Calculadora precisa para distribuir carga de tomacorrientes por circuito según normativa y seguridad electrotécnica vigente.
Incluye fórmulas, tablas, ejemplos y cálculos prácticos para instalaciones residenciales y comerciales industriales, públicas seguras.
Calculadora de carga de tomacorrientes por circuito (corriente equivalente y ocupación del interruptor)
Fundamentos eléctricos y criterios de diseño para tomacorrientes
El dimensionamiento de circuitos para tomacorrientes se basa en identificar la potencia de cargas conectadas, aplicar factores de simultaneidad y seleccionar conductor y protección adecuados según la normativa aplicable. La seguridad, continuidad y control de caídas de tensión son parámetros clave.
Conceptos eléctricos básicos
- Tensión nominal (V): tensión de servicio del circuito, por ejemplo 230 V monofásico o 400 V trifásico.
- Potencia (P): potencia activa de las cargas, expresada en vatios (W) o kilovatios (kW).
- Corriente (I): intensidad que circula por el circuito, expresada en amperios (A).
- Factor de potencia (PF o cosφ): relación entre potencia activa y aparente; para cargas puramente resistivas PF≈1, para cargas inductivas PF≈0.7–0.95.
- Caída de tensión (ΔV): pérdida de tensión por la resistencia e inductancia del conductor a lo largo del circuito.
Fórmulas fundamentales y explicación de variables
Corriente a partir de potencia
Para circuito monofásico:
Variables:
- P: potencia activa en vatios (W). Valores típicos: tomacorriente de uso general 100–2400 W; electrodomésticos 500–3000 W.
- V: tensión nominal en voltios (V). Valores típicos: 230 V (Europa, gran parte del mundo), 120 V (EE. UU.).
Para circuito trifásico (potencia en W y tensión entre fases VL):
I = P / (√3 × VL × PF)
Variables:
- P: potencia total en W.
- VL: tensión entre fases (por ejemplo 400 V).
- PF: factor de potencia (típico 0.8–0.95 para cargas con motores, 1.0 para resistivos).
Selección de protección: regla del 80 % para cargas continuas
Para cargas consideradas continuas (más de 3 horas): la corriente de diseño debe cumplir la regla:
Idiseño = Icalculada / 0.8
Variables:
- Icalculada: corriente resultante de P/V.
- 0.8: factor para asegurar que la protección no esté más allá del 80% de su capacidad nominal para cargas continuas.
Cálculo de caída de tensión
Fórmula general para circuito monofásico (ida y vuelta):
Variables:
- ΔV: caída de tensión en voltios (V).
- I: corriente en amperios (A).
- R: resistividad o resistencia del conductor en ohmios por metro (Ω/m) o en Ω/mm²·m (según tabulación).
- L: longitud del circuito (m) desde origen hasta la carga.
Para cálculo más completo que incluye reactancia:
Variables:
- X: reactancia por unidad de longitud (Ω/m).
- cosφ, sinφ: coseno y seno del ángulo de fase según factor de potencia.
Tablas de referencia: cargas típicas y capacidades
| Dispositivo | Potencia típica (W) | Corriente a 230 V (A) | Corriente a 120 V (A) | Notas |
|---|---|---|---|---|
| Iluminación por punto | 60–200 | 0.26–0.87 | 0.5–1.67 | Lámparas LED y halógenas varían ampliamente |
| Refrigerador doméstico | 100–800 | 0.43–3.48 | 0.83–6.67 | Picos de arranque para compresor |
| Microondas | 700–1200 | 3.04–5.22 | 5.83–10.00 | Considerar potencia nominal vs. consumo |
| Lavadora | 500–2000 | 2.17–8.70 | 4.17–16.67 | Arranque motor y resistencias de calentamiento |
| Secadora eléctrica | 2000–5000 | 8.70–21.74 | 16.67–41.67 | Normalmente circuito dedicado |
| Estufa eléctrica (cada placa) | 1000–3000 | 4.35–13.04 | 8.33–25.00 | Altas corrientes; circuitos dedicados |
| Cargador de móvil | 5–20 | 0.02–0.09 | 0.04–0.17 | Uso no continuo |
| Sección conductor (mm²) | Corriente típica admisible (A) – cobre | Uso común |
|---|---|---|
| 1.0 | 10–14 | Iluminación (en algunos códigos se usa 1.5 mm²) |
| 1.5 | 10–16 | Iluminación y tomas pequeñas |
| 2.5 | 20–25 | Tomas de uso general en residencias |
| 4.0 | 25–32 | Circuitos con mayor carga (cocina parcial) |
| 6.0 | 32–40 | Cocina, lavadora o secadora (depende normativa) |
| 10 | 50–60 | Estufas pequeñas, subpaneles |
| 16 | 70–90 | Conexiones de potencia y sub-distribución |
| Tamaño interruptor (A) | Aplicación típica |
|---|---|
| 6 A | Iluminación en algunos países |
| 10 A | Iluminación o tomas de bajo consumo |
| 13 A | Tomas en Reino Unido y otros |
| 16 A | Tomas generales en Europa en circuitos compartidos |
| 20 A | Pequeños electrodomésticos y oficinas |
| 25–32 A | Circuitos para cocina, lavadora o secadora |
| 40–63 A | Electrodomésticos mayores y subpaneles |
Nota: Las corrientes admisibles dependen de la instalación (temperatura ambiente, método de instalación, agrupamiento). Siempre aplicar tablas normativas (IEC 60364-5-52, NEC Art. 310 u otras locales).
Metodología paso a paso para usar la calculadora de carga
- Inventario: listar todos los tomacorrientes y cargas previstas con su potencia nominal o medida.
- Clasificación: identificar cargas continuas vs no continuas, cargas con motor (considerar factor de arranque), y circuitos dedicados si aplica.
- Aplicar factores de diversidad: según tipo de instalación y normativa; para tomacorrientes de uso general se usan factores conservadores.
- Sumar potencias y calcular corriente con fórmulas del apartado anterior.
- Aplicar la regla del 80 % para cargas continuas y seleccionar interruptor con capacidad ≥ Idiseño.
- Seleccionar sección de conductor considerando corriente, temperatura y condiciones de instalación (tablas normativas).
- Comprobar caída de tensión y ampliar sección si ΔV excede el límite recomendado (típicamente <3% para circuitos terminales, <5% total).
- Verificar coordinación con protecciones diferenciales, seccionamiento y puesta a tierra.
Factores de diversidad típicos
- Tomas de uso general en vivienda: diversidad de 0.4–0.75 según número de tomas y tipo de uso (valor conservador 0.6 comúnmente usado).
- Cocina doméstica: normas suelen aplicar una demanda específica por superficie o circuitos de aparatos (ej. NEC varios 1500 VA por circuito de pequeña cocina).
- Oficinas con equipos informáticos: factor de simultaneidad 0.6–0.8 según probabilidad de uso.
Ejemplos prácticos y resolución detallada
Ejemplo 1 — Vivienda: circuito de tomacorrientes de sala y dormitorio (monofásico 230 V)
Planteamiento:
- Circuito que alimenta 6 tomacorrientes en sala y 4 en dormitorio (10 tomas en total).
- Se espera conectar: televisor 150 W, equipo de sonido 200 W, equipo de escritorio 350 W, lámparas auxiliares y carga adicional variable estimada 500 W total en salón. En dormitorio: carga sumada 800 W por ordenador y calefactor portátil ocasional.
1) Inventario y potencias (resumen):
- Salón total estimado Psalón = 150 + 200 + 350 + 500 = 1 200 W
- Dormitorio Pdorm = 800 W
- Ptotal = 1 200 + 800 = 2 000 W
2) Aplicar factor de diversidad: suponemos simultaneidad 0.7 para tomas generales.
Pdemandada = Ptotal × 0.7 = 2 000 × 0.7 = 1 400 W
3) Calcular corriente en 230 V:
4) Aplicar regla 80 % si consideramos carga continua (no es estrictamente continua en este caso, pero aplicaremos margen):
Idiseño = 6.09 / 0.8 ≈ 7.61 A
Selección de protección y conductor:
- Un interruptor/interruptor automático de 10 A sería suficiente (práctica común es 10–16 A); sin embargo, para mayor flexibilidad y para acomodar usos imprevistos, se puede optar por 16 A siempre que el conductor sea al menos de 1.5–2.5 mm² según tablas locales. Conductor típico: 2.5 mm² cobre para tomas generales con interruptor de 16 A.
5) Verificación de caída de tensión:
- Suponga longitud máxima L = 20 m desde el tablero al tomacorriente más lejano y resistencia R≈0.00741 Ω/m para 2.5 mm² (valor típico a 20 °C; consultar tablas normativas).
- ΔV = I × 2 × L × R = 6.09 × 2 × 20 × 0.00741 ≈ 1.80 V
- Porcentaje ΔV% = (1.80 / 230) × 100 ≈ 0.78% (< 3% recomendado) — aceptable.
Conclusión del ejemplo 1: un circuito protegido por 16 A con conductor de cobre 2.5 mm² cumple los requisitos indicados. Documentar y asegurar espacio para posibles ampliaciones.
Ejemplo 2 — Oficina pequeña: 8 puestos de trabajo y sala de reuniones (monofásico 230 V)
Planteamiento:
- 8 puestos con ordenador de sobremesa y monitor: 250 W por puesto (incluye periféricos).
- Sala de reuniones con proyector 350 W y equipo audiovisual 200 W.
- Iluminación y otros equipos: 800 W.
1) Suma de potencias:
- Pequipos = 8 × 250 = 2 000 W
- Psala = 350 + 200 = 550 W
- Piluminación = 800 W
- Ptotal = 2 000 + 550 + 800 = 3 350 W
2) Aplicar factor de simultaneidad:
- Para oficinas se puede aplicar un factor de simultaneidad entre 0.6 y 0.8 según la probabilidad de uso simultáneo; seleccionamos 0.7.
- Pdemandada = 3 350 × 0.7 = 2 345 W
3) Corriente en 230 V:
4) Aplicar margen por cargas continuas (equipos de oficina funcionan muchas horas):
Idiseño = 10.20 / 0.8 ≈ 12.75 A
Selección de protección y conductor:
- Interruptor automático de 16 A es adecuado; conductor mínimo 2.5 mm² cobre (según tablas locales).
- Si se desea subdividir en dos circuitos de tomas para reducir riesgo de sobrecarga, se pueden diseñar dos circuitos de 10–16 A.
5) Comprobación de caída de tensión:
- Suponga longitud máxima L = 30 m y R para 2.5 mm² ≈ 0.00741 Ω/m.
- ΔV = I × 2 × L × R = 10.20 × 2 × 30 × 0.00741 ≈ 4.54 V
- ΔV% = (4.54 / 230) × 100 ≈ 1.97% (<3%) — aceptable.
Conclusión del ejemplo 2: Un circuito de 16 A con conductor de 2.5 mm² es apropiado; considerar subdivisión para resiliencia operativa.
Consideraciones prácticas y casos especiales
Cargas de arranque y motores
Para cargas con motor (bombas, compresores), la corriente de arranque puede ser 3–7 veces la corriente nominal. Procedimiento:
- Dimensionar conductor y protección según corriente nominal continua y las recomendaciones del fabricante.
- Para evitar disparos intempestivos, considerar dispositivos de protección con retardo o sistemas de arranque suave, y realizar coordinación entre protección general y de motor.
Circuitos de cocina y electrodomésticos de alta potencia
Electrodomésticos como cocinas, hornos, secadoras requieren circuitos dedicados. Normas locales suelen exigir secciones y protecciones específicas (por ejemplo 20–32 A o más según potencia). En cocinas, la demanda se calcula con métodos específicos que asignan varios circuitos de pequeño-aparato.
Normativa, referencias y enlaces de autoridad
Al diseñar y verificar, consulte siempre la normativa aplicable en su jurisdicción. Referencias internacionales y documentos de autoridad:
- IEC 60364 — Instalaciones eléctricas de baja tensión (serie de normas sobre diseño e instalaciones). Más información: https://www.iec.ch/
- IEC 60364-5-52 — Selección y erectación de instalaciones respecto a la protección contra sobrecorriente y caída de tensión (adquirible en IEC).
- NFPA 70 (NEC) — National Electrical Code, articulado sobre cargas, circuitos y protección (principal referencia en EE. UU.): https://www.nfpa.org/NEC
- Directivas y normas CENELEC/UNE según país para requisitos nacionales (por ejemplo UNE 20460 u otras ediciones locales).
- Publicaciones técnicas y tablas de fabricantes de conductores (p. ej. empresas de cable que publican tablas de resistividad y ampacidad).
Nota: los enlaces anteriores remiten a organismos y documentos de autoridad. Las tablas y valores usados en este artículo son indicativos; siempre verificar con la versión vigente de la norma y tablas oficiales.
Buenas prácticas de instalación y verificación
- Documentar el esquema unifilar y las listas de cargas con potencias nominales.
- Marcar circuitos y tomacorrientes en planos y etiquetado físico en el tablero.
- Realizar pruebas de puesta a tierra y continuidad de conductor de protección.
- Medir caída de tensión real en condiciones de carga y comparar con cálculo.
- Dejar márgenes para futuras ampliaciones (espacio en canalizaciones y capacidad del tablero).
- Verificar compatibilidad entre interruptores y conductores (temperatura de aislamiento, capacidad mecánica).
Plantilla de cálculo y parámetros recomendados
Parámetros típicos a incluir en la calculadora:
- Tensión nominal (V).
- Potencia de cada tomacorriente (W) o valor por toma si se usan valores por defecto.
- Número de tomacorrientes por circuito.
- Factor de simultaneidad o diversidad.
- Factor de potencia (PF).
- Longitud del circuito L (m).
- Sección del conductor propuesta y su R y X por unidad de longitud.
- Tipo de carga (continua, intermitente, motor).
Fórmulas implementadas en la calculadora deben permitir:
- Cálculo de corriente I = P / V o I = P / (√3 × V × PF).
- Aplicar factor 1/0.8 para cargas continuas.
- Cálculo de caída de tensión ΔV con R y X.
- Sugerencia de sección de conductor basada en tablas normativas y verificación de ΔV.
Resumen operativo para el calculador profesional
- Entrada: lista de cargas y parámetros (V, PF, L).
- Procesamiento: aplicar diversidad, sumar potencias, calcular corrientes.
- Selección automática: proponer interruptor y sección mínima según ampacidad y normativa.
- Salida: informe con cálculos detallados, verificación de caída de tensión y recomendaciones.
Fuentes y lecturas recomendadas
- IEC 60364 series — Guía completa sobre diseño de instalaciones eléctricas de baja tensión. https://www.iec.ch/
- NFPA 70 (NEC) — Reglamento eléctrico para EE. UU. (orientaciones y tablas). https://www.nfpa.org/NEC
- Guías nacionales de instalación eléctrica (consulte la normativa local del país: UNE, UNE-EN, IRAM, NCh, etc.).
- Manuales de fabricantes de cables y dispositivos de protección con tablas de ampacidad y resistividad.
Este artículo proporciona un marco técnico para la implementación de una calculadora de carga de tomacorrientes por circuito. Para ejecución práctica en proyectos, integrar las tablas normativas oficiales vigentes, realizar comprobaciones in situ y coordinar con el procedimiento de puesta en servicio conforme a la normativa aplicable.