El efecto Joule se manifiesta cuando los conductores y las resistencias se calientan al ser atravesados por una corriente eléctrica. La energía de 1 julio equivale a 0,24 calorías.

La energía calorífica desarrollada por una resistencia o un conductor, al ser atravesado por una corriente eléctrica, tiende a elevar su temperatura.

Calor Específico

El calor específico de una sustancia es la cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de 1 gramo de esa sustancia en 1ºC.

Cálculo de la Sección de Conductores

Uno de los efectos perjudiciales del efecto Joule es el calentamiento que se produce en los conductores eléctricos cuando son recorridos por una corriente eléctrica. Para evitar que este calentamiento alcance valores perjudiciales, los conductores se construyen con diferentes secciones.

Cuanta más intensidad de corriente se prevé que fluya por un conductor, mayor deberá ser su sección.

La sección de un conductor es la superficie que se observa al cortarlo perpendicularmente a su longitud.

Los conductores poseen una cierta resistencia eléctrica. Cuando son atravesados por una corriente eléctrica, se producen dos fenómenos:

• Se calientan y pierden potencia.
• Al estar conectados en serie con los aparatos eléctricos que alimentan, se produce una caída de tensión, reduciendo la tensión disponible.

Cálculo de la Sección Considerando el Calentamiento

Dado que la resistencia del conductor depende de su sección, para conseguir bajas pérdidas de potencia, se debe aumentar su sección.

La potencia perdida en un conductor produce calor, que eleva la temperatura y puede llegar a fundir el aislante del conductor.

Al aumentar la sección del conductor, disminuye la pérdida de potencia y el calor producido.

El calentamiento de un conductor depende de la intensidad de corriente que circule por él. Cuanto mayor sea la corriente, mayor tendrá que ser la sección para evitar un calentamiento excesivo.

Al determinar la sección, se debe tener en cuenta la forma de instalación y la agrupación de los conductores.

Densidad de Corriente

La densidad de corriente de un conductor indica los amperios por milímetro cuadrado que circulan por él.

La densidad de corriente admisible por un conductor depende de las condiciones de instalación, el tipo de cable y la sección del conductor.

Al aumentar la tensión, se reduce la intensidad y, por lo tanto, la sección de los conductores puede ser más reducida. A su vez, se reducen las pérdidas caloríficas en los conductores.

Caída de Tensión en Líneas Eléctricas

Las líneas que transportan energía eléctrica están compuestas por conductores eléctricos con una cierta resistencia. Al ser recorridos por una corriente eléctrica, se calientan y producen una pérdida de potencia. Además, al estar conectados en serie con los receptores, ocasionan una caída de tensión, de modo que la tensión que llega al receptor es menor que la que existe al principio de la línea.

Cálculo de la Sección Considerando la Caída de Tensión

La caída de tensión no puede exceder unos límites prefijados. Por lo tanto, no solo habrá que tener en cuenta el calentamiento del conductor para determinar su sección, sino que también será necesario no sobrepasar el porcentaje de caída de tensión.

Para calcular la sección de los conductores de una línea, hay que tener en cuenta:

• La caída de tensión máxima permitida.
• La corriente máxima admitida por el conductor.

Cuando se trata de líneas de corta longitud, la caída de tensión es pequeña. Para líneas más largas, la caída de tensión se hace considerable y exige una sección mayor.

Cálculo Según la Norma UNE 20460-5-523

Hay que tener en cuenta la resistividad o conductividad del material conductor a utilizar en las peores condiciones de temperatura. Las temperaturas máximas para los conductores son:

• 70ºC para los conductores aislados con PVC.
• 90ºC para los conductores aislados con XLPE o EPR.

Cálculo de la Sección Considerando la Conductividad

El término de la conductividad en las expresiones de cálculo de la sección de conductores por caída de tensión, puede influir la temperatura de funcionamiento del conductor en el cálculo de la sección de conductores por caída de tensión.

Caída de Tensión Según el Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión

Las caídas de tensión máximas admitidas son:

• Instalaciones de enlace: 1,5%
• Instalaciones interiores:
  • Viviendas: 4,5%
  • Alumbrado: 4,5%
  • Otros usos: 6,5%