Medir y calcular voltajes trifásicos y monofásicos es esencial para diseño, diagnóstico y protección en ingeniería eléctrica.
Este artículo explica fórmulas, valores típicos, ejemplos reales y tablas, optimizado para buscadores y profesionales técnicos.
Voltaje Línea-a-Línea a Línea-a-Neutro
Tablas extensas de valores comunes de Voltaje L-L y L-N
A continuación, se presentan tablas con los valores más utilizados de tensión en sistemas eléctricos, tanto industriales como residenciales, según normativas internacionales (como IEC y NEC).
Tabla 1: Relación entre Voltaje L-L y L-N en sistemas trifásicos
| Voltaje L-L (V) | Voltaje L-N (V) | Sistema Común |
|---|---|---|
| 208 | 120 | Trifásico 208Y/120 (EE. UU.) |
| 220 | 127 | Trifásico 220Y/127 (Latinoamérica) |
| 230 | 132.8 | Trifásico 230Y/133 (Europa, parcial) |
| 240 | 139 | Trifásico 240Y/139 |
| 380 | 220 | Trifásico 380Y/220 (Europa antigua) |
| 400 | 230 | Trifásico 400Y/230 (IEC estándar) |
| 415 | 240 | Trifásico 415Y/240 (UK, Oceanía) |
| 480 | 277 | Trifásico 480Y/277 (EE. UU. industria) |
| 600 | 347 | Trifásico 600Y/347 (Canadá) |
| 690 | 400 | Trifásico 690Y/400 (alta tensión IEC) |
Tabla 2: Relación de voltajes monofásicos comunes (para referencia)
| Voltaje L-N (V) | Sistema | Aplicación común |
| 120 | Monofásico EE. UU. | Residencial y comercial |
| 127 | Monofásico LATAM | Residencial |
| 220 | Monofásico Europa/Asia | Residencial y comercial |
| 230 | Monofásico estándar IEC | Residencial |
| 240 | Monofásico Reino Unido | Residencial |
Fórmulas de cálculo de Voltaje L-L y L-N
En sistemas eléctricos trifásicos con neutro, los voltajes están relacionados entre sí por medio de la raíz cuadrada de 3
1. Fórmula de Voltaje Línea a Línea (L-L):
Variables:
2. Fórmula de Voltaje Línea a Neutro (L-N):
Estas fórmulas son válidas en sistemas balanceados de corriente alterna trifásica con neutro accesible.
Ejemplos comunes:
Estas relaciones son fundamentales en la selección de transformadores, protecciones y cableado.
Ejemplos del mundo real
Caso 1: Diseño de red trifásica en un edificio comercial en México
Datos:
- Sistema trifásico 220Y/127V
- Se requiere determinar el voltaje entre fases para un tablero de distribución
Solución:
- Sabemos que el voltaje línea a neutro es 127V
- Aplicamos la fórmula:
Resultado:
- El voltaje entre fases es 220V, adecuado para alimentar cargas trifásicas como motores o aires acondicionados.
Caso 2: Revisión de transformador en una industria en EE. UU.
Datos:
- Transformador con salidas 480Y/277V
- Se debe verificar si los contactos de salida proporcionan los voltajes correctos
Solución:
- Se mide un voltaje línea a neutro: 277V
- Aplicamos la fórmula:
Resultado:
- La relación medida es correcta. El transformador está operando adecuadamente.
Normativas técnicas relevantes
El diseño y verificación de sistemas eléctricos debe regirse por normas internacionales que establecen los niveles de tensión, tolerancias y configuraciones permitidas. Algunas de las más relevantes son:
- IEC 60038: Define los niveles normalizados de tensión en sistemas eléctricos. Por ejemplo, establece que en Europa los sistemas trifásicos deben tener 400/230V como estándar.
- NEC (NFPA 70): En EE. UU., define los requerimientos eléctricos, incluyendo los voltajes de uso común y los márgenes de seguridad.
- IEEE Std 141 (Red Book): Proporciona directrices para el diseño de sistemas eléctricos industriales, incluyendo la elección de niveles de voltaje adecuados según carga y distancia.
Errores comunes al calcular voltaje L-L y L-N
- Olvidar aplicar la raíz de 3: Muchos técnicos cometen el error de asumir que L-L es simplemente el doble de L-N, lo cual es incorrecto en sistemas trifásicos.
- Usar valores redondeados incorrectamente: Aunque la raíz de 3 se aproxima a 1.732, truncarlo a 1.7 o 1.73 puede generar errores importantes en aplicaciones de potencia.
- Confundir sistemas delta con Y: En configuraciones delta no existe voltaje L-N, por lo que aplicar estas fórmulas resulta en errores.
- No verificar balanceo de cargas: Las fórmulas suponen un sistema balanceado; en sistemas con cargas desbalanceadas, pueden surgir diferencias significativas.
Preguntas frecuentes (FAQs) técnicas
¿Qué pasa si mido un voltaje L-L diferente al calculado? Esto puede deberse a:
- Caída de tensión por distancia o calibre insuficiente.
- Problemas en el neutro o conexión del transformador.
- Desbalance de cargas.
¿Se puede tener voltaje L-N en sistemas delta? No directamente. Los sistemas delta no tienen neutro accesible, por lo tanto, no es posible tener L-N a menos que se genere un neutro artificial mediante transformadores zig-zag.
¿Qué voltaje es más adecuado para motores industriales? Dependerá del diseño del motor. Muchos motores trifásicos están diseñados para operar a 400V o 480V L-L. Es fundamental verificar la placa del motor.
¿Por qué hay variación en los valores nominales (por ejemplo 400V vs 415V)? Esto depende del estándar nacional o regional. Europa ha migrado en gran parte a 400V/230V, mientras que Reino Unido sigue usando 415V/240V como nominal.
Recomendaciones prácticas para ingenieros y electricistas
- Siempre valida el tipo de sistema (Y vs delta) antes de aplicar fórmulas.
- Verifica que los equipos estén calibrados correctamente para evitar lecturas erróneas.
- Utiliza instrumentos de medición certificados para garantizar precisión.
- Considera la caída de tensión al calcular voltajes en cargas alejadas.
- Consulta normativas locales (RETIE en Colombia, NOM en México, NEC en EE. UU.) para asegurar el cumplimiento legal y técnico.