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Calculating Voltage Lost Over a Wire Run
Every wire has some resistance, so some voltage is always lost between the source and whatever
it’s powering — voltage drop is how much. Enter the wire’s material and gauge, the current it
carries, its one-way length, and the source voltage, and this calculator shows exactly how many
volts (and what percentage) are lost over that run.
This matters most on longer wire runs — a garage or shed sub-panel, an extension circuit, or a
solar array’s home run back to an inverter — where too much voltage drop can make lights dim,
motors run hotter and less efficiently, and other equipment misbehave even though it’s still
technically receiving power.
The Formula
Voltage Drop=Circular Mils2×K×Current×One-Way Length
K is a resistivity constant specific to the wire material (copper or aluminum) — a long-
standing, stable physical property, not something that changes over time.
Circular Mils is the wire gauge’s cross-sectional area, looked up from the standard AWG
(American Wire Gauge) reference table.
The factor of 2 accounts for the round trip the current actually makes — out to the load
through one conductor and back through the other — even though you only enter the one-way
distance.
Worked Example
A 12 AWG copper wire carrying 20 amps over a 50-foot one-way run on a 120-volt
circuit:
12 AWG copper has a cross-sectional area of 6,530 circular mils, and copper’s K constant is
12.9.
Voltage drop: 6,5302×12.9×20×50≈3.95 volts.
As a percentage of the source: 3.95÷120×100≈3.29% — just over the
commonly-cited 3% guideline for a branch circuit, meaning a thicker gauge or a shorter run
would be worth considering.
Key Factors to Consider
A lower AWG number means a THICKER wire, which is a common source of confusion. Wire gauge
numbering runs in the opposite direction from intuition — a 10 AWG wire is physically thicker
and has less resistance than a 14 AWG wire, so upsizing a wire to reduce voltage drop means
choosing a SMALLER gauge number, not a larger one.
Copper and aluminum wire have meaningfully different resistivity, which changes voltage drop
for the same gauge and length. Aluminum has notably higher resistance than copper, so an
aluminum run needs a thicker gauge than a copper run to achieve the same voltage drop over an
identical distance — always confirm which material is actually being used before choosing a
gauge based on a voltage-drop calculation.
Excessive voltage drop causes real, cumulative problems beyond just dimmer lights. Motors
running on undervoltage draw more current to compensate, which generates extra heat and reduces
their lifespan — this is exactly why voltage drop matters as a genuine equipment-longevity and
safety concern, not just a minor efficiency nitpick.
The commonly-cited 3% (branch circuit) and 5% (combined feeder-and-branch) voltage drop
guidelines come from the National Electrical Code’s own recommendations, not a hard legal
limit in most jurisdictions. These percentages are widely-followed best-practice targets for
ensuring equipment receives adequate voltage — always check local electrical code requirements
for anything beyond a DIY reference estimate, especially for a permitted electrical
installation.
Common Mistakes
Entering the round-trip wire length instead of the one-way distance. This calculator’s
formula already doubles the length internally to account for the return conductor — entering an
already-doubled length overstates the voltage drop by 2x.
Confusing which direction AWG numbers run. Assuming a bigger gauge NUMBER means a bigger,
lower-resistance wire is backwards — a 10 AWG wire is thicker (and drops less voltage) than a
14 AWG wire, not the other way around.
Using copper’s resistivity constant for an aluminum run, or vice versa. The two materials
have meaningfully different resistance, so plugging in the wrong material’s constant produces a
voltage-drop estimate that doesn’t match the wire actually being installed.
Want to double-check the current and resistance relationship directly with Ohm’s Law? Ohm's Law Calculator solves for voltage, current, or resistance from the other two.
Calcular el Voltaje Perdido en un Tramo de Cable
Todo cable tiene algo de resistencia, así que siempre se pierde algo de voltaje entre la fuente
y lo que sea que esté alimentando — la caída de voltaje es cuánto. Ingresa el material y el
calibre del cable, la corriente que transporta, su longitud en un solo sentido y el voltaje de la
fuente, y esta calculadora muestra exactamente cuántos voltios (y qué porcentaje) se pierden en
ese tramo.
Esto importa más en tramos de cable largos — un subpanel de garaje o cobertizo, un circuito de
extensión, o el tramo de retorno de un arreglo solar hacia un inversor — donde una caída de
voltaje excesiva puede hacer que las luces se atenúen, que los motores funcionen más calientes y
de forma menos eficiente, y que otros equipos se comporten mal aunque técnicamente sigan
recibiendo energía.
La fórmula
Caıˊda de voltaje=Circular mils2×K×Corriente×Longitud en un sentido
K es una constante de resistividad específica del material del cable (cobre o aluminio) —
una propiedad física estable y bien establecida, no algo que cambie con el tiempo.
Circular Mils es el área de sección transversal del calibre del cable, obtenida de la tabla
de referencia estándar AWG (American Wire Gauge, o Calibre de Alambre Americano).
El factor de 2 contempla el recorrido de ida y vuelta que realmente hace la corriente —
hacia la carga por un conductor y de regreso por el otro — aunque solo ingreses la distancia en
un sentido.
Ejemplo resuelto
Un cable de cobre calibre 12 AWG que transporta 20 amperios a lo largo de un tramo de
50 pies en un solo sentido, en un circuito de 120 voltios:
El cobre calibre 12 AWG tiene un área de sección transversal de 6,530 circular mils, y la
constante K del cobre es 12.9.
Caída de voltaje: 6,5302×12.9×20×50≈3.95 voltios.
Como porcentaje de la fuente: 3.95÷120×100≈3.29% — justo por encima de
la guía comúnmente citada del 3% para un circuito derivado, lo que significa que valdría la
pena considerar un calibre más grueso o un tramo más corto.
Factores Clave a Considerar
Un número AWG más bajo significa un cable MÁS GRUESO, lo cual es una fuente común de
confusión. La numeración del calibre de cable va en la dirección opuesta a la intuición — un
cable calibre 10 AWG es físicamente más grueso y tiene menos resistencia que uno calibre 14 AWG,
así que aumentar el tamaño de un cable para reducir la caída de voltaje significa elegir un
número de calibre MÁS PEQUEÑO, no más grande.
El cobre y el aluminio tienen una resistividad significativamente distinta, lo cual cambia la
caída de voltaje para el mismo calibre y longitud. El aluminio tiene una resistencia
notablemente mayor que el cobre, así que un tramo de aluminio necesita un calibre más grueso que
uno de cobre para lograr la misma caída de voltaje en una distancia idéntica — siempre confirma
qué material se está usando realmente antes de elegir un calibre basado en un cálculo de caída de
voltaje.
Una caída de voltaje excesiva causa problemas reales y acumulativos más allá de simplemente
luces más tenues. Los motores que funcionan con voltaje insuficiente extraen más corriente para
compensar, lo cual genera calor adicional y reduce su vida útil — exactamente por eso la caída
de voltaje importa como una preocupación genuina de longevidad de equipo y seguridad, no solo un
detalle menor de eficiencia.
Las guías comúnmente citadas del 3% (circuito derivado) y 5% (alimentador y derivado
combinados) de caída de voltaje provienen de las propias recomendaciones del Código Eléctrico
Nacional, no un límite legal estricto en la mayoría de las jurisdicciones. Estos porcentajes
son objetivos de mejores prácticas ampliamente seguidos para asegurar que el equipo reciba
voltaje adecuado — siempre verifica los requisitos del código eléctrico local para cualquier
cosa más allá de una estimación de referencia para bricolaje, especialmente para una instalación
eléctrica con permiso.
Errores Comunes
Ingresar la longitud de ida y vuelta del cable en lugar de la distancia en un solo sentido.
La fórmula de esta calculadora ya duplica la longitud internamente para tener en cuenta el
conductor de retorno — ingresar una longitud ya duplicada sobreestima la caída de voltaje al
doble.
Confundir en qué dirección van los números AWG. Asumir que un número de calibre más grande
significa un cable más grande con menor resistencia es al revés — un cable calibre 10 AWG es
más grueso (y tiene menos caída de voltaje) que uno calibre 14 AWG, no al contrario.
Usar la constante de resistividad del cobre para un tramo de aluminio, o viceversa. Los dos
materiales tienen una resistencia significativamente distinta, así que usar la constante del
material equivocado produce una estimación de caída de voltaje que no coincide con el cable que
realmente se instala.
¿Quieres verificar directamente la relación entre corriente y resistencia con la Ley de Ohm?
Calculadora de la Ley de Ohm resuelve voltaje, corriente o resistencia a partir de las
otras dos.
The National Electrical Code (NEC) commonly-cited guideline is to keep voltage drop at or under about 3% for a branch circuit (5% combined with the feeder) — below that, equipment generally runs as expected; above it, motors and other equipment can run inefficiently or misbehave.
Why does the length I enter get doubled in the calculation?
Current has to travel the full round trip — out to the load through one conductor, then back through the return conductor — even though you only measure the one-way distance. The formula's factor of 2 accounts for that automatically, so just enter the one-way length.
Why does aluminum wire have more voltage drop than copper at the same gauge?
Aluminum has higher electrical resistance than copper, so a run of the same length and gauge loses more voltage in aluminum — which is why aluminum wiring is often sized a gauge or two thicker than copper would need for the same circuit.
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