Potencia Trifásica: Activa, Reactiva, Aparente y Triángulo de Potencias
Guía de potencia trifásica: cálculo de P, Q y S, triángulo de potencias, equilibrado/desequilibrado, y medida con vatímetros.
La potencia en sistemas trifásicos es clave para dimensionar cualquier instalación industrial. Entender la relación entre potencia activa (W), reactiva (var) y aparente (VA) permite seleccionar cables, protecciones y transformadores correctamente.
Tipos de potencia
| Potencia | Símbolo | Unidad | Significado |
|---|---|---|---|
| Activa | P | W (kW) | Trabajo útil (calor, movimiento) |
| Reactiva | Q | var (kvar) | Energía de magnetización (motores, trafos) |
| Aparente | S | VA (kVA) | Total circulante por la red |
S² = P² + Q²
P = S × cos φ
Q = S × sen φFactor de potencia: cos φ = P / S (relación entre trabajo útil y potencia total).
Ejemplo práctico: Motor trifásico: S = 10 kVA, cos φ = 0,85
- P = 10 × 0,85 = 8,5 kW (trabajo mecánico)
- Q = 10 × sin(acos 0,85) = 10 × 0,527 = 5,27 kvar (magnetización)
- La factura cobra por los kWh, pero la red "ve" los 10 kVA.
Fórmulas trifásicas
Sistema equilibrado (lo habitual):
P = √3 × V_L × I_L × cos φ
Q = √3 × V_L × I_L × sen φ
S = √3 × V_L × I_L
Donde V_L = tensión entre fases (400V), I_L = corriente de línea.
Corriente a partir de potencia (la fórmula más usada):
I = P / (√3 × V × cos φ)
Ejemplo: Motor de 15 kW, 400V, cos φ = 0,85:
I = 15.000 / (1,732 × 400 × 0,85) = 25,4 A
Tabla de corrientes rápida (400V, cos φ = 0,85):
| Potencia (kW) | Corriente (A) |
|---|---|
| 3 | 5,1 |
| 5,5 | 9,3 |
| 7,5 | 12,7 |
| 11 | 18,7 |
| 15 | 25,4 |
| 22 | 37,3 |
| 30 | 50,9 |
| 37 | 62,8 |
| 45 | 76,3 |
| 55 | 93,3 |
| 75 | 127,2 |
Medida y desequilibrio
Medida de potencia trifásica:
- Método de 2 vatímetros (Aron): Dos vatímetros miden P total y cos φ de un sistema equilibrado. Método clásico.
- Analizador de redes: Mide P, Q, S, cos φ, armónicos y desequilibrios en tiempo real. Es la herramienta profesional actual.
- Mayor corriente por el neutro
- Sobrecarga de una fase
- Pérdidas adicionales en el transformador
- Posibles sobretensiones en las fases menos cargadas
Desequilibrio (%) = (I_max - I_min) / I_media × 100Se recomienda desequilibrio < 10%. Si es mayor, repartir las cargas monofásicas entre fases.
El neutro: En sistemas trifásicos equilibrados, la corriente por el neutro es cero. Por eso las acometidas trifásicas equilibradas solo necesitan 3 conductores. En instalaciones con muchas cargas monofásicas (viviendas), el neutro siempre lleva corriente.
Conclusión
La potencia trifásica se calcula con √3 × V × I × cos φ. Mantén el sistema equilibrado repartiendo cargas entre fases, y corrige el factor de potencia con condensadores para evitar penalizaciones.
Preguntas frecuentes
√3 se usa siempre con tensión de línea (400V entre fases). Si usas tensión de fase (230V entre fase y neutro), NO uses √3, pero multiplica el resultado por 3 (3 fases). Ambos métodos dan el mismo resultado.