Calcule el tamaño correcto del interruptor automático: Guía práctica y calculadora en línea

Cómo calcular el tamaño del interruptor automático? Calculadora con ejemplos resueltos

Según el NEC (Código Eléctrico Nacional), IEC (Comisión Electrotécnica Internacional) e IEEE (Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos), un tamaño adecuado de interruptor automático es obligatorio para todos los circuitos eléctricos, ya sea cableado residencial o instalaciones industriales/comerciales, para prevenir electrocución, incendios peligrosos y proteger equipos y aparatos eléctricos conectados.

Para máxima seguridad y operación confiable de máquinas eléctricas, se recomienda usar el tamaño correcto y adecuado del interruptor según la corriente que circula por el circuito. Si no usamos un interruptor correctamente dimensionado:

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En caso de usar otro tamaño (sobredimensionado o subdimensionado) en lugar del correcto, el circuito, cables y alambres e incluso el dispositivo conectado pueden calentarse o, en caso de cortocircuito, empezar a humear y arder. Por eso se necesita un interruptor de tamaño correcto para operación fluida.

En este artículo mostraremos cómo elegir el tamaño correcto del interruptor para instalación y diseño de cableado eléctrico con nivel de voltaje relacionado, uso de vatios y diferencia en % respecto a la carga del circuito y capacidad de corriente del interruptor.

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¿Qué es un interruptor automático?

Un interruptor automático (CB) es un dispositivo de control y protección que:

• Controla (cierra o abre) un circuito manual o por control remoto en condiciones normales y de fallo.
• Abre un circuito automáticamente bajo condiciones de fallo (sobrecorriente, cortocircuito, etc.).

Un interruptor automático se usa para mecanismo de conmutación y protección del sistema.

Es un dispositivo de conmutación y protección usado para operación ON/OFF del circuito y prevención de descargas eléctricas. Para operación precisa y protección, incluso diseños complejos se usan con interruptores como fusibles, relés, interruptores, puesta a tierra, etc.

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¿Cómo funciona un interruptor automático?

En condiciones normales, cuando la corriente del circuito es menor que la del interruptor, la operación es normal y puede cambiarse por operación manual. En caso de fallo o cortocircuito, cuando el valor de corriente excede la corriente del interruptor, este disparará automáticamente, abriendo el circuito desde la alimentación principal.

Por ejemplo, un interruptor de 30 A disparará a 30 A sin importar si es carga continua o no continua. Por eso debemos seleccionar un 20-25% más de tamaño de corriente para el interruptor que la corriente que fluye en cables y alambres al dispositivo conectado.

Si usamos un interruptor de 100 A para circuito de 30 A, no protegerá el circuito de corrientes de fallo y puede quemar y dañar el dispositivo ya que más de 30 amperios no dispararán el interruptor. En resumen, debemos usar el tamaño adecuado del interruptor según el dispositivo: la corriente del CB no debe ser ni menor ni mayor, sino el 125% de la corriente del circuito.

Calculadora de tamaño de interruptor automático

La siguiente calculadora de dimensionamiento de interruptores mostrará la diferencia en % respecto a la carga, nivel de voltaje en diferentes países y tamaño exacto del interruptor en amperios.

Calculadoras relacionadas:

• Calculadora de tamaño de cable y alambre en AWG
• Calculadora de tamaño de cable eléctrico (Cobre y Aluminio)

Cálculo del tamaño del interruptor para suministro monofásico

Para determinar el tamaño adecuado del interruptor para suministro monofásico, depende de múltiples factores como tipo de carga, material del cable y temperatura ambiente, etc.

La regla general es que el tamaño del interruptor debe ser el 125% de la capacidad de corriente del cable y alambre o del circuito que debe ser protegido por el CB. Veamos los siguientes ejemplos resueltos:

Ejemplo 1:

Supongamos que se usa cable calibre 12 para circuito de iluminación de 20 amperios con suministro monofásico de 120 V. ¿Cuál es el mejor tamaño de interruptor para ese circuito de 20 A?

Solución:

Corriente del circuito: 12 A (corregido: el ejemplo original dice 20A pero luego usa 12A. Asumimos 20A de carga)

Tamaño del interruptor: ?

El tamaño del CB debe ser el 125% de la corriente del circuito.

= 125% × 20 A

= 1.25 × 20 A

Tamaño del interruptor = 25 A

Ejemplo 2:

¿Cuál es el tamaño adecuado del interruptor para 2000 W, suministro monofásico 120 V?

Solución:

• Carga: 2000 W
• Voltaje: 120 V (Monofásico)

Corriente del circuito:

Según la ley de Ohm:

• I = P / V
• I = 2000 W / 120 V
• I = 16.66 A

Tamaño del interruptor:

Simplemente multiplique 1.2 o 1.25 a la corriente de carga.

1.2 × 16.66 A

Tamaño del interruptor = 20 A

Ejemplo 3:

¿Cuál es el tamaño adecuado del interruptor para 230 V, 1840 W carga monofásica?

Solución:

• Corriente = Potencia / Voltaje
• I = 1840 W / 230 V
• I = 8 A

La clasificación mínima del interruptor debe ser 8 A.

El tamaño recomendado del interruptor debe ser:

= 8 A × 1.25

= 10 A

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Cálculo del tamaño del interruptor para suministro trifásico

Para encontrar el tamaño del interruptor para voltaje trifásico, debemos conocer el tipo exacto de carga ya que hay muchos factores que afectan la corriente de carga. En otras palabras, la misma regla no aplica a diferentes tipos de cargas (iluminación, motor, inductiva o capacitiva) ya que el motor consume inicialmente corriente muy alta durante el arranque y la participación del factor de potencia. Para uso residencial, podemos seguir la misma fórmula que para monofásico incluyendo el √3 (1.732) por la fórmula de potencia trifásica.

Dato útil: Para la misma carga, el tamaño del interruptor en trifásica es menor que en circuitos CA monofásicos.

Encontremos el tamaño correcto del interruptor para circuitos trifásicos:

Ejemplo 1: ¿Qué tamaño de interruptor se necesita para 6.5 kW, carga trifásica 480 V?

Solución:

Potencia en trifásica: P = V × I × √3

Corriente: P / V × √3

• I = 6.5 kW / (480 V × 1.732) … (√3 = 1.732)
• I = 6.5 kW / 831.36
• I = 7.82 A

El tamaño recomendado del interruptor es:

1.25 × 7.82 A = 9.77 A

El siguiente valor estándar más cercano es 10 A.

Ejemplo 2: Encuentre el tamaño adecuado del CB para trifásica 415 V, 17 kW carga.

Solución:

• Corriente = Potencia / (Voltaje × √3)
• I = 17000 W / (415 V × 1.732)
• I = 23.65 A

Tamaño recomendado del interruptor: 1.25 × 23.65 A = 29.5 A. El siguiente valor más cercano es 30 A.

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Cálculo del tamaño del interruptor para carga continua y no continua

Los interruptores automáticos (CB) y dispositivos de protección contra sobrecorriente (OCPD) están diseñados para 100% de corriente nominal, es decir, un interruptor de 30 A puede transportar seguramente 30 A exactos, pero el NEC sugiere 80% como límite seguro comparado con la corriente nominal de los CB. Esto es porque no todas las cargas son iguales: algunas son simultáneas (continuas) mientras otras no simultáneas (no continuas).

En caso de cargas continuas por tres o más horas, la corriente de carga no debe exceder el 80% de la corriente nominal del interruptor y OCPD.

El 80% de un interruptor de 30 A es 24 A. Así, un interruptor de 30 A puede usarse seguramente para circuito de 24 A.

En otras palabras, un circuito de carga con 24 A, el tamaño adecuado del interruptor sería:

24 A / 0.8 = 30 A.

Ejemplo 1: Tamaño CB para carga no continua de 30 A

• Un interruptor nominal 100% para 30 A puede usarse para carga no continua de 30 A.

Ejemplo 2: Tamaño CB para carga continua de 28 A

• En caso de carga continua, se aplica el 125%.
• 1.25 × 28 A = 35 A

Ejemplo 3: Tamaño CB para carga no continua 30 A y continua 28 A

• = 125% Carga continua + 100% Carga no continua
• = (1.25 × 28 A) + (30 A)
• = 75 A

Artículo relacionado: Diferencia entre relé e interruptor automático

Importante saber:

• Un interruptor sobredimensionado para protección puede dañar el calentador de agua u otros aparatos conectados e incluso causar incendio por sobrecalentamiento.
• Un interruptor subdimensionado o misma clasificación que la corriente de carga puede disparar y rearme el circuito repetidamente. Use el tamaño correcto.
• Un interruptor monofásico no puede usarse para niveles de voltaje trifásico.
• Un interruptor de 3 polos puede usarse en sistema trifásico usando 2 o 3 polos.
• Un interruptor de 3 polos puede usarse en sistema monofásico solo si lo indican las marcas o el manual del usuario.
• Interruptor 30 A y cable calibre 10 pueden usarse en suministro 240 V CA.
• El interruptor no puede ser mayor que la capacidad de corriente del cable excepto para algunas cargas como motores.

Además, un interruptor clasificado para:

• 120 V solo puede usarse para 120 V.
• 240 V puede usarse para 120 V, 240 V pero no para 277 V (aplicaciones comerciales).
• 120-277 V puede usarse para 120 V, 240 V y 277 V.
• 120 V no puede usarse en circuito 240 V y viceversa.
• 15 A, 120 V no puede usarse en 20 A, 120 V.

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Gráficos de % y amperios del tamaño del interruptor

El límite máximo de corriente segura es el 80% del tamaño nominal del interruptor excepto algunos motores. Recuerde que el tamaño del interruptor no debe exceder la capacidad máxima de amperaje del cable y alambre. A continuación, gráfico mostrando el % de corriente máxima nominal del tamaño del interruptor para diferentes tipos de corrientes de carga.

Tipo de carga	Tamaño máximo del interruptor % de corriente
Cargas resistivas, calor, estufas, tostadoras, calentador de agua, etc.	125%
Cargas de iluminación	125%
Motores 430-152 herméticamente sellados*, aire acondicionado y bombas de calor	175%
Soldadoras	200%
Interruptores MCP para motores	125% o siguiente tamaño mayor

* Motores excepto herméticamente sellados 00-250% NEC

Los siguientes dos gráficos muestran los tamaños adecuados de interruptores con calibre de cable y diferentes niveles de voltaje.