Conversor kW a amperios: calculadora monofásica y trifásica (L-L/L-N, con FP)

Esta guía técnica explica cómo convertir kilovatios a amperios paso a paso con precisión normativa

Incluye fórmulas, tablas, ejemplos monofásicos y trifásicos con factor de potencia y tensiones normativa aplicable

Fundamentos eléctricos para la conversión kW → A

Convertir potencia activa (kW) a corriente (A) exige comprender la relación entre tensión, corriente y factor de potencia. En sistemas eléctricos, la potencia activa P (kW) representa la energía útil absorbida por la carga, mientras que la corriente I (A) varía según la configuración: monofásica o trifásica. La precisión de la conversión depende de utilizar la tensión correcta (L-N o L-L), el factor de potencia cos φ y considerar pérdidas si se requiere dimensionamiento real.

Los cálculos se usan para dimensionar protecciones, conductores y transformadores; las normas marcan márgenes y coeficientes de corrección. Para instalaciones en baja tensión hay referencias normativas (REBT/IEC/IEEE/NEC) que obligan a considerar condiciones de servicio, temperatura y agrupamiento.

Fórmulas esenciales y variables explicadas

Monofásica (tensión entre fase y neutro)

Fórmula básica monofásica:

Despejando la corriente:

• V: tensión entre fase y neutro en voltios (ej.: 230 V típica en Europa; 120 V en Norteamérica).
• I: corriente en amperios que circula por la fase.
• P: potencia activa en kilovatios.
• cos φ: factor de potencia (varía entre 0,6 y 1 según la carga; motores típicos ≈ 0,8–0,95).

Valores típicos: V = 230 V (Europa), cos φ = 1 para resistencias, cos φ ≈ 0,85–0,95 para cargas inductivas con corrección parcial.

Trifásica — tensiones L-L y L-N

En una red trifásica equilibrada existen dos formas equivalentes de expresar la potencia:

Usando tensión línea a línea (V_L-L):

Despejando la corriente:

Usando tensión línea a neutro (V_L-N):

Despejando:

• V_L-L: tensión entre dos fases (ej.: 400 V en sistemas 230/400 V).
• V_L-N: tensión entre fase y neutro (ej.: 230 V en sistemas 230/400 V).
• √3 ≈ 1,732.

Recomendación práctica: si la placa técnica especifica tensión L-L use la fórmula con √3; si da tensión L-N use la forma 3×V_L-N.

Aspectos normativos y criterios para dimensionamiento

• Reglamento electrotécnico de baja tensión (REBT) — España: condiciones de instalación, factores de corrección, protección y capacidad de corriente.
• IEC 60364 — Reglas para instalaciones eléctricas de edificios.
• IEC 60034 — Máquinas eléctricas (datos de motores: rendimiento, factor de potencia, corrientes nominales).
• NFPA 70 (NEC) — Código eléctrico de Estados Unidos: criterios de selección de protecciones y cableado.
• IEEE 141 y 242 — Buenas prácticas para sistemas de potencia industrial.

Al convertir kW a A para dimensionar conductores o protecciones, aplique además los coeficientes obligatorios: arranque de motor, disparo de protecciones (1,15–1,45 según norma), corrección por temperatura y agrupamiento de cables.

Tablas de referencia: valores comunes monofásicos

Notas: las corrientes se presentan redondeadas a dos decimales. Cálculo basado en la fórmula I = P×1000/(V×cos φ).

Tablas de referencia: valores comunes trifásicos (L-L)

Notas: cálculo mediante I = P×1000/(√3×V_L-L×cos φ). Valores redondeados para referencia rápida.

Procedimiento práctico para usar una calculadora kW → A

1. Identifique si la carga es monofásica o trifásica.
2. Determine la tensión correcta: L-N para monofásica o L-L (o L-N) para trifásica según la placa.
3. Consulte o estime el factor de potencia (cos φ). Para resistencias use 1, para motores use el valor nominal del fabricante.
4. Utilice la fórmula adecuada y sustituya valores con las unidades correctas.
5. Apique coeficientes normativos: arranque, corrección térmica y por agrupamiento antes de seleccionar conductores y protecciones.

Ejemplo de verificación de datos de placa

• Si la placa indica: 400 V / 50 Hz / 50 kW / cos φ = 0,9 → usar la fórmula trifásica con V_L-L = 400 V y cos φ = 0,9.
• Si indica 230 V y es monofásica → usar fórmula monofásica directamente.

Ejemplos reales y soluciones detalladas

Ejemplo 1 — Cálculo monofásico: calefactor eléctrico

Situación: una resistencia calefactora tiene potencia nominal P = 3,5 kW y se alimenta desde 230 V monofásico. El factor de potencia cos φ = 1 (resistencia pura). Calcular la corriente y seleccionar un interruptor automático.

Aplicando la fórmula monofásica:

Corriente redondeada: I ≈ 15,22 A.

Selección de protección y cableado:

• Según tabla de capacidades y margen, un interruptor automático magnetotérmico de 20 A es apropiado para proteger la línea (ver REBT y curvas de disparo).
• Para conductor de cobre en condiciones normales y sin correcciones, un cable de 2,5 mm² soporta corrientes hasta ≈ 20–24 A (depende de la instalación), por lo que podría ser aceptable; si existen factores de agrupamiento o temperatura, aumentar sección.
• Comprobación: considerar un coeficiente de utilización y puesta en servicio; en instalaciones fijas puede ser necesario aplicar un 1,15 de ajuste a la corriente nominal para la protección.

Ejemplo 2 — Cálculo trifásico L-L: motor industrial

Situación: motor trifásico, P = 50 kW, tensión de placa 400 V (L-L), cos φ = 0,9. Calcular la corriente nominal y proponer la corriente de disparo del magnetotérmico y la sección del cable.

Fórmula trifásica:

Calculo numérico:

Corriente nominal I ≈ 80,17 A.

Dimensionamiento de protecciones y conductores:

• Protección magnetotérmica: para motores se suele seleccionar interruptores y relés térmicos según la I nominal y la corriente de arranque. El valor de ajuste del protector térmico deberá aproximarse a la In = 80,17 A, con posibilidad de ajuste para el 115% ó 125% según norma y tipo de arrancador.
• Interruptor automático para la línea: normalmente se elige un interruptor con poder de corte adecuado y capacidad de cortocircuito, con corriente nominal mayor que I (por ejemplo 100 A o un valor comercial cercano) y disparo térmico ajustado al 1,15–1,25 de la corriente.
• Sección del conductor: usando tablas de capacidad, para una corriente continua de ≈80 A un cable de cobre de 25 mm² (en conducto y en condiciones ciertas) puede ser adecuado; sin embargo aplicar coeficientes de corrección por temperatura y agrupamiento y verificar caída de tensión (limitada por norma, ej. 3–5%).

Ejemplo de verificación de caída de tensión (simplificada): si la distancia es larga, calcule la caída y aumente sección si excede límites normativos.

Ejemplo 3 — Trifásico L-N: carga con fase a neutro dada

Situación: un conjunto de equipos indica en placa 230 V (fase-neutro), P total = 18 kW, cos φ estimado = 0,95. Calcular la corriente por fase para una red trifásica equilibrada.

Usamos la fórmula con V_L-N:

Corriente por fase I ≈ 27,46 A.

Notas: si se trabajara con V_L-L = 400 V habría que usar la fórmula √3; el resultado debe ser coherente.

Correcciones prácticas y consideraciones adicionales

• Factor de arranque: motores presentan corrientes de arranque significativamente mayores (hasta 6–8× In para arranque directo). Seleccione arrancadores suaves o protecciones que toleren picos.
• Factor de potencia: cuando cos φ < 0,95, la corriente aumentará y será necesario corregir si hay penalizaciones por potencia reactiva.
• Corrección por temperatura y agrupamiento: tablas de capacidad de conductores incluyen factores; aplíquelos antes de seleccionar sección final.
• Caída de tensión: para líneas largas, limite la caída a la normativa (ej. 3% a 5% para circuitos terminales).

Instrumentación y verificación en obra

1. Uso de pinza amperimétrica True RMS para medir corrientes reales en régimen permanente.
2. Medición de tensión fase-neutro y fase-fase para confirmar valores usados en cálculo.
3. Análisis de factor de potencia con analizador de redes para dimensionar bancos de condensadores si es necesario.
4. Pruebas de puesta en marcha: medir corrientes de arranque, comparar con cálculos y ajustar protecciones.

Referencias normativas y recursos de autoridad

• REBT (Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión, España): https://www.idae.es/ (consultar documentación y enlaces oficiales del Ministerio competente).
• IEC 60364 — Instalaciones eléctricas de baja tensión: https://www.iec.ch/
• IEC 60034 — Máquinas eléctricas (datos y condiciones de ensayo): https://www.iec.ch/standards
• NFPA 70 (NEC) — Normas en EE. UU.: https://www.nfpa.org/
• IEEE Xplore — Documentos sobre dimensionamiento y buenas prácticas: https://ieeexplore.ieee.org/

Nota: las direcciones anteriores conducen a organismos de normalización; acceder a normas completas puede requerir suscripción o compra. Consulte siempre la versión vigente de la norma aplicable en su país.

Resumen técnico y recomendaciones para el cálculo automático

• Asegúrese de introducir correctamente: tipo de sistema (monofásico/trifásico), tensión (L-N o L-L), potencia (kW) y cos φ.
• Si utiliza una calculadora automática, incluya opciones para aplicar coeficientes normativos: arranque, corrección por temperatura, agrupamiento y caída de tensión.
• Para dimensionamiento final combine resultados de cálculo con tablas normativas de conductores y protecciones y con la verificación práctica en campo.

Este documento aporta las fórmulas, tablas y ejemplos necesarios para un conversor kW → A en entornos monofásicos y trifásicos (L-L y L-N), incluyendo consideraciones normativas y recomendaciones prácticas para selección de protecciones y conductores.