Potencia trifásica
Potencia real, aparente y reactiva a partir de la tensión de línea, la corriente y el factor de potencia — los kW que usted paga, los kVA que carga el sistema y los kVAR que arrastra un factor de potencia pobre.
Potencia trifásica y monofásica · real, aparente y reactiva · corrección del FP
kW = √3 · V · I · PF / 1000
Qué le da
La potencia trifásica viene en tres formas, y esto reparte una carga balanceada en todas ellas con solo la tensión de línea, la corriente de línea y el factor de potencia. La potencia aparente (kVA) es la que de verdad tienen que cargar los conductores, el transformador y la compañía de luz: kVA = √3 × V × I ÷ 1000. La potencia real (kW) es la potencia de trabajo que gira flechas y genera calor, y es la que cobra el medidor de kilowatt-hora: kW = kVA × FP. La potencia reactiva (kVAR) es la potencia de magnetización que va y viene sin hacer trabajo nunca: kVAR = √(kVA² − kW²). Juntas, las tres forman el triángulo de potencia, y el factor de potencia no es más que su coseno — la fracción de los kVA cargados que sale como kW útiles.
Por qué los tres números no son iguales
Si el factor de potencia fuera un 1.0 perfecto, los tres valores se juntarían en uno y los kVA serían iguales a los kW. Los motores, transformadores y balastros reales nunca llegan a eso — jalan corriente de magnetización que se atrasa respecto a la tensión, así que una rebanada de cada amper que usted carga produce kVAR reactivos en lugar de kW de trabajo. Por eso un alimentador de 480 V a 20 A carga 16.6 kVA pero entrega apenas unos 14 kW: los 8.8 kVAR que faltan son corriente real en sus cables y en su transformador, calentándolos y comiéndose capacidad, sin hacer nada en la flecha. Dimensione conductores y transformadores por los kVA, facture y haga el balance térmico por los kW, y piense en capacitores cuando los kVAR se hagan grandes frente a los kW.
Nota de campo — un factor de potencia pobre le cuesta dos veces
Un factor de potencia bajo sale caro de los dos lados del medidor. Infla la corriente de línea para la misma cantidad de trabajo real, así que sus conductores y su transformador trabajan más calientes y más cerca de su límite sin dar más salida — una planta a 0.75 de FP carga como 13 por ciento más corriente que la misma carga a 0.85. Y la mayoría de las compañías de luz agregan un cargo por demanda o por potencia reactiva en cuanto el FP de la planta baja de más o menos 0.90 a 0.95. Si un alimentador anda caliente pero los kW conectados se ven modestos, revise el factor de potencia antes de dar por hecho que el cable quedó chico; el arreglo muchas veces es un banco de capacitores, no volver a jalar cable.
Monofásica o trifásica
Ponga el selector de Fase igual que la alimentación. Lo único que cambia es el factor √3 entre líneas: una carga trifásica balanceada carga kVA = √3 × V × I ÷ 1000, mientras que una carga monofásica es simplemente kVA = V × I ÷ 1000. Todo lo de abajo es idéntico — kW = kVA × FP y kVAR = √(kVA² − kW²) se cumplen igual — así que el triángulo de potencia, el ángulo y las cuentas de corrección se comportan igual; solo se recorre la escala de potencia aparente. Una carga monofásica de 240 V a 20 A y 0.9 de FP, por ejemplo, es 240 × 20 ÷ 1000 = 4.80 kVA cargando 4.32 kW.
Corrección del factor de potencia
Los capacitores entregan potencia reactiva ahí mismo para que la compañía de luz no tenga que empujarla por el alimentador. Para subir el factor de potencia de su valor actual a un objetivo FPt, el banco de capacitores debe dar Qc = kW × (tan(cos⁻¹ FP) − tan(cos⁻¹ FPt)). Los kW reales nunca cambian — la corrección solo recorta el cateto reactivo del triángulo, encogiendo los kVAR y, con ellos, los kVA que carga el sistema. En el diagrama, la flecha verde marca los kVAR que quita el capacitor y la hipotenusa verde punteada es la potencia aparente menor que queda. Capture el objetivo al que quiere llegar en el campo FP objetivo; un objetivo fuera de 0–1 simplemente deja en blanco el resultado del capacitor.
Ejemplo resuelto
Un alimentador trifásico de 480 V jalando 20 A a 0.85 de factor de potencia: la potencia aparente es √3 × 480 × 20 ÷ 1000 = 16.63 kVA, la potencia real es 16.63 × 0.85 = 14.13 kW, y la potencia reactiva es √(16.63² − 14.13²) = 8.76 kVAR. Para corregir esa carga a 0.95 de FP necesita 14.13 × (tan(cos⁻¹ 0.85) − tan(cos⁻¹ 0.95)) = 4.11 kVAR de capacitores. Eso baja el cateto reactivo de 8.76 a 4.64 kVAR, jala la potencia aparente hasta unos 14.9 kVA, y baja la corriente de línea de 20 A a más o menos 17.9 A — liberando capacidad de alimentador y transformador sin trabajo real de más.