⚡ Calculadora de Potencia Eléctrica

La potencia eléctrica es la tasa a la que un circuito transfiere energía eléctrica. En un circuito DC, la potencia es simplemente P = V × I (voltaje × corriente), medida en vatios (W). En circuitos AC con componentes reactivos (inductores y capacitores), la situación es más compleja: parte de la energía oscila entre la fuente y los componentes reactivos sin realizar trabajo útil. Esto da lugar a tres tipos de potencia: potencia real P (vatios, la energía que realiza el trabajo), potencia reactiva Q (VAR, voltios-amperios reactivos, la energía que va y vuelve), y potencia aparente S (VA, la suma vectorial de P y Q).

El triangulo de potencias resume visualmente la relación entre potencia real, reactiva y aparente, siendo el coseno del ángulo φ el factor de potencia del circuito.

Para circuitos DC: P = V × I, P = I²R, y P = V²/R son todas equivalentes. Para circuitos AC con valores RMS y ángulo de fase φ entre voltaje y corriente:

La métrica derivada consumo de energía a lo largo del tiempo es Energía = P × t, medida en vatios-hora (Wh) o kilovatios-hora (kWh). Una bombilla de 100 W encendida durante 10 horas consume 1000 Wh = 1 kWh de energía.

1. Seleccione el tipo de circuito: DC o AC.
2. Ingrese el voltaje (V) y la corriente (I).
3. Para AC, ingrese el factor de potencia (PF = cos φ, entre 0 y 1).
4. Haga clic en Calcular para obtener potencia real, potencia aparente y potencia reactiva.
5. Revise la estimación de consumo de energía para un tiempo de operación determinado.

¿Cuál es la diferencia entre vatios (W) y voltios-amperios (VA)?

Los vatios miden la potencia real: la energía que realiza trabajo útil como calentar, iluminar o producir movimiento mecánico. Los VA miden la potencia aparente: la potencia total que la fuente debe entregar, incluida la potencia reactiva que regresa. Para una carga resistiva (PF=1), W = VA. Para un motor con PF=0.8, una carga de 1000 VA entrega solo 800 W de trabajo útil.

¿Qué es un buen factor de potencia?

PF = 1.0 (puramente resistivo) es ideal. Las companías eléctricas tipicamente exigen a los clientes industriales mantener un PF ≥ 0.9. Un valor inferior a 0.85 se considera deficiente y puede generar cargos por penalización. Se usan bancos de capacitores o compensadores síncronos para corregir el bajo factor de potencia causado por cargas inductivas.

¿Cómo calculo el costo de energía a partir de la potencia?

Energía (kWh) = Potencia (W) × Tiempo (h) / 1000. Costo = Energía × Tarifa ($/kWh). Un calefactor de 1500 W funcionando 4 horas/día durante 30 días a $0.12/kWh cuesta 1500 × 4 × 30 / 1000 × $0.12 = $21.60.

¿Qué es la potencia reactiva y es un desperdicio?

La potencia reactiva (VAR) es la energía que oscila entre la fuente y los componentes inductivos/capacitivos sin realizar trabajo útil. No aparece en su factura de energía (que mide la potencia real), pero carga la red: se necesitan cables más gruesos, transformadores más grandes y mayor capacidad de generación para manejarla. Las companías eléctricas cobran a los clientes industriales tanto por la energía (kWh) como por la potencia aparente (kVA).

¿Puede el factor de potencia ser mayor que 1?

No. Como PF = cos(φ), su rango va de 0 a 1. PF = 0 significa puramente reactivo (sin potencia real), PF = 1 significa puramente resistivo (toda la potencia aparente es real). Un factor de potencia negativo es posible si la carga genera energía (como un inversor solar que inyecta energía a la red).

¿En qué se diferencia la potencia trifásica de la monofásica?

En un sistema trifásico equilibrado, la potencia total = √3 × V_línea × I_línea × PF, donde V_línea e I_línea son el voltaje entre líneas y la corriente de línea. El sistema trifásico entrega potencia de forma más suave (menos rizo) y usa menos material conductor para el mismo nivel de potencia, por lo que es el estándar en aplicaciones industriales.

La corrección del factor de potencia es importante para los clientes industriales de electricidad: añadir capacitores en paralelo a cargas inductivas (motores, transformadores) puede elevar el PF de 0.7 a 0.95, reduciendo la potencia aparente y, por tanto, el cargo por demanda de la companía eléctrica. Los sistemas UPS y los generadores se clasifican en VA, no en vatios, porque deben suministrar toda la potencia aparente independientemente del factor de potencia. Un UPS de 1000 VA con PF = 0.6 solo puede entregar 600 W de potencia real. Al medir potencia con un multímetro, tenga en cuenta que los multímetros económicos miden voltaje y corriente RMS por separado y calculan la potencia aparente (V×I); solo un medidor de potencia real (con medición de fase) puede leer la potencia real. Para sistemas trifásicos, la potencia total es P = √3 × V_línea × I_línea × PF (para cargas equilibradas). El medidor de electricidad de su casa integra la potencia real a lo largo del tiempo para calcular los kWh facturados.