Calcolatori normativi interattivi
Strumenti di calcolo secondo I7-2011 e IEC 60364: dimensionamento della sezione del cavo in base alla corrente e al modo di posa, verifica della caduta di tensione sul circuito. Le formule sono mostrate passo dopo passo.
Calcolatore di dimensionamento del cavo
Sezione e interruttore scelti insieme — Iz dall’Allegato 5.10, In ≤ Iz corretta (Art. 4.3.2.1.3 I7-2011)
0.85 tipico nel residenziale, 1.0 puramente resistivo
K1 — Allegato 5.18 (riferimento 30°C, isolamento PVC)
K2 — Allegato 5.19 (1 = un solo circuito)
Agisce solo su K1. La tabella Iz resta quella del PVC, quindi sotto i 30 °C l’XLPE può dare una sezione maggiore del PVC
Fattore 0.86 — Allegato 5.29, per cavi con 4 o 5 conduttori: si applica solo in trifase (LED, alimentatori switching)
Derating conservativo ~0.93 (terreno asciutto/sabbioso)
Tabella delle portate Iz (A) — I7-2011 Allegato 5.10, posa B2, PVC, 30 °C
| Sezione (mm²) | 1,5 | 2,5 | 4 | 6 | 10 | 16 | 25 | 35 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| I max Cu (A) · B2, 2 cond. caricati | 16,5 | 23 | 30 | 38 | 52 | 69 | 90 | 111 |
| I max Al (A) · B2, 2 cond. caricati | — | — | — | — | 41 | 54 | 71 | 86 |
Calcolatore della caduta di tensione
Verifica del limite 3% (illuminazione) / 5% (prese) — Art. 5.2.5.1 I7-2011
Conduttività usata nel calcolo: Cu = 56 m/(Ω·mm²), Al = 35 m/(Ω·mm²). Sono valori di lavoro dell’applicazione, vicini al conduttore freddo; la norma non fissa la conduttività, e un conduttore caldo ha resistenza maggiore, quindi la caduta reale può essere fino a ~20–25 % maggiore di quella calcolata qui — un risultato vicino al limite va riverificato.
Ipotesi di calcolo e ambito di applicazione
- Inclusi: materiale Cu/Al; monofase (2 conduttori caricati) o trifase (3); posa B2 o C, con le portate dell’Allegato 5.10; interruttore scelto insieme alla sezione (In ≤ Iz corretta, Art. 4.3.2.1.3), più la riserva di progetto di 1.25 dell’applicazione; isolamento PVC/XLPE, K1 (temperatura, Allegato 5.18), K2 (raggruppamento, Allegato 5.19), armoniche di ordine 3 (0.86, Allegato 5.29, solo in trifase), derating terreno asciutto. Per l’alluminio, sezioni da 10 mm² in su — convenzione del motore di validazione dell’applicazione, non un limite della norma (l’Allegato 5.10 comprende l’alluminio anche da 4 mm²); minimi per tipo di circuito nell’Allegato 5.32
- Il fattore „terreno asciutto” è una stima conservativa dell’applicazione (~0.93), non un fattore della norma, e ha senso solo nella posa interrata; per i cavi interrati usate la tabella di posa nel terreno (metodo D, allegati 5.22–5.28)
- Le portate in tabella sono quelle per isolamento in PVC; con XLPE cambia solo K1, la tabella Iz resta quella del PVC (risultato cautelativo). La caduta di tensione è calcolata con la conduttività indicata sotto il calcolatore, non con un valore imposto dalla norma
- Per impianti industriali complessi, convalida il risultato con un calcolo completo + verifica di cortocircuito (potere di interruzione + stabilità termica)
Come si calcola — passo dopo passo
Il metodo completo secondo I7-2011 / IEC 60364, dalla potenza alla sezione, lunghezza e caduta di tensione.
A. La corrente di impiego — il punto di partenza
Calcola la corrente assorbita dalla potenza
Monofase: I = P / (U × cos φ), U = 230 V
Trifase: I = P / (√3 × U × cos φ), U = 400 V
Es: presa 2000 W, cos φ = 0.9 → I = 2000 / (230 × 0.9) = 9.66 A.
B. Scelta della sezione del cavo (con i fattori di correzione K)
Parti dalla corrente di impiego I (passo A)
Es: I = 16 A.
Applica la riserva di progetto del 25 % (scelta dell’applicazione, non un requisito normativo)
I_calcolo = I × 1.25
16 × 1.25 = 20 A.
Applica i fattori di correzione K (condizioni reali)
K = K1 (temperatura, Allegato 5.18) × K2 (raggruppamento, Allegato 5.19) × K_armoniche × K_terreno
A 30 °C e con un solo circuito, K = 1. A 40 °C + 3 circuiti raggruppati: K = 0.87 × 0.70 = 0.609.
Fattori aggiuntivi (tutti nel calcolatore sopra): armoniche di ordine 3 → 0.86 (Allegato 5.29); terreno asciutto / posa interrata → derating; l’isolamento XLPE adatta K1.
Scegli la sezione: la prima da tabella con Iz × K ≥ I_calcolo e ≥ In
Iz_tabella × K ≥ max(I_calcolo; In) (equivalente: Iz_necessaria = max(I_calcolo; In) / K)
Caso ideale (K=1), monofase — 2 conduttori caricati: 20 A → 2.5 mm² (23 A). Caso reale (K=0.609): 20 / 0.609 = 32.8 A → 6 mm² (38 A). In trifase (3 conduttori caricati) escono le stesse sezioni: 2.5 mm² (20 A) nel caso ideale, dove l’Iz raggiunge esattamente la corrente di calcolo — la parità con la riserva di 1.25 è accettata, perché l’Iz resta sopra l’In di 16 A —, e 6 mm² (34 A) nel caso reale. Qui l’interruttore è da 16 A (la prima taratura ≥ Ib = 16 A), quindi la corrente di calcolo di 20 A la supera ed è lei a dare la sezione. Quando la taratura è la maggiore delle due — la serie delle tarature ha salti superiori al 25 % — la sezione segue In, perché l’Art. 4.3.2.1.3 richiede In ≤ Iz corretta; a parità esatta In = Iz corretta, l’applicazione sale di un gradino.
| Sezione (mm²) | 1,5 | 2,5 | 4 | 6 | 10 | 16 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Iz B2 Cu, 2 cond. caricati (A) | 16,5 | 23 | 30 | 38 | 52 | 69 |
| Iz B2 Cu, 3 cond. caricati (A) | 15 | 20 | 27 | 34 | 46 | 62 |
| Sezione Al (mm²) | 10 | 16 | 25 | 35 |
|---|---|---|---|---|
| Iz B2 Al, 2 cond. caricati (A) | 41 | 54 | 71 | 86 |
| Iz B2 Al, 3 cond. caricati (A) | 36 | 48 | 62 | 77 |
Portate dell’Allegato 5.10 della I7-2011, posa B2 (cavo in tubo, su parete o in parete), isolamento PVC, 30 °C: 2 conduttori caricati in monofase (L + N), 3 in trifase (Art. 5.2.3.1.10 b) e Art. 5.2.3.0.7.1). Sono gli stessi valori usati dalla validazione dell’applicazione (V06). Per l’alluminio la tabella dell’applicazione parte da 10 mm² — convenzione interna; l’Allegato 5.10 comprende l’alluminio anche da 4 mm², e i minimi per tipo di circuito sono nell’Allegato 5.32.
C. La lunghezza reale del cavo
Misura il percorso orizzontale sulla planimetria
Somma dei tratti orizzontali tra quadro → cassette → apparecchio.
Aggiungi le discese/risalite verticali (altezze di installazione)
cassetta 2.0 m · presa 0.3 m · interruttore 1.3 m · punto luce/soffitto 2.6 m
Es: dalla cassetta (2.0 m) alla presa (0.3 m) → discesa = 2.0 − 0.3 = 1.7 m.
Aggiungi i passaggi tra i piani (altezza del solaio)
~2.6–3 m per ogni piano attraversato.
Somma tutto
Es: 8 m orizzontali + 1.7 m di discesa alla presa = 9.7 m.
D. La caduta di tensione sulla lunghezza
Applica la formula della caduta di tensione
ΔU% = (fattore × L × P) / (k × S × U²) × 100
fattore = 2 (monofase, andata e ritorno) o 1 (trifase); k = 56 (Cu) / 35 (Al); S = sezione (mm²).
Regola rapida (monofase, rame)
ΔU% ≈ (L × P) / (14800 × S)
Es: L = 20 m, P = 2000 W, S = 2.5 → 20 × 2000 / (14800 × 2.5) ≈ 1.08 %.
Confronta con il limite normativo (I7-2011 Art. 5.2.5.1)
3 % per l’illuminazione, 5 % per le prese/forza motrice. Se lo superi → aumenta la sezione o accorcia il percorso.
Conducibilità k secondo IEC 60228 (Cu 56, Al 35 m/Ω·mm²). Limiti di caduta: I7-2011 Art. 5.2.5.1.
E. Rame (Cu) vs. Alluminio (Al)
| Aspetto | Rame (Cu) | Alluminio (Al) |
|---|---|---|
| Conducibilità k | 56 | 35 → ~60% di caduta in più |
| Corrente ammissibile | riferimento | ~78% del Cu → sezione maggiore |
| Sezione minima | 1.5 mm² | 10 mm² (la sezione più piccola con Iz tabellato nell’applicazione — non un minimo di norma; i minimi sono nell’allegato 5.32) |
| Utilizzo tipico | circuiti interni | allacciamento / montante |
Nelle formule, l’unica cosa che cambia è k (56 → 35) e la tabella delle correnti ammissibili. Il selettore Cu/Al nel comparatore qui sotto applica automaticamente entrambi.
K1 — temperatura (PVC, Allegato 5.18)
| °C | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 |
|---|---|---|---|---|---|
| K1 | 1 | 0,94 | 0,87 | 0,79 | 0,71 |
K2 — raggruppamento dei circuiti (Allegato 5.19)
| circ. | 1 | 2 | 3 | 4 |
|---|---|---|---|---|
| K2 | 1 | 0,8 | 0,7 | 0,65 |
Monofase vs. Trifase
Gli stessi calcoli, ma 3 differenze che contano. Inserisci una potenza e vedi entrambe le varianti contemporaneamente.
| Grandezza | Monofase (230 V) | Trifase (400 V) |
|---|---|---|
| Corrente | I = P/(230·cosφ) | I = P/(√3·400·cosφ) |
| Caduta di tensione | fattore 2 · U = 230 | fattore 1 · U = 400 |
| Conduttori | L + N + PE (2 caricati) | R + S + T + N + PE (3 caricati) |
| Protezione | 1P+N | 3P / 4P · bilanciamento R/S/T |
A parità di potenza, il trifase «assorbe» ~1/3 della corrente (→ sezione minore) e ha una caduta di tensione ~6× inferiore.
Monofase · 230 V
Trifase · 400 V
In trifase il calcolo dà 1,5 mm², ammesso dalla normativa (allegato 5.32: almeno 1,5 mm² per i circuiti di forza). La regola V20 dell’applicazione chiede però, per convenzione, almeno 2,5 mm² sui circuiti trifase e segnala nell’editor una sezione inferiore; in pratica si sceglie 2,5 mm².
Corrente trifase / monofase = 230 / (√3 × 400) = 0,33 (≈ 1/3)
Sezione: 1,5 mm² (tri) vs 10 mm² (mono), a parità di potenza
A parità di sezione, la caduta trifase sarebbe 6,0× più piccola (fattore 1 vs 2 e 400² vs 230²)
Esercizi — scegli l’opzione corretta
Affronti ogni passo scegliendo la risposta corretta. Sbagliato? Riprovi.
Sezione — presa cucina
Un circuito prese alimenta un apparecchio da 3000 W (monofase, cos φ = 1), posa B2, a 30 °C, un solo circuito.
Passo 1: Quanto vale la corrente di impiego I = P / (U × cos φ)?
Lunghezza — percorso verso la presa
Il percorso quadro → presa ha 6 m orizzontali sulla planimetria. La cassetta di derivazione è a 2.0 m, la presa a 0.3 m.
Passo 1: Quanto vale la discesa verticale dalla cassetta alla presa?
Caduta di tensione — circuito prese
Circuito prese, L = 25 m, P = 2200 W, sezione 2.5 mm² Cu, monofase.
Passo 1: Quale fattore usi nella formula (monofase)?
Sezione con fattori K — scaldacqua in sottotetto caldo
Scaldacqua 2000 W (monofase, cos φ = 1), montato in sottotetto a 45 °C, raggruppato con altri 2 circuiti (3 in totale).
Passo 1: La corrente di impiego?
Esercizi — calcoli ogni passo
Ora inserisci tu il valore di ogni passo. Hai dei suggerimenti se sbagli.
Sezione — condizionatore (calcoli tu)
Condizionatore 1800 W (monofase, cos φ = 0.9), a 35 °C, raggruppato con un altro circuito (2 in totale). Usa le tabelle qui sopra.
Passo 1: La corrente di impiego I = P / (U × cos φ) = ?
Lunghezza — due componenti
Percorso quadro → cassetta = 9 m orizzontali. La cassetta a 2.0 m, la presa proprio sotto a 0.3 m.
Passo 1: La discesa verticale cassetta → presa = ?
Caduta di tensione — formula completa
L = 30 m, P = 3000 W, sezione 4 mm² Cu, monofase. Formula: ΔU% = (2 × L × P) / (56 × S × 230²) × 100.
Passo 1: ΔU% = ?
Sezione — piano cottura trifase
Piano cottura 7200 W trifase (cos φ = 1), 30 °C, un circuito. Trifase: I = P / (√3 × 400 × cos φ).
Passo 1: La corrente di impiego = ?
Caduta di tensione — montante di ALLUMINIO
Montante di alluminio: L = 30 m, P = 6000 W, sezione 16 mm², monofase. Per l’alluminio k = 35 (non 56 come per il rame).
Passo 1: ΔU% sull’alluminio = ?
Esercizi — risposta diretta
Risolvi da solo e dai la risposta finale. La soluzione passo dopo passo è disponibile all’occorrenza.
Sezione — forno
Forno 2500 W (monofase, cos φ = 1) collegato in modo fisso, senza presa, 30 °C, un circuito. Quale sezione minima scegli (mm²)?
Lunghezza totale
Percorso 15 m orizzontali + discesa dalla cassetta (2.0 m) alla presa (0.3 m). Quale lunghezza di cavo (m)?
Caduta di tensione
L = 40 m, P = 2000 W, sezione 2.5 mm² Cu, monofase. Quanto vale ΔU% (percentuale)?
Sezione con fattori K
Carico 4000 W (monofase, cos φ = 1), a 40 °C, raggruppato con altri 2 circuiti (3 in totale). Quale sezione (mm²)?
Sezione — cavo di ALLUMINIO
Utilizzatore da 3000 W (monofase, cos φ = 1), su circuito di forza, con cavo in alluminio. Quale sezione minima (mm²)? Attenzione: la tabella Iz dell’applicazione parte da 10 mm².
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