Caduta di tensione: quanti metri di cavo posso fare?
Il cavo non si scalda, l'interruttore non scatta, eppure il motore in fondo al capannone parte male e le luci calano. Quasi sempre è caduta di tensione: la verifica che si dimentica più spesso.
La caduta di tensione è la differenza fra la tensione all'inizio della linea e quella che arriva davvero all'utilizzatore. Non è un difetto: è fisica. Il rame ha una resistenza, la corrente ci passa dentro, una parte della tensione si perde in calore lungo la strada. Il punto è tenerla sotto controllo.
Perché conta davvero
Una caduta eccessiva non fa scattare nulla, quindi passa inosservata. Però:
- i motori asincroni sviluppano una coppia proporzionale al quadrato della tensione: −10% di tensione significa −19% di coppia allo spunto, con avviamenti lenti e surriscaldamenti;
- gli alimentatori LED a corrente costante compensano fino a un certo punto, poi sfarfallano;
- le resistenze (scaldabagni, forni) perdono potenza col quadrato della tensione: −5% di tensione = −10% di potenza;
- l'energia persa è energia pagata e non usata, per tutta la vita dell'impianto.
La formula
Nella versione completa la caduta tiene conto sia della resistenza sia della reattanza del cavo:
Per sezioni fino a 25–35 mm² la reattanza è trascurabile rispetto alla resistenza, e si può usare la versione semplificata, che è quella che serve nel 90% dei casi:
E la caduta percentuale:
Il limite: 4%
La CEI 64-8 raccomanda che la caduta fra l'origine dell'impianto e qualsiasi utilizzatore non superi il 4% per gli impianti alimentati direttamente dalla rete pubblica in bassa tensione. Per gli impianti alimentati da cabina propria il valore raccomandato sale al 5%, con l'accortezza di non superare il 3% sulle dorsali per lasciare margine ai circuiti terminali.
Il 4% è cumulativo. Se dal contatore al quadro generale perdi 1%, dal generale al sotto-quadro di reparto un altro 1,5%, alla partenza terminale restano 1,5 punti percentuali, non 4. Nei progetti con più livelli di quadro questa somma è la causa numero uno delle non conformità scoperte in collaudo.
Tabella: metri massimi ammessi — monofase 230 V
Lunghezza massima della linea per restare entro il 4% (cosφ = 1, rame, ρ = 0,0225):
| Sezione | 10 A | 16 A | 20 A | 25 A | 32 A | 40 A |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1,5 mm² | 31 m | 19 m | — | — | — | — |
| 2,5 mm² | 51 m | 32 m | 26 m | 20 m | — | — |
| 4 mm² | 82 m | 51 m | 41 m | 33 m | 26 m | — |
| 6 mm² | 123 m | 77 m | 61 m | 49 m | 38 m | 31 m |
| 10 mm² | 204 m | 128 m | 102 m | 82 m | 64 m | 51 m |
| 16 mm² | 327 m | 204 m | 164 m | 131 m | 102 m | 82 m |
Tabella: metri massimi ammessi — trifase 400 V
| Sezione | 16 A | 20 A | 25 A | 32 A | 40 A | 63 A |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2,5 mm² | 64 m | 51 m | 41 m | — | — | — |
| 4 mm² | 103 m | 82 m | 66 m | 51 m | — | — |
| 6 mm² | 154 m | 123 m | 99 m | 77 m | 62 m | — |
| 10 mm² | 257 m | 205 m | 164 m | 128 m | 103 m | 65 m |
| 16 mm² | 411 m | 328 m | 263 m | 205 m | 164 m | 104 m |
| 25 mm² | 642 m | 513 m | 411 m | 321 m | 257 m | 163 m |
Tre esempi svolti
1. Capannone: presa CEE 32 A trifase a 90 m
Con 6 mm² e cosφ = 0,85:
ΔU = 1,732 × 0,0225 × 90 × 32 × 0,85 / 6 = 15,9 V → 15,9 / 400 = 3,97%.
Praticamente al limite. Con 10 mm² si scende al 2,4%: è la scelta ragionevole, perché il 4% è già consumato quasi tutto da questa sola tratta e a monte c'è ancora la dorsale.
2. Illuminazione giardino: 12 punti luce LED, 8 W, a 60 m
Potenza totale 96 W, corrente 0,42 A. Con 1,5 mm²:
ΔU = 2 × 0,0225 × 60 × 0,42 / 1,5 = 0,76 V = 0,33%. Nessun problema: con i LED la caduta smette quasi sempre di essere il vincolo, e la sezione la decide la robustezza meccanica.
3. Pompa di calore monofase 5 kW a 25 m
Ib = 5000 / (230 × 0,95) = 22,9 A. Interruttore 25 A, cavo 4 mm² (portata B1 = 28 A, ok).
ΔU = 2 × 0,0225 × 25 × 22,9 × 0,95 / 4 = 6,1 V = 2,66%. Verificato.
I tre errori più frequenti
- Usare la corrente dell'interruttore invece di quella del carico. La caduta si calcola con Ib, la corrente realmente assorbita, non con In. Usare In dà risultati inutilmente pessimistici e fa sovradimensionare i cavi.
- Ignorare il cosφ. Nella formula semplificata cosφ moltiplica: un carico induttivo con cosφ = 0,8 dà una caduta resistiva inferiore, ma su sezioni grandi la reattanza torna a farsi sentire e la formula semplificata smette di valere.
- Non sommare i tratti. Vedi il riquadro sopra: la caduta cumulativa è quella che conta.
Regola pratica da tenere a mente
Nel monofase a 230 V con cosφ ≈ 1, la lunghezza massima entro il 4% è circa:
Nel trifase a 400 V il coefficiente diventa circa 411. Sono numeri da bar di cantiere, ma sbagliano di poco e servono a capire subito se una linea è problematica o no.
Domande frequenti
Qual è il limite di caduta di tensione ammesso?
Per gli impianti alimentati da rete pubblica in bassa tensione il riferimento è il 4% fra origine dell'impianto e utilizzatore. Per gli impianti con cabina propria le guide ammettono il 5%. Sono valori raccomandati, non prescrizioni assolute: il vero criterio è che ogni apparecchio riceva una tensione entro i limiti di targa.
La caduta di tensione si somma fra quadro e sotto-quadro?
Sì, ed è l'errore più comune. Il 4% va verificato dall'origine dell'impianto all'utilizzatore più sfavorito: se la dorsale verso il sotto-quadro perde già il 2,5%, alla partenza terminale restano solo 1,5 punti percentuali.
Perché nel trifase si può andare più lontano?
Perché a parità di potenza il trifase trasporta meno corrente per conduttore e la formula ha √3 al posto di 2. A parità di sezione e potenza, la lunghezza ammessa è circa 3,5 volte quella del monofase.
Devo considerare la lunghezza andata e ritorno?
No, se usi le formule qui riportate: il fattore 2 del monofase tiene già conto del ritorno sul neutro. La L da inserire è la distanza fisica fra quadro e utilizzatore.
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