resultado debe permanecer vinculado a las hipótesis que lo produjeron.
Las comprobaciones decisivas siguen siendo la corriente admisible del cable real, la disposición en paralelo permitida, el comportamiento de las ramas y la capacidad de la terminación. Puede utilizar los cálculos para detectar una trayectoria desigual o un denominador equivocado, sin pedirles que aprueben todo el circuito. En la envolvente, termine comprobando el diámetro real del cable y la geometría de entrada por separado del área metálica del conductor.
No. La densidad de corriente divide la corriente por el área del conductor. La corriente admisible depende del método de diseño aplicable y de condiciones como la construcción del cable, la temperatura del aislamiento, la refrigeración, la agrupación y la instalación. Yo utilizaría una comparación de densidades solo con una base de diseño identificada; el resultado no puede establecer por sí solo la corriente permitida del circuito.
No. Cambia el área empleada en el cálculo de densidad y, por lo general, también cambia la resistencia, pero el comportamiento térmico y las condiciones de instalación siguen determinando la corriente admisible. Además, el conductor de mayor tamaño debe encajar en el contacto, el terminal y la entrada de cable exactos. Multiplicar el área no es un método completo de dimensionamiento.
Cuando las trayectorias sean idénticas dentro de los límites de resistencia definidos y estén conectadas entre los mismos dos nodos. El reparto igual también presupone que las condiciones de las ramas sean iguales. Yo compruebo la longitud, el material, el área, la temperatura y las terminaciones. El cálculo no autoriza por sí mismo la conexión en paralelo ni la conexión de varios conductores en un mismo terminal.
No si la calculadora solicita el porcentaje que se conserva. Una fracción conservada del 80% deja cuatro quintas partes del resultado sin ajuste: una reducción del 20%. Yo leo juntos la etiqueta del dato de entrada y el enunciado de origen, y después compruebo si ese ajuste ya está incluido en la base de diseño antes de aplicarlo.