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Beedy Academy · Calculadoras

Calculadoras eléctricas para planta

Potencia monofásica y trifásica, motores, factor de potencia, caída de tensión, transformadores y baterías: 14 cálculos de planta.

Fundamentos y energía

Ley de Ohm y potencia en CC

FórmulaR = U ÷ I  ·  P = U × I = U² ÷ R = R × I²
V
A
Resistencia (R)—Ω
Potencia (P)—W

También vale en CA para una carga puramente resistiva. Una resistencia que disipa más que su potencia nominal se calienta y se quema. Trabajos eléctricos: solo personal calificado, con bloqueo y etiquetado.

Resistencias en serie y en paralelo

FórmulaRs = R₁ + R₂ + R₃  ·  1 ÷ Rp = 1 ÷ R₁ + 1 ÷ R₂ + 1 ÷ R₃
Ω
Ω
Ω
Equivalente en serie (Rs)—Ω
Equivalente en paralelo (Rp)—Ω

En paralelo, la equivalente siempre es menor que la resistencia más pequeña. Medir resistencias sin tensión, con el circuito aislado. Trabajos eléctricos: solo personal calificado, con bloqueo y etiquetado.

Resistencia calefactora: resistencia y corriente

FórmulaR = Un² ÷ Pn  ·  I = U ÷ R  ·  P = U² ÷ R
kW
V
V
Resistencia del elemento (R)—Ω
Corriente a tensión nominal—A
Potencia a la tensión real—kW
Corriente a la tensión real—A

Por elemento, resistencia supuesta constante (varía algo con la temperatura). Un elemento de 240 V a 208 V pierde cerca del 25 % de su potencia. Trabajos eléctricos: solo personal calificado, con bloqueo y etiquetado.

Energía consumida (kWh)

FórmulaE = P × α ÷ 100 × h × n
kW
%
h/d
d/año
Potencia media absorbida—kW
Energía por día—kWh/d
Energía por año—kWh/año

Factor de carga = potencia media realmente absorbida ÷ potencia instalada. Para un motor, medir la potencia absorbida en lugar de fiarse de la placa.

Autonomía de batería o SAI

FórmulaE = C × U × DoD ÷ 100  ·  t = E × η ÷ 100 ÷ P
Ah
V
W
%
%
Energía utilizable de la batería—Wh
Autonomía estimada—h
Autonomía estimada—min

Estimación: la capacidad real baja con alta corriente de descarga (efecto Peukert), con frío y con la edad. Prever un margen del 20 al 25 % y hacer una prueba de autonomía. Trabajos eléctricos: solo personal calificado, con bloqueo y etiquetado.

Potencia CA y distribución

Potencia monofásica

FórmulaS = U × I ÷ 1000  ·  P = S × cos φ  ·  Q = S × sin φ
V
A
Potencia aparente (S)—kVA
Potencia activa (P)—kW
Potencia reactiva (Q)—kvar

El factor de potencia se mide con un analizador de redes; si no, usar el de la placa (válido solo a plena carga). Trabajos eléctricos: solo personal calificado, con bloqueo y etiquetado.

Potencia trifásica

FórmulaS = √3 × U × I ÷ 1000  ·  P = S × cos φ  ·  Q = S × sin φ
V
A
Potencia aparente (S)—kVA
Potencia activa (P)—kW
Potencia reactiva (Q)—kvar

U = tensión entre fases, I = corriente de línea (media de las tres fases). Carga equilibrada supuesta; si las corrientes difieren más del 10 %, buscar la causa. Trabajos eléctricos: solo personal calificado, con bloqueo y etiquetado.

Corrección del factor de potencia (condensadores)

FórmulaQc = P × (tan φ₁ − tan φ₂)  ·  S = P ÷ cos φ
kW
Condensadores requeridos (Qc)—kvar
Potencia aparente antes—kVA
Potencia aparente después—kVA
Reducción de la corriente de línea—%

No apuntar por encima de 0,95 a 0,98: sobrecompensación a baja carga y riesgo de resonancia con los armónicos de los variadores. Los condensadores quedan cargados tras el corte: esperar la descarga y verificar ausencia de tensión. Trabajos eléctricos: solo personal calificado, con bloqueo y etiquetado.

Transformador: corriente nominal y de cortocircuito

FórmulaIn = S × 1000 ÷ (k × U)  (k = √3 : 3φ, 1 : 1φ)  ·  Isc = In × 100 ÷ Z%
kVA
V
%
Corriente nominal secundaria (In)—A
Corriente de cortocircuito máxima (Icc)—kA

Cortocircuito en bornes del secundario con red aguas arriba infinita: valor conservador para verificar el poder de corte. El estudio de arco eléctrico y selectividad requiere un cálculo completo. Trabajos eléctricos: solo personal calificado, con bloqueo y etiquetado.

Caída de tensión en un cable

FórmulaΔU = b × L × I × (ρ ÷ S × cos φ + λ × sin φ)  (b = √3 : 3φ, 2 : 1φ)  ·  ΔU% = ΔU ÷ U × 100
V
A
m
mm²
Caída de tensión (ΔU)—V
Caída de tensión (ΔU%)—%
Tensión en la carga—V

Método IEC 60364-5-52, anexo G: ρ en servicio 0,0225 (cobre) o 0,036 (aluminio) Ω·mm²/m, λ = 0,08 mΩ/m. Referencia habitual: 3 a 5 % en total; manda el reglamento eléctrico local. Trabajos eléctricos: solo personal calificado, con bloqueo y etiquetado.

Motores y variadores

Corriente a plena carga de un motor

FórmulaP₁ = P ÷ η  ·  In = P₁ × 1000 ÷ (k × U × cos φ)  (k = √3 : 3φ, 1 : 1φ)
kW
V
%
Potencia absorbida (P₁)—kW
Corriente a plena carga (In)—A

P = potencia mecánica en el eje (placa). Estimación: ajustar la protección de sobrecarga con la corriente de placa y dimensionar los conductores con las tablas del reglamento. Trabajos eléctricos: solo personal calificado, con bloqueo y etiquetado.

Velocidad síncrona y deslizamiento

FórmulaNs = 120 × f ÷ p  ·  s = (Ns − N) ÷ Ns × 100
Hz
rpm
Velocidad síncrona (Ns)—rpm
Deslizamiento (s)—%

p = número de polos (2 × pares de polos). Deslizamiento típico a plena carga de un motor de inducción: 1 a 5 %; aumenta con la carga, así que la velocidad indica la carga.

Corriente de arranque de un motor

FórmulaId = In × k  ·  IY-Δ = Id ÷ 3
A
×
Arranque directo—A
Arranque estrella-triángulo—A

k viene de la placa o de la hoja de datos del motor (a menudo 5 a 8). En estrella-triángulo, el par de arranque también baja a un tercio. La corriente de arranque dura unos segundos. Trabajos eléctricos: solo personal calificado, con bloqueo y etiquetado.

Variador de velocidad: potencia reducida (leyes de afinidad)

FórmulaP₂ = P₁ × (N₂ ÷ N₁)³  ·  E = (P₁ − P₂) × h
kW
%
h/año
Potencia a la nueva velocidad (P₂)—kW
Potencia ahorrada—kW
Energía ahorrada por año—kWh/año

Ley del cubo ideal: bomba o ventilador centrífugo sin altura estática. Con altura estática y pérdidas del variador (2 a 4 %) y del motor, el ahorro real es menor: medirlo.

Herramientas de aprendizaje y verificación. Los rangos indicados son referencias generales: siga siempre los procedimientos, permisos y consignas de su planta. No se envía nada: los cálculos se hacen en su navegador.