Este artículo explica cálculos para convertir corriente de línea a fase con procedimientos técnicos detallados.
Incluye fórmulas, tablas, ejemplos resueltos y referencias normativas para diseño en instalaciones industriales y verificación
Conversión de corriente de línea a corriente de fase en conexión Y (estrella)
Fórmulas utilizadas
Para un sistema trifásico equilibrado con conexión en estrella (Y):
- Corriente de fase ideal: I_fase_ideal = I_línea
- Factor por desequilibrio: F_deseq = 1 + (desequilibrio_porcentual / 100)
- Factor por margen térmico: F_margen = 1 + (margen_térmico_porcentual / 100)
- Corriente de fase máxima considerada: I_fase_max = I_fase_ideal × F_deseq × F_margen
Unidades:
- I_línea, I_fase_ideal, I_fase_max en amperios (A).
- Desequilibrio_porcentual y margen_térmico_porcentual en porcentaje (%).
Referencias rápidas de corrientes típicas
| Corriente de línea (A) | I_fase en conexión Y (A) | I_fase en conexión Δ (A, solo referencia) |
|---|---|---|
| 10 | 10 | ≈ 5,77 |
| 100 | 100 | ≈ 57,7 |
| 400 | 400 | ≈ 230,9 |
| 800 | 800 | ≈ 461,9 |
Preguntas frecuentes
- ¿Por qué en una conexión en Y la corriente de línea es igual a la corriente de fase?
- En una conexión en estrella (Y), cada conductor de línea está en serie con un solo devanado de fase. Por ello, la misma corriente que circula por el conductor de línea atraviesa el devanado de fase correspondiente, de modo que I_línea = I_fase en condiciones ideales y equilibradas.
- ¿Cuándo tiene sentido aplicar un porcentaje de desequilibrio en esta calculadora?
- El porcentaje de desequilibrio es útil cuando se conocen cargas monofásicas distribuidas de forma no uniforme entre fases. En estos casos, la corriente máxima en una fase puede superar el valor medio, y el parámetro de desequilibrio permite estimar una corriente de fase máxima más realista para dimensionamiento térmico.
- ¿La tensión del sistema afecta la relación entre corriente de línea y de fase en Y?
- No. En una conexión en Y, la relación entre corriente de línea y corriente de fase es geométrica y no depende del nivel de tensión: siempre se cumple I_línea = I_fase. La tensión sí afecta al cálculo de corriente a partir de potencia, pero no a la conversión línea-fase en Y.
- ¿Puedo usar esta calculadora para una conexión en triángulo (Δ)?
- No directamente. Esta calculadora está diseñada para conexión en Y, donde I_línea = I_fase. En una conexión en Δ, la relación es distinta: I_línea = √3 × I_fase. La tabla incluida solo muestra valores en Δ como referencia comparativa.
Fundamentos electromecánicos de la conversión entre corriente de línea y corriente de fase
En sistemas trifásicos equilibrados existen dos configuraciones básicas: estrella (Y) y triángulo (Δ). La relación entre tensiones y corrientes en cada conexión define cómo convertir entre corriente de línea y corriente de fase. Comprender estas relaciones es fundamental para dimensionar protecciones, seleccionar conductores, y calcular pérdidas.
Relaciones básicas
- Conexión en estrella (Y): V_línea = √3 · V_fase y I_línea = I_fase.
- Conexión en triángulo (Δ): V_línea = V_fase y I_línea = √3 · I_fase.
Estas expresiones derivan de la geometría fasorial de tensiones y corrientes en un sistema trifásico equilibrado. Para cálculos de potencia activa (P), reactiva (Q) y aparente (S) se utiliza la expresión trifásica estándar:
Definición de variables y valores típicos
- V_línea: tensión fase a fase (V). Valores típicos: 400 V, 480 V, 690 V.
- V_fase: tensión fase a neutro (V). V_fase = V_línea / √3 para conexión estrella.
- I_línea: corriente que circula por cada conductor de línea (A).
- I_fase: corriente en cada elemento de fase (A).
- cosφ: factor de potencia (unitario entre 0 y 1). Valores típicos: 0,8 (motores), 0,95 (corrientes resistivas).
- P_total: potencia activa total del sistema trifásico (W o kW).
Fórmulas prácticas para conversión rápida
Sistema trifásico equilibrado — Fórmulas estándar
Para obtener corriente de línea a partir de potencia activa conocida:
Conversión entre I_línea e I_fase según la conexión:
Conversión inversa:
Explicación de cada variable con valores típicos
- P_total: potencia act. ejemplo típico: 50 000 W (50 kW) para maquinaria industrial.
- V_línea: ejemplo típico: 400 V (industrial en Europa) o 480 V (Norteamérica).
- cosφ: ejemplo típico: 0,9 (máquina con corrección parcial), 0,85 (motor con carga parcial).
- I_línea: resultado buscado en amperios (A).
Tabla de conversión rápida: potencia trifásica a corriente de línea
| P (kW) | V_línea = 400 V, cosφ=0,9 (A) | V_línea = 400 V, cosφ=0,8 (A) | V_línea = 480 V, cosφ=0,9 (A) | V_línea = 690 V, cosφ=0,9 (A) |
|---|---|---|---|---|
| 5 | 8,01 | 9,01 | 6,67 | 4,64 |
| 10 | 16,02 | 18,02 | 13,33 | 9,29 |
| 20 | 32,04 | 36,04 | 26,67 | 18,58 |
| 30 | 48,06 | 54,06 | 40,00 | 27,87 |
| 50 | 80,10 | 90,10 | 66,67 | 46,45 |
| 75 | 120,15 | 135,15 | 100,01 | 69,68 |
| 100 | 160,20 | 180,20 | 133,34 | 92,90 |
| 200 | 320,40 | 360,40 | 266,68 | 185,80 |
Notas: los valores se obtienen usando I_línea = P_total(kW)*1000 / (√3·V_línea·cosφ). Redondeo a dos decimales.
Tabla de factores de conversión entre I_línea e I_fase
| Conexión | Relación I_línea / I_fase | Relación I_fase / I_línea | Uso típico |
|---|---|---|---|
| Estrella (Y) | 1 | 1 | Generadores, cargas con neutro. |
| Triángulo (Δ) | √3 ≈ 1,732 | 1/√3 ≈ 0,577 | Motores en conexión Δ para mayor par a baja tensión. |
Aplicaciones prácticas y consideraciones para cálculo rápido
Dimensionamiento de protecciones y conductores
El valor de I_línea calculado se emplea para seleccionar interruptores automáticos, fusibles y para el cálculo de la capacidad de transporte de corriente de los conductores (ampacidad). Debe aplicarse factores de corrección por temperatura, agrupamiento, y tipo de aislamiento según normativa local.
- Selección de interruptor: corriente nominal superior o igual a I_línea, con ajuste de disparo térmico compatible con corriente de arranque.
- Selección de conductor: ampacidad > I_línea · factores de corrección.
- Protección diferencial y selectividad: considerar corrientes de cortocircuito y ajustes temporales.
Transformaciones entre configuraciones en equipos
En equipos que permiten cambiar conexión estrella/triángulo (por ejemplo arrancadores estrella-triángulo), la corriente de arranque y la de régimen difieren en una relación aproximada de 1:√3. Al diseñar la protección y el cableado hay que considerar ambas condiciones.
Ejemplo real 1: calcular corriente de línea para motor en conexión estrella
Planteamiento: motor trifásico alimentado a V_línea = 400 V suministra P_mec = 55 kW. Factor de potencia cosφ = 0,88. El motor está conectado en estrella (Y). Calcular I_línea.
- Plantear la fórmula: I_línea = P_total / (√3 · V_línea · cosφ).
- Insertar valores: P_total = 55 000 W, V_línea = 400 V, cosφ = 0,88.
- Cálculo intermedio: √3 ≈ 1,732. Producto denominador = 1,732 · 400 · 0,88 = 1,732 · 352 = 609,664.
- Resultado: I_línea = 55 000 / 609,664 ≈ 90,25 A.
Interpretación: la corriente de línea es ~90,3 A. Selección de interruptor y conductor:
- Interruptor automático: elegir curva y capacidad de corte adecuada; corriente nominal comercial superior, por ejemplo 100 A o 125 A según condiciones de arranque.
- Conductor: comprobar ampacidad mínima > 90,3 A considerando factores de corrección. Un cable de cobre de sección, por ejemplo, 35 mm² (según tabla de ampacidad y condiciones) podría ser apropiado; confirmar con normativa local.
Ejemplo real 2: conversión corriente de línea a fase en carga Δ
Planteamiento: en una instalación hay una carga equilibrada conectada en triángulo (Δ). La corriente de línea medida es I_línea = 120 A a V_línea = 400 V. Determinar la corriente de fase y la potencia activa total asumiento cosφ = 0,9.
- Conversión I_fase = I_línea / √3. √3 ≈ 1,732.
- Cálculo: I_fase = 120 / 1,732 ≈ 69,28 A.
- Calcular potencia total: P_total = √3 · V_línea · I_línea · cosφ.
- Producto: √3 · 400 · 120 · 0,9 = 1,732 · 400 · 120 · 0,9.
- Intermedio: 1,732 · 400 = 692,8; 692,8 · 120 = 83 136; 83 136 · 0,9 = 74 822,4 W ≈ 74,82 kW.
Resultado: I_fase ≈ 69,28 A. Potencia activa total P_total ≈ 74,82 kW.
Cálculo rápido para arranque estrella‑triángulo y efecto en corrientes
Para un motor con lazos de arranque estrella/triángulo: corriente en arranque en estrella ≈ corriente de régimen / 3 (aprox), y en triángulo es la corriente nominal. Explicación precisa:
- En arranque en estrella la tensión aplicada a cada fase es V_fase = V_línea/√3, por tanto la corriente de arranque en cada fase ≈ I_nominal / 3 ≈ I_nominal · (1/3) en términos simplificados para par de arranque reducido.
- En práctica la reducción exacta depende de inercia y características del motor; emplear datos del fabricante.
Consideraciones prácticas avanzadas
Factor potencia y corrección
El cosφ influye directamente en la corriente de línea: una baja corrección de potencia (cosφ bajo) aumenta la corriente por la misma potencia activa. Para minimizar pérdidas y dimensionamiento costoso, se recomienda aplicar corrección del factor de potencia mediante bancos de condensadores o sistemas de corrección automática.
Desbalances y errores de medida
- Los cálculos expuestos asumen equilibrio trifásico. Un desbalance importante entre fases modifica corrientes y tensiones.
- Mediciones reales deben realizarse con pinzas amperimétricas en cada fase y compararse con cálculos teóricos para detectar anomalías.
Corrientes de cortocircuito y dimensionamiento térmico
Al seleccionar interruptores y fusibles no sólo se considera la corriente nominal calculada sino también la corriente máxima de cortocircuito y la energía incidente (I²t). Las normas aplicables definen requisitos de coordinación y tiempo de desconexión.
Tabla de ejemplos adicionales para cálculo rápido
| P (kW) | V=400V cosφ=0,85 (A) | V=400V cosφ=0,95 (A) | V=480V cosφ=0,9 (A) | V=690V cosφ=0,9 (A) |
|---|---|---|---|---|
| 7.5 | 15,98 | 14,31 | 12,71 | 8,86 |
| 15 | 31,96 | 28,62 | 25,42 | 17,72 |
| 37 | 78,81 | 70,50 | 62,64 | 43,60 |
| 110 | 234,31 | 209,44 | 185,36 | 129,11 |
Buenas prácticas y verificación
- Verificar siempre el tipo de conexión (Y o Δ) antes de convertir corrientes.
- Medir factor de potencia real para ajustes finos, no asumir valores teóricos en instalaciones antiguas.
- Aplicar factores de corrección normativa para temperatura ambiente y agrupamiento al seleccionar conductores.
- Comprobar la corriente de arranque y pérdidas para dimensionar protecciones adecuadamente.
Referencias normativas y documentación de autoridad
Para diseño e instalación se recomiendan las siguientes referencias normativas y técnicas:
- IEC 60364 — Instalaciones eléctricas de baja tensión. Información: https://www.iec.ch
- NFPA 70 (NEC) — National Electrical Code. Información: https://www.nfpa.org
- IEC 60034 — Máquinas eléctricas (datos de motores). Información: https://www.iec.ch
- Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión (REBT) — España: https://www.boe.es
- IEEE Std 141 (Green Book) — Guía para diseño de sistemas de distribución eléctrica: https://www.ieee.org
Estas fuentes ofrecen criterios de cálculo, tablas de ampacidad, directrices de protección y criterios de verificación obligatorios o recomendados según jurisdicción.
Checklist rápido para uso de la calculadora conversora
- Ingresar tipo de conexión: Y o Δ.
- Introducir V_línea, P_total (o I_línea si se desea convertir a I_fase) y cosφ.
- Comprobar unidades (V en voltios, P en watts o kilowatts, I en amperios).
- Aplicar factor √3 = 1,732 en fórmulas trifásicas.
- Redondear resultados y verificar con límites comerciales normalizados (intensidades standard de protección y sección de conductores).
Resumen técnico operativo
La conversión entre corriente de línea y corriente de fase en sistemas trifásicos es directa usando las relaciones geométricas de las conexiones Y y Δ. Para obtener la corriente de línea desde potencia, utilice la fórmula P_total = √3 · V_línea · I_línea · cosφ y despeje I_línea. Aplique factores de corrección y verifique condiciones reales con medidas en obra para garantizar seguridad y cumplimiento normativo.
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