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Calculando Corrente de Aquecedor Trifásico: 20 kW a 480V

Resposta Direta

Uma carga resistiva de aquecimento de 20 kW em um sistema trifásico 480V consome aproximadamente 24,1 amperes por linha (assumindo carga balanceada, FP = 1,0).

Derivação

Fórmula Potência Trifásica

P = √3 × VLL × IL × FP

  • P = potência real (watts)
  • VLL = tensão linha-linha (RMS)
  • IL = corrente linha (RMS)
  • FP = fator potência (cos φ)

Resolvendo para Corrente

IL = P / (√3 × VLL × FP)

Para fitas aquecedoras resistivas: FP = 1,0 (puramente resistivo)

IL = 20.000 / (1,732 × 480 × 1,0) = 20.000 / 831,36 = 24,06 A

Por que o Cálculo Original Estava Incorreto

A fonte usou fórmula monofásica (P = V × I) em um sistema trifásico, resultando 41,67A. Isso seria correto apenas se:

  • Todos 20 kW estivessem em uma fase (fase-neutro a 277V), ou
  • A carga fosse monofásica 480V (fase-fase, dois fios)

Para uma carga trifásica balanceada, o fator √3 se aplica.

Verificação via Potência por Fase

Potência por fase = 20.000 / 3 = 6.667 W

Tensão fase (estrela) = 480 / √3 = 277 V

Corrente fase = 6.667 / 277 = 24,1 A = Corrente linha (estrela)

Corrente fase (delta) = 6.667 / 480 = 13,9 A; Corrente linha = √3 × 13,9 = 24,1 A ✓

Considerações Práticas

FatorImpactoAção Projeto
Tolerância tensão480V ±10% → corrente varia ±10%Dimensionar condutores/DR para 110% tensão (26,5A)
Derating temperaturaAmbiente >30°C, preenchimento eletrodutoAplicar fatores correção NBR 5410
Dimensionamento DRCarga contínua = 125% (NEC 210.19)24,1A × 1,25 = 30,1A → DR 35A
Bitola condutorColuna 75°C, DR 35A#8 AWG Cu (50A) ou #6 AWG Al (40A)
Queda tensãoLimite 3% circuito ramalVerificar comprimento; subir bitola se >15m

Configurações Alternativas

  • Monofásico 480V (2 fios): I = 20.000/480 = 41,7A (corresponde cálculo errôneo)
  • Monofásico 277V (fase-neutro): I = 20.000/277 = 72,2A (se tudo em uma fase)
  • Trifásico desbalanceado: Calcular por fase; neutro carrega desbalanceamento

Resumo

Trifásico balanceado 20 kW a 480V = 24,1 A corrente linha. Aplique regra 125% carga contínua → 30,1A → DR 35A → #8 Cu mínimo. Sempre verifique dados placa, diagrama conexão (estrela/delta) e emendas locais de código.