Una buena revisión de potencia empieza por identificar qué sistema tiene enfrente. La CC, la CA monofásica y la CA trifásica balanceada no usan las mismas suposiciones, y muchos errores de campo aparecen cuando se mezclan fórmulas o unidades. Esta guía mantiene claras esas relaciones para tensiones comunes de EE. UU. y equipos de 60 Hz.
La CC y la CA No Se Comportan Igual
Corriente Continua
En trabajo de CC en estado estable, el voltaje y la corriente no cambian de polaridad de forma periódica.
Relación principal:
P = V x I
Ejemplos comunes:
- baterías
- circuitos de control en CC
- electrónica
- strings fotovoltaicos antes del inversor
Corriente Alterna
En sistemas de CA, voltaje y corriente varían con el tiempo y puede existir un ángulo de fase entre ambos.
Eso significa que la revisión de CA suele requerir:
- voltaje RMS
- corriente RMS
- factor de potencia
- potencia real
- potencia aparente
- potencia reactiva
Para distribución eléctrica y la mayoría del trabajo en edificios de Estados Unidos, la frecuencia nominal es 60 Hz.
Potencia Real, Aparente y Reactiva
En sistemas de CA, estos términos deben mantenerse separados:
- kW = potencia real
- kVA = potencia aparente
- kVAR = potencia reactiva
Se relacionan con el triángulo de potencia:
S² = P² + Q²
Donde:
- S = potencia aparente
- P = potencia real
- Q = potencia reactiva
El factor de potencia es:
PF = P / S
Si el factor de potencia es 1.0, la potencia real y la aparente son iguales. Cuando el factor de potencia baja, la corriente sube para la misma salida útil.
Potencia Monofásica en Trabajo de EE. UU.
Los valores nominales monofásicos y de fase dividida más comunes incluyen:
- 120 V
- 240 V
- 120/240 V de fase dividida
Relaciones generales
Para CC o una carga CA puramente resistiva:
P = V x I
Para CA monofásica con factor de potencia:
P = V x I x PF
S = V x I
Q = V x I x sin(phi)
Ejemplo 1: Carga Monofásica a 240 V
- Voltaje: 240 V
- Corriente: 24 A
- Factor de potencia: 0.92
Potencia real:
240 x 24 x 0.92 = 5,299.2 W = 5.30 kW
Potencia aparente:
240 x 24 = 5,760 VA = 5.76 kVA
Por eso una carga monofásica de motor o transformador no debe revisarse solo con voltios por amperios cuando el factor de potencia no es uno.
Potencia Trifásica en Trabajo de EE. UU.
Las clases de tensión trifásica más comunes incluyen:
- 208Y/120 V
- 240 V delta
- 480Y/277 V
Para sistemas trifásicos balanceados:
P = sqrt(3) x V_LL x I_L x PF
S = sqrt(3) x V_LL x I_L
Q = sqrt(3) x V_LL x I_L x sin(phi)
Donde:
- V_LL = voltaje línea-línea
- I_L = corriente de línea
Ejemplo 2: Carga de Motor Trifásico a 480 V
- Voltaje: 480 V línea-línea
- Corriente de línea: 18 A
- Factor de potencia: 0.86
Potencia real:
1.732 x 480 x 18 x 0.86 = aproximadamente 12.88 kW
Potencia aparente:
1.732 x 480 x 18 = aproximadamente 14.97 kVA
Otra vez, kW y kVA no son el mismo valor salvo que el factor de potencia sea 1.0.
No Mezcle Línea-Línea con Línea-Neutro
Uno de los errores más comunes en revisión trifásica es usar la referencia de voltaje equivocada.
Ejemplos:
- un sistema 208Y/120 V tiene 208 V línea-línea y 120 V línea-neutro
- un sistema 480Y/277 V tiene 480 V línea-línea y 277 V línea-neutro
Si la carga está conectada línea-neutro, use el voltaje de fase que la carga realmente ve. Si es una carga trifásica balanceada, use la relación trifásica con voltaje línea-línea.
La Fase Dividida No Es Potencia Bifásica
Un servicio residencial típico de 120/240 V en EE. UU. suele venir de un transformador con toma central.
Eso significa:
- 120 V desde cualquiera de las fases vivas hacia neutro
- 240 V entre ambas fases vivas
No es un sistema bifásico real de 90 grados. Tratarlo así lleva a errores de corriente y potencia.
Por Qué la Trifásica Es Común en Cargas Mayores
Los sistemas trifásicos balanceados se usan mucho porque:
- entregan potencia de forma más suave a equipos rotativos
- reducen la corriente para la misma potencia real frente a un arreglo monofásico comparable
- ayudan a limitar tamaño de conductor y caída de tensión en cargas grandes
Eso no significa que la trifásica sea "mejor" para todo. Significa que suele ser la solución práctica para motores grandes, distribución y cargas comerciales.
Práctica de Medición
Al revisar valores de potencia en campo, confirme:
- si el medidor reporta potencia real o aparente
- si el voltaje es línea-línea o línea-neutro
- si la corriente es por fase o totalizada
- si el sistema está lo bastante balanceado para usar fórmulas simplificadas
- si la carga es CA o CC
En sistemas desbalanceados o distorsionados, los datos medidos son más confiables que una fórmula idealizada por sí sola.
Errores Comunes
- Usar la fórmula de CC en cargas CA con ángulo de fase significativo.
- Tratar kW y kVA como si fueran intercambiables.
- Usar fórmulas monofásicas en equipos trifásicos.
- Mezclar voltaje línea-línea con línea-neutro.
- Llamar "bifásico" a un servicio de fase dividida.
Lista Práctica de Revisión
Antes de resolver un problema de potencia, confirme:
- CA o CC
- monofásico o trifásico
- clase de voltaje nominal
- corriente medida o asumida
- potencia real frente a potencia aparente
- factor de potencia real o supuesto
Resumen
La revisión de potencia es mucho más confiable cuando primero se identifica el tipo de sistema:
- La CC suele usar relaciones directas entre voltaje, corriente y potencia.
- La CA monofásica normalmente requiere considerar factor de potencia.
- La CA trifásica balanceada usa la relación de raíz de tres con voltaje línea-línea.
- kW, kVA y kVAR describen partes distintas del comportamiento de la CA.
- Las clases de tensión de EE. UU. y el supuesto de 60 Hz deben mantenerse alineados con el sistema real.