Calculadora de Potencia Eléctrica - Monofásica y Trifásica

¿Qué es la potencia eléctrica?

La potencia eléctrica mide la velocidad a la que se consume o transforma la energía eléctrica. Si la energía es "el combustible", la potencia es "el ritmo al que lo quemamos". Un calefactor de 2.000 W consume el doble de energía por segundo que uno de 1.000 W.

En corriente continua, la potencia es simplemente P = V × I. Pero en corriente alterna aparece un factor adicional —el factor de potencia— que complica las cosas y crea tres tipos distintos de potencia.

El triángulo de potencias

En sistemas de corriente alterna, la potencia se descompone en tres componentes:

S (VA)
       /|
      / |
     /  | Q (VAr)
    / φ |
   /____|
    P (W)

• P — Potencia activa (W): La que realmente produce trabajo útil (calor, movimiento, luz). Es la que paga el consumidor.
• Q — Potencia reactiva (VAr): La que "ida y viene" entre la red y las cargas inductivas (motores, transformadores). No produce trabajo pero ocupa capacidad de transporte.
• S — Potencia aparente (VA): La combinación vectorial de P y Q. Es lo que la red debe suministrar y lo que dimensiona transformadores y cables.

Relación: S² = P² + Q² y cos φ = P / S

Fórmulas de potencia por tipo de sistema

Para potencia aparente, se eliminan los cos φ de las fórmulas:

S_monofásico = V × I
S_trifásico = √3 × V_L × I_L

El factor de potencia: impacto técnico y económico

El factor de potencia (cos φ) indica qué fracción de la potencia suministrada se convierte en trabajo útil:

Impacto económico: La comercializadora eléctrica penaliza a consumidores industriales con cos φ < 0,90. La penalización puede suponer un recargo del 3% al 47% en la factura de potencia reactiva. La solución más habitual es instalar una batería de condensadores.

Impacto técnico: Un cos φ de 0,7 significa que para entregar 10 kW útiles, la línea debe transportar 14,3 kVA de potencia aparente, lo que exige cables un 43% más gruesos que si cos φ fuera 1.

Ejemplo práctico: calcular la corriente de un motor trifásico

Datos:

• Motor: 7,5 kW, trifásico, 400V
• Factor de potencia: cos φ = 0,85
• Rendimiento: η = 0,90

Paso 1 — Potencia absorbida de la red:

P_absorbida = P_mecánica / η = 7.500 / 0,90 = 8.333 W

Paso 2 — Corriente de línea:

I = P / (√3 × V × cos φ)
I = 8.333 / (1,732 × 400 × 0,85) = 14,2 A

Paso 3 — Potencia aparente:

S = P / cos φ = 8.333 / 0,85 = 9.804 VA ≈ 9,8 kVA

Paso 4 — Potencia reactiva:

Q = √(S² - P²) = √(9.804² - 8.333²) = 5.163 VAr ≈ 5,2 kVAr

Esta potencia reactiva de 5,2 kVAr es la que se compensaría con un condensador.

Errores comunes en el cálculo de potencia

Confundir W con VA: En la placa de un SAI pone 1.500 VA, pero solo entrega 900 W si cos φ = 0,6. Dimensionar cargas por los VA y no por los W puede dejar sin margen al equipo.

Olvidar el rendimiento del motor: Un motor de 5,5 kW absorbe de la red más potencia que 5,5 kW (típicamente un 10-15% más) porque parte se pierde en calor interno.

Usar 230V en fórmulas trifásicas: La tensión de línea trifásica en España es 400V, no 230V. Usar 230V da una corriente 1,73 veces mayor que la real.

Ignorar el cos φ en cargas inductivas: Calcular I = P / (√3 × V) sin cos φ subestima la corriente real. Para un motor con cos φ = 0,85, la corriente real es un 18% mayor.

Tabla de referencia: potencia de equipos comunes