Caída de tensión (circuitos de iluminación de 12 V y 24 V)

La luminaria no ve la tensión de la batería. Ve la tensión de la batería menos las pérdidas en el cable, los conectores, los interruptores y el retorno de masa, y su flujo luminoso sigue esa cifra más baja.

No existe ninguna regla SAE del 3 %

Los límites porcentuales que se citan en este sector proceden en su mayoría de otro sitio. SAE J1292 aborda la caída especificando una sección mínima de cable —12 AWG para circuitos de alimentación, 14 AWG para ramales de hasta 50 ft—, no un porcentaje. Las cifras del 3 % y del 5 % pertenecen al National Electrical Code, donde aparecen como notas informativas que el propio 90.5(C) declara no exigibles, y donde 90.2 excluye por completo del ámbito a los vehículos de automoción. ABYC E-11 11.14.2.6 sí fija límites exigibles, pero es una norma náutica y sitúa la iluminación distinta de las luces de navegación en el 10 %, reservando el 3 % para las luces de navegación.

El punto de referencia defendible es la propia condición de certificación: J1383 4.1.4.4 exige ensayos fotométricos a 12.8 V ± 20 mV medidos en los bornes de la luminaria.

Cómo calcularla

La caída de tensión es I × R, con R = ρL/A a lo largo de todo el recorrido que hace la corriente. La resistividad del cobre es de 0.017241 Ω·mm²/m a 20 °C. Existen dos convenios y mezclarlos es el error habitual: ABYC mide la longitud del cable desde la conexión positiva de origen hasta el dispositivo y de vuelta, por lo que en su fórmula no aparece ningún factor dos, mientras que las fórmulas de estilo NEC usan la distancia de ida y multiplican por dos de forma explícita. Usar la longitud de ida y vuelta y además multiplicar por dos desperdicia cobre; usar la longitud de ida sin el factor dos deja el cable con la mitad de la sección necesaria.

La temperatura es el error mayor. La resistencia del cobre sube alrededor de un 24 % entre 20 °C y 75 °C, de modo que un mazo del vano motor cae bastante más de lo que predice el cálculo a temperatura ambiente. Discutir sobre el 3 % frente al 5 % calculando a 20 °C es precisión en el decimal equivocado.

Por qué 24 V perdona mucho más

Tomemos una luminaria de 100 W, 5 m de cobre de 2.5 mm² en cada sentido, a 20 °C. A 12 V la corriente es de 8.33 A y la caída de 0.57 V, en torno al 4.8 %. A 24 V la corriente es de 4.17 A y la caída de 0.29 V, en torno al 1.2 %. El mismo cable, la misma potencia y aproximadamente cuatro veces más pérdida porcentual en el sistema de menor tensión.

Con drivers LED de corriente constante la situación es algo peor que la aritmética simple: al bajar la tensión en bornes, el driver sube la corriente para mantener la potencia, lo que da en torno a un 5.0 % frente al 1.2 %. Sustituir lámparas halógenas por LED en un mazo existente puede por tanto sacar a la luz un problema de caída que las lámparas antiguas ocultaban. Véase entrada multivoltaje para las luminarias que admiten ambos sistemas.