Dimensionamento de cabos elétricos: ampacidade, fatores de correção e queda de tensão pela NBR 5410
O dimensionamento de cabos pela NBR 5410 escolhe a menor seção comercial cuja capacidade de condução de corrente, já corrigida por temperatura e agrupamento, suporta a corrente de projeto — e que ainda mantém a queda de tensão dentro do limite.
Quando usar
Use sempre que precisar especificar a seção de um cabo de baixa tensão em um projeto elétrico industrial: alimentadores de quadros (QGBT, QDF), ramais de motores em CCM, entrada e saída de transformadores, circuitos de iluminação e tomadas. O dimensionamento é o passo que liga a corrente da carga à bitola física do condutor — define a seção do cobre ou alumínio, a notação do cabo (fase, neutro, terra) e verifica se a queda de tensão até a carga é aceitável. É também a ferramenta para auditar instalações existentes que aquecem demais ou em que motores partem mal por subtensão, quase sempre por seção subdimensionada ou método de instalação mais severo do que o suposto.
O que é o dimensionamento de cabos
Dimensionar um cabo não é escolher uma bitola pela corrente nominal da carga: é encontrar a menor seção comercial que satisfaz, ao mesmo tempo, dois critérios independentes — capacidade de condução de corrente (ampacidade) e queda de tensão — dentro do método de instalação real do circuito. O cabo precisa conduzir a corrente sem que o isolamento ultrapasse sua temperatura admissível e, ao mesmo tempo, entregar à carga uma tensão dentro de uma faixa estreita. A bitola final é a maior das duas exigências.
O erro mais comum em campo é dimensionar pela corrente nominal “crua”, esquecer os fatores de correção e descobrir, depois, cabos aquecendo em eletroduto cheio ou motores que partem mal por subtensão. A causa quase sempre é a mesma: a ampacidade tabelada foi tomada como se valesse na instalação real, quando ela vale numa condição de referência muito mais favorável.
A corrente de projeto
Tudo começa pela corrente de projeto Ib, a corrente que a carga efetivamente solicita. Para uma carga trifásica definida pela potência ativa:
Ib = P·1000 / (√3·V·FP·η)
onde P é a potência [kW], V a tensão de linha [V], FP o fator de potência e η o rendimento. Em monofásico, o √3 sai do denominador e usa-se V/√3. Quando a carga é definida pela potência aparente (kVA) — caso típico de transformadores —, entra S direto, sem FP·η, porque o rendimento já está embutido: Ib = S·1000/(√3·V).
A corrente corrigida: por que a ampacidade da tabela não basta
A capacidade de condução tabelada (Iz) vale para uma condição de referência: temperatura ambiente de 30 °C ao ar e um único circuito. Na instalação real, duas coisas degradam essa capacidade:
- Temperatura ambiente maior do que a de referência reduz a margem térmica do isolamento — fator Ft.
- Agrupamento de vários circuitos no mesmo eletroduto, leito ou bandeja faz os cabos se aquecerem mutuamente — fator Fa.
Além disso, certas cargas exigem que o condutor seja sobredimensionado: motor a 125% da corrente de plena carga (Imult = 1,25), capacitor a 135% (IEC 60831). Juntando tudo, a ampacidade requerida é:
Ibc = (Ib · Imult) / (Ft · Fa)
Como Ft e Fa são menores que 1, a divisão sobe a exigência. É essa corrente corrigida — não a Ib pura — que deve ser comparada com a tabela de ampacidade.
A seleção da seção por ampacidade
Com Ibc em mãos, a seção é a menor bitola comercial cuja ampacidade tabelada, no método de instalação adotado, supere a corrente corrigida por circuito (Ibc dividido pelo número de cabos em paralelo por fase):
S = menor seção com Iz_tabela(S, método) ≥ Ibc / n_cabos
A tabela de ampacidade depende do método de referência da NBR 5410 (Tabela 33): A1 e A2 (eletroduto em parede termicamente isolante, os mais severos), B1 e B2 (eletroduto aparente), C (sobre parede ou bandeja não perfurada), D (enterrado em dutos), E e F (leito ou bandeja perfurada, os mais favoráveis). O mesmo cabo de 70 mm² de cobre conduz 149 A em eletroduto (B2) e 216 A em bandeja perfurada (F) — cerca de 45% mais — porque o leito ao ar dissipa calor muito melhor que o eletroduto. Errar o método é errar a bitola.
Material e isolação mudam a tabela
As tabelas base são de cobre, isolação EPR/XLPE 90 °C. Dois ajustes físicos são aplicados:
- Alumínio: resistividade ≈ 1,649 vez a do cobre → resistência maior (×1,649) e ampacidade menor (×1/√1,649 ≈ 0,779). O alumínio sempre exige bitola maior e produz mais queda de tensão.
- PVC 70 °C: menor margem térmica → ampacidade derata por √[(70−30)/(90−30)] ≈ 0,816 frente ao EPR 90 °C; a resistência da tabela cai um pouco (×0,938).
Tratar alumínio como cobre, ou PVC como EPR, é subdimensionamento direto.
A verificação de queda de tensão
A ampacidade garante que o cabo não aquece; a queda de tensão garante que a carga recebe tensão suficiente. Para trifásico:
ΔV% = 100·√3·Ib·L·(R·cosφ + X·senφ) / V
onde L é o comprimento [km], R = Rca e X = XL [Ω/km] são a resistência e a reatância da seção, cosφ = FP e senφ = √(1−FP²). Em monofásico, √3 vira 2 e a tensão de referência é V/√3; com n cabos em paralelo, R e X dividem-se por n. O limite usual é 3% para cargas gerais e 4% para motores (que toleram mais por causa da partida), conforme a NBR 5410 (6.2.7).
Em circuitos curtos a ampacidade governa; em circuitos longos a queda cresce linearmente com o comprimento e pode obrigar a subir uma ou mais bitolas só para manter a tensão na carga dentro do limite — mesmo com ampacidade folgada.
Coordenação com a proteção
A seção escolhida não vive sozinha: ela tem de ser protegida pelo disjuntor. A NBR 5410 (6.3.4.1) exige:
Ib ≤ In ≤ Iz e I2 ≤ 1,45·Iz
onde In é a corrente nominal do disjuntor, Iz = Iz_tabela·Ft·Fa·n_cabos é a capacidade do cabo já corrigida na instalação (e não a tabelada crua, que superestimaria a proteção) e I2 = 1,45·In é a corrente convencional de atuação (IEC 60898/60947). Para motor, a sobrecarga fica no relé térmico do guarda-motor e o disjuntor cobre só o curto-circuito; nesse caso basta Ib ≤ Iz.
Composição do cabo: fase, neutro e terra
O dimensionamento entrega também a notação do cabo (KxLc#Ymm²: K cabos, L condutores por cabo, Y a bitola):
- Neutro: só o circuito monofásico tem neutro, que carrega a corrente plena (igual à fase). Circuito trifásico equilibrado não leva neutro dimensionado.
- Condutor de proteção (PE): segue a Tabela 58 — PE = fase até 16 mm², 16 mm² entre 16 e 35 mm², e metade da fase acima de 35 mm².
- Quando neutro ou PE têm a mesma bitola da fase, eles se somam ao mesmo grupo de condutores; se forem menores, viram cabos monopolares separados.
Considerações práticas de projeto
- Não pule os fatores de correção: Ft e Fa são a diferença entre um cabo que dura e um que cozinha o isolamento.
- Cheque sempre ampacidade E queda: a bitola final é a maior das duas exigências, e em linhas longas a queda costuma vencer.
- Acerte o método de instalação: ele define qual coluna da tabela vale — e a ampacidade muda quase 50% entre eletroduto e leito.
- Coordene com a proteção: Ib ≤ In ≤ Iz fecha o ciclo; sem isso, o disjuntor não protege o cabo.
Seguir esse encadeamento — corrente de projeto, fatores de correção, seleção por ampacidade, verificação de queda de tensão e coordenação com a proteção — entrega um dimensionamento de cabos numericamente rigoroso e que resiste à realidade da instalação.
Fórmulas e fundamentos
Ib = P·1000 / (√3·V·FP·η) [trifásico] Corrente que a carga efetivamente solicita. P é a potência ativa [kW], V a tensão de linha [V], FP o fator de potência [adim.] e η o rendimento [adim.]. Em monofásico usa-se V/√3 no denominador (sem √3) e em carga aparente (kVA) entra S direto, sem FP·η: Ib = S·1000/(√3·V).
Ibc = (Ib · Imult) / (Ft · Fa) Capacidade de condução que o cabo precisa ter na instalação real. Imult é o fator de multiplicação da carga (1,25 para motor, 1 para resistiva, 1,35 para capacitor); Ft é o fator de correção de temperatura e Fa o fator de agrupamento. Dividir por Ft·Fa < 1 sobe a exigência, porque o cabo conduz menos em condição quente ou agrupada.
S = menor seção com Iz_tabela(S, método) ≥ Ibc / n_cabos Seleção da bitola comercial: a menor seção cuja capacidade tabelada de condução de corrente Iz, no método de instalação adotado, suporte a corrente corrigida por circuito (Ibc dividido pelo nº de cabos em paralelo por fase). A tabela depende do método de referência (A1…F) e do material/isolação.
ΔV% = 100·√3·Ib·L·(R·cosφ + X·senφ) / V Queda percentual ao longo do cabo. L é o comprimento [km], R a resistência Rca [Ω/km] e X a reatância XL [Ω/km] da seção, cosφ = FP e senφ = √(1−FP²). Em monofásico o fator √3 vira 2 e usa-se V/√3. Com n cabos em paralelo, R e X são divididos por n.
Ib ≤ In ≤ Iz e I2 ≤ 1,45·Iz Critério da NBR 5410 (6.3.4.1). In é a corrente nominal do disjuntor, Iz = Iz_tabela·Ft·Fa·n_cabos é a capacidade do cabo in situ e I2 = 1,45·In a corrente convencional de atuação (IEC 60898/60947). Para motor, a sobrecarga fica no relé e checa-se só Ib ≤ Iz.
Normas e métodos
- ABNT NBR 5410 — Instalações elétricas de baixa tensão
- IEC 60364-5-52 — Seleção e instalação de linhas elétricas (capacidade de condução de corrente)
- NBR 5410 Tabela 33 — métodos de referência de instalação (A1, A2, B1, B2, C, D, E, F)
- NBR 5410 Tabela 40 — fatores de correção de temperatura ambiente
- NBR 5410 Tabela 42 — fatores de agrupamento de circuitos
- NBR 5410 Tabelas 48 e 58 — seção do neutro e do condutor de proteção (PE)
- IEC 60898-1 / IEC 60947-2 — disjuntores (MCB / MCCB / ACB / MPCB)
Valores típicos de referência
| Grandeza | Faixa típica | Observação |
|---|---|---|
| Fator de temperatura (Ft) padrão | 0,87 (ao ar) · 0,89 (enterrado) | Valores fixos da planilha; se a temperatura ambiente é informada, deriva-se da Tab. 40. |
| Fator de agrupamento (Fa) por método | 0,60 a 0,78 | 0,60 (A/B/D), 0,70 (C), 0,78 (E/F leito). Pela Tab. 42, 2 circuitos = 0,80; 6 = 0,57. |
| Fator de multiplicação (Imult) | 1,00 a 1,35 | Motor 1,25 (125% da FLC); resistiva/iluminação 1,00; capacitor 1,35 (IEC 60831). |
| Limite de queda de tensão | 3 % (geral) · 4 % (motor) | Convenção do projeto sobre a NBR 5410 6.2.7; o motor tolera mais pela partida. |
| Resistência Rca do cobre | 8,87 Ω/km (2,5 mm²) a 0,08 Ω/km (300 mm²) | Alumínio ≈ Cu × 1,649. PVC 70 °C usa ρ levemente menor (×0,938). |
| Derating de material e isolação | Al ≈ Cu × 0,779 · PVC ≈ EPR × 0,816 | Ampacidade do alumínio e do PVC 70 °C abaixo do cobre/EPR 90 °C (mesma geometria). |
Exemplo resolvido
Cabo de alimentação de um motor trifásico de 30 kW
Entradas
- Potência do motor
- P = 30 kW
- Tensão de linha
- V = 380 V
- Fator de potência / rendimento
- FP = 0,85 · η = 92 % (η)
- Método de instalação
- B1 (eletroduto aparente) —
- Material / isolação
- Cobre · EPR 90 °C —
- Comprimento do circuito
- L = 60 m
Resultados
- Corrente de projeto
- Ib ≈ 58,3 A
- Ampacidade requerida (corrigida)
- Ibc ≈ 139,6 A
- Seção comercial adotada
- S = 70 mm²
- Capacidade in situ (Iz)
- Iz ≈ 89,3 A
- Queda de tensão
- ΔV ≈ 0,52 %
A corrente de projeto vale Ib = 30000/(√3·380·0,85·0,92) ≈ 58,3 A. Por ser motor, multiplica-se por 1,25 e corrige-se por Ft·Fa = 0,87·0,60 = 0,522: Ibc = 58,3·1,25/0,522 ≈ 139,6 A. A menor seção de cobre EPR 90 °C cuja ampacidade B1 (171 A em 70 mm²; 134 A em 50 mm²) cobre 139,6 A é 70 mm². A queda de tensão com Rca = 0,32 Ω/km, XL = 0,10 Ω/km, senφ = 0,527 e L = 0,06 km dá ΔV = 100·√3·58,3·0,06·(0,32·0,85 + 0,10·0,527)/380 ≈ 0,52%, muito abaixo do limite de 4% do motor. A capacidade in situ Iz = 171·0,87·0,60 ≈ 89,3 A supera Ib, fechando a coordenação. A bitola escolhida fica governada pela ampacidade — não pela queda de tensão, dada a distância curta.
Erros comuns
- Dimensionar pela corrente nominal sem o fator de multiplicação: para motor o condutor deve suportar 125% da corrente de plena carga, não apenas a FLC.
- Esquecer os fatores de correção: sem dividir por Ft·Fa, a seção fica subdimensionada e o cabo aquece acima do isolamento em dia quente ou em eletroduto cheio.
- Verificar só a ampacidade e ignorar a queda de tensão: em cabos longos a queda manda na bitola, mesmo com ampacidade folgada.
- Tratar alumínio como cobre: o Al tem resistência ~65% maior e ampacidade ~22% menor; copiar a tabela de cobre subdimensiona perigosamente.
- Usar o método de instalação errado: trocar B1 (eletroduto) por E/F (leito) infla a ampacidade tabelada e leva a uma seção menor do que a real instalação suporta.
- Não coordenar com a proteção: a seção tem de respeitar Ib ≤ In ≤ Iz, senão o disjuntor não protege o cabo contra sobrecarga.
Perguntas frequentes
Por que a ampacidade da tabela não é a corrente que o cabo conduz na instalação?
A capacidade tabelada Iz vale para uma condição de referência (30 °C ao ar, 1 circuito). Na instalação real, temperatura ambiente maior e cabos agrupados reduzem a dissipação de calor. Por isso aplica-se a ampacidade in situ Iz = Iz_tabela·Ft·Fa·n_cabos, e o dimensionamento exige que essa capacidade corrigida supere a corrente de projeto.
Quando a queda de tensão manda na bitola, e não a ampacidade?
Em circuitos longos. A ampacidade depende só da corrente e da instalação, mas a queda cresce linearmente com o comprimento. A partir de algumas dezenas de metros, a seção que atende à ampacidade pode dar queda acima de 3–4%, obrigando a subir uma ou mais bitolas só para manter a tensão na carga dentro do limite.
Como o método escolhe entre cabo multipolar e unipolar?
A prioridade é o cabo multipolar (um cabo com todas as fases). Quando a seção calculada ultrapassa o maior multipolar prático (240 mm²), o método parte para cabos unipolares, paralelizando vários por fase até cada condutor ficar abaixo do teto prático. O usuário escolhe só a instalação física; a formação e o nº de cabos são decididos automaticamente.
Por que o alumínio precisa de uma seção maior que o cobre?
O alumínio tem resistividade cerca de 1,65 vez a do cobre. Para a mesma geometria e mesmo limite de temperatura, isso reduz a ampacidade em ~22% (∝ 1/√ρ) e aumenta a resistência em ~65%. O dimensionamento corrige a tabela de cobre por esses fatores, resultando em bitola maior — e maior queda de tensão para o mesmo comprimento.
O que é coordenação entre o disjuntor e o cabo?
É garantir que a proteção realmente protege o condutor. A NBR 5410 exige Ib ≤ In ≤ Iz (a corrente nominal do disjuntor cabe entre a corrente de projeto e a capacidade do cabo) e I2 ≤ 1,45·Iz. Para motor, a sobrecarga fica no relé térmico e o disjuntor cobre só o curto, então basta Ib ≤ Iz.
Como entram o neutro e o condutor de proteção?
Só o circuito monofásico tem neutro (que carrega a corrente plena, igual à fase). O condutor de proteção (PE) segue a Tabela 58: PE = fase até 16 mm², 16 mm² entre 16 e 35, e metade da fase acima de 35. Quando neutro ou PE têm a mesma bitola da fase, somam-se ao mesmo grupo na notação KxLc#Ymm².
Glossário
- Ampacidade (capacidade de condução de corrente)
- Corrente máxima que um condutor conduz em regime permanente sem ultrapassar a temperatura admissível do isolamento; tabelada por seção, método de instalação e material/isolação.
- Corrente de projeto (Ib)
- Corrente que a carga solicita em operação, calculada a partir da potência, tensão, fator de potência e rendimento.
- Fator de correção de temperatura (Ft)
- Multiplicador que reduz a ampacidade quando a temperatura ambiente supera a de referência (30 °C ao ar); tabelado por isolação (PVC 70 °C / EPR 90 °C) na Tab. 40.
- Fator de agrupamento (Fa)
- Multiplicador que reduz a ampacidade quando vários circuitos compartilham o mesmo eletroduto, leito ou bandeja, pelo aquecimento mútuo (Tab. 42).
- Método de referência
- Forma de instalação do cabo (A1 a F na NBR 5410 Tab. 33) que define a tabela de ampacidade — de eletroduto em parede isolante (mais severo) a leito ao ar (mais favorável).
- Queda de tensão (ΔV)
- Perda de tensão entre a origem e a carga, em percentual da tensão nominal, função da corrente, do comprimento e da impedância (R, X) do cabo.
- Iz in situ
- Capacidade real de condução do cabo na instalação: a ampacidade tabelada corrigida por Ft, Fa e pelo número de cabos em paralelo.
- Coordenação proteção × condutor
- Regra que casa o disjuntor com o cabo (Ib ≤ In ≤ Iz e I2 ≤ 1,45·Iz) para que a proteção atue antes de o condutor sofrer dano térmico.