Calculadora de potencia trifásica
Calcula potencia aparente, activa y reactiva en sistemas de CA trifásicos
Introduce tres de los cuatro valores —tensión de línea (V), corriente de línea (A), potencia activa (W) y factor de potencia— para calcular todas las magnitudes eléctricas restantes de un sistema trifásico equilibrado.
Calculadora de potencia trifásica
Calcula potencia aparente, activa y reactiva en sistemas de CA trifásicos
Introduce 3 de los 4 campos para calcular todas las magnitudes restantes.
Acerca de la calculadora de potencia trifásica
La potencia de corriente alterna (CA) trifásica es el método estándar de generación, transmisión y distribución de electricidad en todo el mundo. A diferencia de la potencia monofásica, que entrega energía en una sola onda pulsante, la potencia trifásica entrega energía en tres ondas sinusoidales superpuestas separadas por 120 grados. Esto produce un flujo de potencia suave y constante, permite que los motores arranquen y funcionen con mayor eficiencia, y facilita un uso más económico de los conductores en largas distancias de transmisión.
Las tres magnitudes fundamentales que caracterizan un sistema trifásico son la potencia aparente S (medida en voltamperios, VA), la potencia activa P (medida en vatios, W) y la potencia reactiva Q (medida en voltamperios reactivos, VAR). La potencia aparente es la tasa total a la que se entrega energía a la carga; la potencia activa es la parte que realiza trabajo útil, como calentar, iluminar o accionar el eje de un motor; y la potencia reactiva es la energía que oscila entre la fuente y los elementos inductivos o capacitivos sin realizar trabajo neto durante un ciclo completo.
Las fórmulas clave para un sistema trifásico equilibrado son S = √3 × V_L × I_L, P = S × cos(φ) y Q = S × sin(φ), donde V_L es la tensión entre líneas, I_L es la corriente de línea y φ es el ángulo de fase entre tensión y corriente. El factor de potencia PF = cos(φ) = P/S cuantifica con qué eficiencia la corriente suministrada se convierte en trabajo útil.
Esta calculadora acepta tres de las cuatro entradas principales —tensión de línea, corriente de línea, potencia activa y factor de potencia— y calcula todas las magnitudes restantes. Los resultados incluyen potencia aparente, activa y reactiva tanto en unidades base como en kilounidades, el factor de potencia y el ángulo de fase en grados. Esto hace que la herramienta sea adecuada para dimensionar cables eléctricos y aparamenta, comprobar cargas de motores, calcular requisitos de corrección del factor de potencia y verificar datos de facturación eléctrica.
Los sistemas trifásicos se caracterizan por dos tipos de conexión: estrella (wye) y delta. En una conexión estrella, la tensión de fase es V_L/√3 y la corriente de fase es igual a la corriente de línea; en una conexión delta, la tensión de fase es igual a la tensión de línea y la corriente de fase es I_L/√3. Para cargas equilibradas, las fórmulas de potencia trifásica que usan magnitudes de línea se aplican a cualquiera de las dos topologías, por eso esta calculadora usa directamente V_L e I_L. Las cargas desequilibradas requieren análisis por fase y quedan fuera del alcance de esta herramienta.
Ejemplos de potencia trifásica
Estos ejemplos muestran cálculos trifásicos típicos para aplicaciones industriales y de servicios eléctricos.
| Parámetros del sistema | Valores de potencia | Notas |
|---|---|---|
| V = 400 V, I = 50 A, PF = 0.85 | S = 34 641 VA, P = 29 445 W, Q = 18 248 VAR | Suministro trifásico europeo estándar de 400 V con un factor de potencia típico de carga industrial de 0.85. |
| V = 11 000 V, I = 100 A, PF = 0.90 | S = 1 905 255 VA (1.9 MVA), P = 1 714 730 W, Q = 827 567 VAR | Alimentador de media tensión a 11 kV. La potencia aparente supera 1.9 MVA; la potencia activa es 1.71 MW. |
| V = 480 V, P = 75 000 W, PF = 0.95 | I = 94.9 A, S = 78 948 VA, Q = 24 641 VAR | Motor de 75 kW en un suministro industrial estadounidense de 480 V. La corriente absorbida y la potencia reactiva se calculan a partir de la tensión y la potencia activa. |
| V = 230 V, I = 10 A, P = 3 450 W | S = 3 984 VA, PF = 0.866, Q = 1 992 VAR | Carga trifásica de baja tensión donde el factor de potencia se deriva de la potencia activa medida y la potencia aparente. |
Cómo usar la calculadora de potencia trifásica
- Introduce la tensión de línea (V_L) en voltios; es la tensión medida entre dos conductores de línea cualesquiera en un sistema trifásico.
- Introduce la corriente de línea (I_L) en amperios, la potencia activa (P) en vatios y/o el factor de potencia (cos φ, entre 0 y 1).
- Proporciona al menos tres de las cuatro entradas; la calculadora determinará la magnitud faltante y calculará la potencia aparente S = √3 × V × I, la potencia reactiva Q = √(S² − P²) y el ángulo de fase φ.
- Haz clic en Calcular para mostrar todos los resultados. Usa los botones predefinidos para cargar escenarios industriales habituales.
- Haz clic en Restablecer para borrar todas las entradas e iniciar un nuevo cálculo.
Preguntas frecuentes sobre potencia trifásica
¿Cuál es la fórmula de la potencia aparente trifásica?
Para un sistema trifásico equilibrado, la potencia aparente S = √3 × V_L × I_L, donde V_L es la tensión entre líneas e I_L es la corriente de línea. Esta fórmula se aplica tanto a conexiones estrella (wye) como delta porque el factor √3 tiene en cuenta la relación de fase. La potencia aparente se mide en voltamperios (VA) y representa la potencia total tomada del suministro independientemente del factor de potencia.
¿Cuál es la diferencia entre potencia aparente, activa y reactiva?
La potencia aparente S (VA) es la potencia total suministrada por la fuente. La potencia activa P (W) es la potencia real que realiza trabajo útil: calor, salida mecánica o luz. La potencia reactiva Q (VAR) es la potencia almacenada y liberada por inductores y condensadores en cada ciclo sin realizar trabajo neto. Se relacionan mediante S² = P² + Q². El factor de potencia PF = P/S indica con qué eficiencia la potencia aparente se convierte en trabajo activo.
¿Qué es el factor de potencia y por qué importa?
El factor de potencia (cos φ) es la relación entre la potencia activa y la potencia aparente, con valores de 0 a 1. Un factor de potencia de 1 significa que toda la corriente suministrada realiza trabajo útil; un factor de potencia menor implica que se toma más corriente del suministro para la misma salida útil, aumentando las pérdidas en cables y transformadores. Los clientes industriales suelen pagar una penalización si su PF cae por debajo de 0.9 o 0.95, por lo que se añaden condensadores de corrección del factor de potencia para mejorarlo.
¿Cuál es la diferencia entre conexiones estrella y delta?
En una conexión estrella (wye), cada fase se conecta entre una línea y un punto neutro. La tensión de fase es V_L / √3 y la corriente de fase es igual a la corriente de línea. En una conexión delta, cada fase se conecta entre dos líneas. La tensión de fase es V_L y la corriente de fase es I_L / √3. Para cargas equilibradas, ambas conexiones producen la misma potencia trifásica, por eso esta calculadora usa magnitudes de línea (V_L, I_L) y se aplica correctamente a cualquiera de las dos topologías.
¿Cómo calculo la corriente trifásica a partir de potencia y tensión?
Al despejar S = √3 × V × I se obtiene I = S / (√3 × V) = P / (√3 × V × PF). Por ejemplo, una carga de 30 kW en un suministro de 400 V con PF = 0.85 consume I = 30 000 / (1.732 × 400 × 0.85) ≈ 51 A. Esta calculadora automatiza ese despeje cuando proporcionas tensión, potencia activa y factor de potencia.