Formulario Eléctrico: Todas las Fórmulas Esenciales
Recopilación completa de fórmulas eléctricas fundamentales: ley de Ohm, potencia, caída de tensión, cortocircuito, factor de potencia y más.
Este formulario reúne las fórmulas eléctricas fundamentales que todo electricista profesional, ingeniero o estudiante necesita en su trabajo diario. Desde la ley de Ohm básica hasta el cálculo de corrientes de cortocircuito, pasando por las fórmulas de potencia, caída de tensión y dimensionado de protecciones.
Las fórmulas están organizadas por áreas temáticas y presentadas en sus versiones monofásica y trifásica cuando procede. Para cada fórmula se indica la notación y las unidades correspondientes, de modo que puedas aplicarlas directamente en tus cálculos sin riesgo de error.
Este formulario sigue la nomenclatura y los criterios del REBT y de las normas UNE aplicables en España. Mantenlo como referencia rápida y utiliza nuestras calculadoras para cálculos automáticos con validación de resultados.
Ley de Ohm y potencia
Las fórmulas fundamentales de la electricidad:
Ley de Ohm:
| Fórmula | Descripción | Unidades |
|---|---|---|
V = I × R | Tensión | V = A × Ω |
I = V / R | Corriente | A = V / Ω |
R = V / I | Resistencia | Ω = V / A |
| Fórmula | Descripción |
|---|---|
P = V × I | Potencia (W) |
P = I² × R | Potencia (efecto Joule) |
P = V² / R | Potencia (por tensión y resistencia) |
| Fórmula | Magnitud | Unidad |
|---|---|---|
P = V × I × cos φ | Potencia activa | W |
Q = V × I × sen φ | Potencia reactiva | VAr |
S = V × I | Potencia aparente | VA |
S = √(P² + Q²) | Relación de potencias | VA |
cos φ = P / S | Factor de potencia | — |
| Fórmula | Magnitud | Unidad |
|---|---|---|
P = √3 × V_L × I × cos φ | Potencia activa | W |
Q = √3 × V_L × I × sen φ | Potencia reactiva | VAr |
S = √3 × V_L × I | Potencia aparente | VA |
Corriente de carga
Fórmulas para calcular la corriente que consume una carga:
| Sistema | Fórmula | Variables |
|---|---|---|
| CC | I = P / V | P en W, V en V |
| Monofásico | I = P / (V × cos φ) | V = 230 V |
| Trifásico | I = P / (√3 × V_L × cos φ) | V_L = 400 V |
| Monofásico (con S) | I = S / V | S en VA |
| Trifásico (con S) | I = S / (√3 × V_L) | S en VA |
| Tipo de motor | Factor de arranque | Fórmula |
|---|---|---|
| Arranque directo | 6-8 × In | I_arr = (6 a 8) × I_n |
| Estrella-triángulo | 2-3 × In | I_arr = (2 a 3) × I_n |
| Arrancador suave | 2-4 × In | I_arr = (2 a 4) × I_n |
| Variador de frecuencia | 1-1,5 × In | I_arr = (1 a 1,5) × I_n |
Caída de tensión
Fórmulas de caída de tensión según el tipo de circuito:
Fórmulas simplificadas (secciones ≤ 25 mm²):
| Sistema | Fórmula | Uso |
|---|---|---|
| Monofásico | ΔV = 2 × I × ρ × L / S | Fórmula general |
| Trifásico | ΔV = √3 × I × ρ × L / S | Fórmula general |
| Porcentaje | ΔV% = (ΔV / V_n) × 100 | Verificación |
| Sistema | Fórmula |
|---|---|
| Monofásico | ΔV = 2 × P × L / (γ × S × V) |
| Trifásico | ΔV = P × L / (γ × S × V_L) |
| Sistema | Fórmula |
|---|---|
| Monofásico | ΔV = 2 × I × (R × cos φ + X × sen φ) × L |
| Trifásico | ΔV = √3 × I × (R × cos φ + X × sen φ) × L |
| Sistema | Fórmula |
|---|---|
| Monofásico | S = 2 × I × ρ × L / ΔV_máx |
| Trifásico | S = √3 × I × ρ × L / ΔV_máx |
- ρ = resistividad (Ω·mm²/m) a temperatura de servicio
- γ = conductividad (m/Ω·mm²) = 1/ρ
- L = longitud en metros
- S = sección en mm²
Corrientes de cortocircuito
Fórmulas para el cálculo de corrientes de cortocircuito:
Corriente de cortocircuito máxima:
| Sistema | Fórmula |
|---|---|
| General | Icc = V / Z_cc |
| En bornes del transformador | Icc = S_n / (√3 × V_2 × ε_cc / 100) |
| A distancia del transformador | Icc = V / (Z_trafo + Z_línea) |
| Componente | Fórmula |
|---|---|
| Línea (Z) | Z = √(R² + X²) |
| Resistencia de línea | R = ρ × L / S |
| Reactancia de línea | X ≈ 0,08 × L (mΩ) para S ≤ 120 mm² |
| Impedancia del transformador | Z_t = (ε_cc × V²) / (100 × S_n) |
| Sistema | Fórmula |
|---|---|
| Monofásico | Icc_min = 0,8 × V / (2 × Z_línea) |
| Trifásico | Icc_min = 0,8 × V / (√3 × Z_línea) |
Resistencia de conductores
Fórmulas relacionadas con la resistencia eléctrica de los conductores:
Resistencia de un conductor:
R = ρ × L / S
| Variable | Descripción | Unidad |
|---|---|---|
| R | Resistencia | Ω |
| ρ | Resistividad | Ω·mm²/m |
| L | Longitud | m |
| S | Sección | mm² |
R_T = R_20 × [1 + α × (T - 20)]
| Material | α (coeficiente térmico) |
|---|---|
| Cobre | 0,00393 /°C |
| Aluminio | 0,00403 /°C |
| Material | ρ a 20°C | ρ a 70°C | ρ a 90°C |
|---|---|---|---|
| Cobre | 0,01724 | 0,02132 | 0,02298 |
| Aluminio | 0,02826 | 0,03498 | 0,03770 |
1/R_total = 1/R₁ + 1/R₂ + ... + 1/R_n
Resistencia en serie:
R_total = R₁ + R₂ + ... + R_n
Compensación de energía reactiva
Fórmulas para el cálculo de baterías de condensadores:
Potencia reactiva a compensar:
Q_c = P × (tan φ₁ - tan φ₂)
Donde:
- P = potencia activa de la instalación (kW)
- φ₁ = ángulo del factor de potencia actual
- φ₂ = ángulo del factor de potencia deseado
| Sistema | Fórmula |
|---|---|
| Monofásico | C = Q_c / (2π × f × V²) |
| Trifásico (en triángulo) | C = Q_c / (2π × f × V_L²) |
| Trifásico (en estrella) | C = 3 × Q_c / (2π × f × V_L²) |
Q_c = 100 × (tan(arccos 0,75) - tan(arccos 0,95))
Q_c = 100 × (0,882 - 0,329) = 55,3 kVAr
Se necesita una batería de 55 kVAr (seleccionar el escalón comercial inmediato superior).
Factor de simultaneidad y previsión de cargas (REBT)
El REBT español define fórmulas específicas para el cálculo de la previsión de cargas en edificios que no se encuentran en la normativa de otros países:
Factor de simultaneidad para viviendas (ITC-BT-10):
| Nº viviendas | Factor de simultaneidad | Potencia total (%) |
|---|---|---|
| 1 | 1,00 | 100% |
| 2 | 0,89 | 89% |
| 3 | 0,83 | 83% |
| 4 | 0,78 | 78% |
| 5 | 0,73 | 73% |
| 6-10 | 0,69 | 69% |
| 11-15 | 0,65 | 65% |
| 16-20 | 0,61 | 61% |
| 21-25 | 0,58 | 58% |
| 26-50 | 0,55 | 55% |
| > 50 | 0,50 | 50% |
Carga total del edificio = Σ viviendas + servicios comunes + locales + garaje
| Componente | Fórmula | Ejemplo |
|---|---|---|
| Viviendas | n × P_viv × f_simult | 20 × 5.750 × 0,61 = 70.150 W |
| Servicios comunes | 100% potencia | Ascensor + alumbrado = 15.000 W |
| Locales comerciales | 100 W/m² | 200 m² × 100 = 20.000 W |
| Garaje | 20 W/m² (ventilación) + 10 W/m² (alumbrado) | 500 m² × 30 = 15.000 W |
| Tipo electrificación | Potencia mínima | IGA | Circuitos mínimos |
|---|---|---|---|
| Básica | 5.750 W | 25 A | 5 (C1-C5) |
| Elevada | 9.200 W | 40 A | 8+ (C1-C10) |
- Superficie útil > 160 m²
- Calefacción eléctrica
- Aire acondicionado
- Recarga de vehículo eléctrico
- Secadora
- Domótica
S_min = S tal que I_z(S) ≥ I_n(PIA) ≥ I_servicio
Donde I_z se obtiene de las tablas de la ITC-BT-19, considerando el método de instalación y los factores de corrección.
Normativa aplicable
ITC-BT-19 — Prescripciones generales
"Define las fórmulas oficiales de cálculo de caída de tensión e intensidades admisibles."
ITC-BT-22 — Protección contra sobreintensidades
"Establece las condiciones de cálculo para la coordinación conductor-protección."
Conclusión
Este formulario reúne las fórmulas eléctricas más utilizadas en el dimensionado y verificación de instalaciones de baja tensión. Desde las relaciones básicas de la ley de Ohm hasta los cálculos de cortocircuito y compensación reactiva, estas fórmulas constituyen la herramienta matemática fundamental del profesional eléctrico.
Recuerda siempre verificar las unidades, usar la resistividad correcta según la temperatura de servicio del aislamiento, y aplicar los factores de corrección pertinentes. Para cálculos automáticos con validación normativa, utiliza las calculadoras de EleCalculador.
Preguntas frecuentes
El factor √3 (1,732) aparece porque en un sistema trifásico equilibrado, la tensión entre fases (V_L = 400 V) es √3 veces la tensión de fase (V_F = 230 V). Este factor convierte entre magnitudes de línea y de fase, y es fundamental en todas las fórmulas de potencia y caída de tensión trifásicas.