Amperios a kW (monofásico): usa kW = Voltaje × Amperios × Factor de potencia ÷ 1000; Ejemplo monofásico: 10 A, 230 V, FP 0.9 ⇒ 2.07 kW
Trifásico: kW = √3 × Voltaje × Amperios × FP ÷ 1000.
Calculadora técnica: Conversión entre Amperios (A) y Potencia activa (kW)
Conceptos fundamentales y relación entre magnitudes eléctricas
Potencia eléctrica, intensidad y tensión son magnitudes vinculadas por el factor de potencia y la configuración del sistema.
Comprender estas relaciones es clave para dimensionar conductores, protecciones y equipos de generación o transformación.
Definiciones técnicas esenciales
- Intensidad o corriente (I): flujo de carga medido en amperios (A).
- Tensión o voltaje (V): diferencia de potencial medida en voltios (V).
- Potencia activa (P): trabajo por unidad de tiempo en vatios (W) o kilovatios (kW).
- Factor de potencia (PF): cosφ, relación entre potencia activa y potencia aparente (sin unidad).
- Potencia aparente (S): producto V·I en voltamperios (VA) o kilo-voltamperios (kVA).
- Eficiencia (η): relación entre potencia de salida y potencia de entrada en equipos motrices o transformadores.
Fórmulas básicas para conversión entre amperios y kilovatios
Las fórmulas dependen de si el sistema es monofásico o trifásico y del factor de potencia.
Monofásico
Explicación de variables y valores típicos:
- P: potencia activa en kilovatios (kW). Ejemplo típico: 1,5 kW, 5 kW, 10 kW.
- V: tensión entre fase y neutro en voltios (V). Valores comunes: 120 V, 230 V.
- I: corriente en amperios (A), variable a calcular o conocida.
- PF: factor de potencia (adimensional). Valores típicos: motores industriales 0,8 – 0,95; resistivos 1,0.
Si se desea obtener I:
Trifásico (estrella o triángulo): fórmula general
Explicación de variables y valores típicos:
- P: potencia activa total en kW.
- √3: raíz de tres ≈ 1.732.
- V_L: tensión entre líneas (voltaje de línea a línea) en V. Ejemplos: 400 V (Europa), 480 V (Norteamérica industria), 415 V (históricos).
- I_L: corriente de línea en A.
- PF: factor de potencia (típico 0,8 – 0,95 para motores y cargas industriales).
Obtener la corriente por línea:
Consideraciones sobre factor de potencia y eficiencia
El factor de potencia reduce la componente útil de la corriente; cargas inductivas aumentan la corriente aparente.
- Correctores de PF: condensadores o bancos automáticos para mejorar PF y reducir corriente reactiva.
- Eficiencia de motores: la potencia nominal en placa suele ser la potencia mecánica de salida o eléctrica de entrada según especificación; usar η para convertir entre ambas.
- En motores: P_entrada = P_salida / η. Por tanto, I = (P_salida / η) × 1000 / (√3 × V × PF).
Tablas de referencia: valores comunes de conversión
Las tablas siguientes facilitan dimensionamiento rápido para tensiones habituales y factores de potencia representativos.
| Potencia (kW) | Corriente monofásica a 230 V, PF=1 (A) | Corriente monofásica a 230 V, PF=0.85 (A) | Corriente monofásica a 120 V, PF=1 (A) | Corriente monofásica a 120 V, PF=0.85 (A) |
|---|---|---|---|---|
| 0,5 | 2,17 | 2,55 | 4,17 | 4,91 |
| 1 | 4,35 | 5,10 | 8,33 | 9,80 |
| 2 | 8,70 | 10,20 | 16,67 | 19,61 |
| 5 | 21,74 | 25,59 | 41,67 | 49,02 |
| 10 | 43,48 | 51,18 | 83,33 | 98,04 |
| 15 | 65,22 | 76,77 | 125,00 | 147,06 |
| 20 | 86,96 | 102,36 | 166,67 | 196,08 |
| 50 | 217,39 | 255,88 | 416,67 | 490,20 |
| 100 | 434,78 | 511,76 | 833,33 | 980,39 |
| Potencia (kW) | Corriente trifásica 400 V, PF=0,9 (A) | Corriente trifásica 400 V, PF=0,8 (A) | Corriente trifásica 480 V, PF=0,9 (A) | Corriente trifásica 480 V, PF=0,8 (A) |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 1,60 | 1,80 | 1,34 | 1,51 |
| 3 | 4,80 | 5,39 | 4,01 | 4,54 |
| 5 | 8,01 | 8,99 | 6,68 | 7,56 |
| 7,5 | 12,02 | 13,49 | 10,02 | 11,34 |
| 10 | 16,03 | 17,98 | 13,35 | 15,12 |
| 15 | 24,04 | 26,97 | 20,02 | 22,68 |
| 20 | 32,05 | 35,95 | 26,70 | 30,24 |
| 50 | 80,13 | 89,93 | 66,75 | 75,61 |
| 100 | 160,25 | 179,86 | 133,50 | 151,22 |
| Motor (kW) | Corriente aproximada 400 V trifásica (A) | Corriente aproximada 480 V trifásica (A) | Uso típico |
|---|---|---|---|
| 0,55 | 1,6 – 2,5 | 1,3 – 2,0 | Bombas pequeñas, ventiladores |
| 1,1 | 2,8 – 4,5 | 2,3 – 3,6 | Compresores ligeros |
| 3 | 7 – 12 | 5,5 – 9,5 | Compresores, bombas |
| 7,5 | 16 – 25 | 13 – 20 | Bombas industriales, cintas transportadoras |
| 15 | 30 – 50 | 25 – 42 | Reductores, grandes ventiladores |
| 30 | 60 – 100 | 50 – 85 | Compresores grandes, molinos |
| 75 | 150 – 250 | 125 – 210 | Bombeo a gran escala |
| 200 | 400 – 700 | 330 – 580 | Tractores industriales, grandes motores |
Normas y referencias técnicas aplicables
Las conversiones y aplicaciones prácticas deben alinearse con estándares y reglamentos nacionales e internacionales.
- IEC 60364 — Instalaciones eléctricas de baja tensión (International Electrotechnical Commission). https://www.iec.ch
- NFC/NEC (NFPA 70) — National Electrical Code, guía para seguridad e instalación (EE. UU.). https://www.nfpa.org/NEC
- IEC 60034-1 — Motores eléctricos: características y ensayos. https://www.iec.ch
- Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión (REBT) — España, normativa nacional aplicable. https://www.boe.es
- Energy Efficiency and Power Factor resources — U.S. Department of Energy. https://www.energy.gov
- IEEE Std 141 — Red Book, buenas prácticas para sistemas de potencia. https://www.ieee.org
Consulte las ediciones vigentes y los documentos de aplicación local para cumplimiento completo.
Errores comunes y factores de corrección en la práctica
- No considerar PF: calcular como PF=1 cuando la carga es inductiva produce sobredimensionamiento de protección.
- Eficiencia de equipos: usar la potencia nominal sin ajustar por η produce errores en la corriente real.
- Condiciones ambientales: temperatura, agrupamiento de conductores y método de instalación afectan la capacidad de conducción.
- Armónicos: cargas no lineales incrementan la corriente RMS y pueden exigir correcciones adicionales (filtrado o sobredimensionamiento).
- Arranque de motores: corrientes de arranque (inrush) y torque afectan elección de interruptores y protecciones.
Ejemplos reales resueltos paso a paso
Ejemplo 1: Cálculo de corriente trifásica desde potencia útil de un motor
Planteamiento: Se dispone de un motor eléctrico con potencia útil (eje) de 15 kW. El motor se alimenta en 400 V trifásico, su eficiencia nominal η=0,92 y factor de potencia PF=0,88. Calcular la corriente de línea en régimen permanente.
1) Convertir potencia útil a potencia eléctrica de entrada:
2) Aplicar fórmula trifásica para corriente:
Sustitución numérica:
Resultado: La corriente de línea en régimen permanente es aproximadamente 26,7 A.
Comentarios prácticos:
- Seleccionar conductor y protección: tener en cuenta corrientes de arranque; seleccionar interruptor con ajuste de disparo térmico adecuado y cable con capacidad superior a 26,7 A considerando temperatura y agrupamiento.
- Si se aplica factor de corrección por temperatura, el conductor puede requerir mayor sección.
Ejemplo 2: Dimensionamiento de protección para una carga monofásica
Planteamiento: Una resistenciab de proceso consume 12 kW en una instalación monofásica a 230 V. El factor de potencia PF≈1 (resistivo). Determinar la corriente y el valor de protección recomendado (fusible o interruptor automático).
1) Calcular corriente:
2) Selección de protección: según práctica y normas, escoger un dispositivo con corriente nominal comercial inmediatamente superior y tener en cuenta capacidad de corte y características de disparo.
Si la curva térmica permite seleccionar un interruptor automático térmico-magnético, un valor estándar: 63 A.
3) Selección del conductor: según tablas de capacidad y corrección por temperatura/agrupamiento, y considerando margen de seguridad, puede elegirse un conductor de cobre de 10 mm² o 16 mm² según norma local. Verificar conforme REBT o NEC para método de instalación.
Resultado y recomendaciones:
- Corriente calculada ≈ 52,2 A.
- Protección comercial recomendada: 63 A con curva adecuada para carga resistiva.
- Verificar coordinación entre fusible/interruptor y la capacidad térmica del conductor; aplicar factores de corrección según normativa.
Ejemplo 3: Conversión inversa — calcular potencia a partir de una corriente conocida
Planteamiento: Una instalación trifásica de 480 V suministra una corriente de línea de 75 A con factor de potencia PF=0,92. ¿Cuál es la potencia activa disponible en kW?
Aplicar fórmula inversa:
Sustitución numérica:
Resultado: Potencia activa ≈ 57,36 kW.
Verificación práctica: selección de cableado y protecciones
Tras obtener la corriente, se debe seleccionar conductor y protección teniendo en cuenta:
- Capacidad de corriente del conductor según norma (temperatura, método de instalación).
- Factor de corrección por temperatura ambiente y agrupamiento.
- Criterios de coordinación entre interruptor y fusible para protección contra sobrecorrientes y cortocircuitos.
- Disparo diferencial según riesgo de contactos indirectos y requisitos locales.
- Compatibilidad con armónicos y corriente de arranque.
Ejemplo práctico de dimensionamiento rápido
- Conductor de cobre 4 mm² suele soportar ~30–37 A según método. Puede ser suficiente si se aplican correcciones.
- Si hay agrupamiento o temperatura elevada, usar 6 mm² con capacidad mayor y menor caída de tensión.
Factores adicionales: caída de tensión y arranques
La caída de tensión admisible afecta sección de conductores y diseño de transformadores.
- Para alimentación de motores y cargas críticas, límite típico de caída: 3–5% en carga máxima (ver normativa local).
- Fórmula aproximada para caída de tensión monofásica: ΔV = I × R_cable × 2 (longitud ida y vuelta).
- Para trifásico: ΔV% = (√3 × I × Z_cable × 100) / V_L, donde Z_cable es la impedancia por longitud.
- Corriente de arranque de motores (inrush): 4–8 × I_nominal según tipo; considerar arrancadores suaves o variador de frecuencia para reducir impacto.
Recomendaciones prácticas y checklist para ingenieros
- Verificar tipo de carga: resistiva, inductiva, electrónica de potencia.
- Determinar PF y eficiencia para cargas motrices.
- Calcular corriente con fórmulas mostradas y comprobar contra tablas de motores o fabricantes.
- Dimensionar conductor y protección conforme a normativa local (NEC, REBT, IEC) y factores ambientales.
- Comprobar caída de tensión y corregir sección si excede límites admisibles.
- Considerar armónicos y compatibilidad con dispositivos de protección.
- Documentar cálculos y referencias normativas en el expediente técnico.
Enlaces y documentos de consulta profesional
Fuentes útiles para cálculos detallados, tablas y criterios normativos:
- IEC — International Electrotechnical Commission: https://www.iec.ch
- NVIDIA? (no aplicable) — Evitar enlaces no técnicos.
- NFPA (NEC): National Electrical Code resources: https://www.nfpa.org/NEC
- U.S. Department of Energy: Guías sobre eficiencia energética y factor de potencia: https://www.energy.gov
- IEC 60034-1 (motores) y IEC 60364 (instalaciones) — consultar para especificaciones precisas: https://www.iec.ch
- Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión (REBT) — Texto consolidado España: https://www.boe.es
- IEEE Standards: documentos técnicos sobre calidad de energía y cálculo de sistemas: https://www.ieee.org
Preguntas frecuentes técnicas
¿Se puede asumir PF=1 siempre?
No. Sólo en cargas puramente resistivas. La mayoría de motores y equipos electrónicos presentan PF<1; asumirlouno conduce a errores.
¿Cómo afecta la eficiencia a la corriente calculada?
Si la potencia nominal es mecánica (salida), debe dividirse por η para obtener la potencia eléctrica consumida. Menor η implica mayor corriente.
¿Por qué usar kW en lugar de kVA?
kW representa potencia activa útil; kVA representa potencia aparente. Para dimensiones eléctricas y facturación, se usan ambos según contexto: kW para energía útil y kVA para dimensionamiento aparente.
Notas finales técnicas (recomendaciones de trabajo)
- Realizar mediciones in situ (multímetro true RMS, análisis de calidad de energía) para validar cálculos teóricos.
- Consultar siempre la edición vigente de normas locales y estándares internacionales antes de diseñar o certificar instalaciones.
- Documentar supuestos: PF, η, temperatura ambiente, método de instalación y longitud de cable para trazabilidad del cálculo.
Si necesita cálculos adaptados a un caso real, proporcione los datos: potencia o corriente, tensión, PF, eficiencia y longitud de cable para entregarle un desarrollo completo y verificado.