Calculadora de Potencia Eléctrica

Calcula potencia eléctrica, voltaje, corriente, resistencia y consumo de energía para circuitos DC y AC.

Ingresa voltaje, corriente, resistencia o factor de potencia para calcular la potencia eléctrica y parámetros relacionados. Soporta cálculos tanto para circuitos DC como AC.

Ejemplos

Haz clic en cualquier ejemplo para cargarlo en la calculadora.

Circuito DC - Luz LED

Circuito DC

Un circuito DC simple con una luz LED operando a 12V con corriente de 0.5A.

Voltaje: 12 V

Corriente: 0.5 A

FP: 1.0

Tiempo: 8 h

Circuito AC - Electrodoméstico

Circuito AC

Un electrodoméstico operando a 120V AC con corriente de 2A y factor de potencia de 0.85.

Voltaje: 120 V

Corriente: 2.0 A

FP: 0.85

Frec: 60 Hz

Tiempo: 24 h

Circuito con Resistencia

Circuito con Resistencia

Un circuito con voltaje y resistencia conocidos, calculando corriente y potencia.

Voltaje: 24 V

Resistencia: 100 Ω

FP: 1.0

Tiempo: 1 h

Motor Industrial

Motor Industrial

Un motor industrial trifásico con alto factor de potencia y operación continua.

Voltaje: 480 V

Corriente: 15.0 A

FP: 0.92

Frec: 60 Hz

Tiempo: 168 h

Otros Títulos
Entendiendo la Calculadora de Potencia Eléctrica: Una Guía Completa
Domina los fundamentos de los cálculos de potencia eléctrica, desde circuitos DC básicos hasta sistemas de potencia AC complejos. Esta guía cubre las relaciones entre voltaje, corriente, potencia y energía esenciales para la ingeniería eléctrica.

¿Qué es la Potencia Eléctrica?

  • Conceptos Básicos
  • Potencia en Circuitos DC
  • Potencia en Circuitos AC
La potencia eléctrica es la tasa a la cual la energía eléctrica es transferida por un circuito eléctrico. Se mide en vatios (W) y representa la cantidad de trabajo realizado por unidad de tiempo. Entender la potencia eléctrica es fundamental para la ingeniería eléctrica, el diseño de circuitos y la gestión de energía.
La Ecuación Fundamental de Potencia
La forma más básica de potencia eléctrica es P = V × I, donde P es potencia en vatios, V es voltaje en voltios, e I es corriente en amperios. Esta ecuación se aplica tanto a circuitos DC como AC, aunque los circuitos AC requieren consideraciones adicionales para cálculos precisos.
Cálculos de Potencia DC vs AC
En circuitos DC, el cálculo de potencia es directo usando P = V × I. Sin embargo, los circuitos AC introducen complejidad debido a la naturaleza variable en el tiempo del voltaje y la corriente. Los cálculos de potencia AC deben considerar las diferencias de fase y el factor de potencia.
Factor de Potencia y Eficiencia AC
El factor de potencia (cos φ) es crucial en circuitos AC. Representa la relación entre potencia real y potencia aparente e indica qué tan eficientemente se está usando la potencia eléctrica. Un factor de potencia de 1.0 significa que toda la potencia se está usando efectivamente, mientras que valores más bajos indican ineficiencia.

Ejemplos de Cálculo de Potencia:

  • Circuito DC: 12V × 2A = 24W (multiplicación simple)
  • Circuito AC: 120V × 2A × 0.85 = 204W (incluye factor de potencia)
  • Carga Resistiva: P = V²/R o P = I²R (relaciones de la Ley de Ohm)
  • Consumo de Energía: Potencia × Tiempo = Energía (cálculo kWh)

Guía Paso a Paso para Usar la Calculadora

  • Selección de Entradas
  • Métodos de Cálculo
  • Interpretación de Resultados
La Calculadora de Potencia Eléctrica soporta múltiples métodos de cálculo dependiendo de la información disponible. Elige las entradas apropiadas basándote en lo que sabes sobre tu circuito.
Método 1: Voltaje y Corriente Conocidos
Ingresa los valores de voltaje y corriente. Para circuitos DC, establece el factor de potencia en 1.0 y la frecuencia en 0. Para circuitos AC, incluye el factor de potencia y la frecuencia. La calculadora determinará la potencia usando P = V × I × cos φ.
Método 2: Voltaje y Resistencia Conocidos
Ingresa voltaje y resistencia, dejando la corriente vacía. La calculadora primero calculará la corriente usando I = V/R, luego determinará la potencia usando P = V²/R. Este método funciona tanto para cargas resistivas DC como AC.
Método 3: Corriente y Resistencia Conocidos
Ingresa corriente y resistencia, dejando el voltaje vacío. La calculadora calculará el voltaje usando V = I × R, luego determinará la potencia usando P = I²R. Esto es útil para analizar componentes de circuitos.
Cálculo de Consumo de Energía
Agrega un valor de tiempo para calcular el consumo de energía en kilovatios-hora (kWh). Esto es esencial para entender el uso de potencia a largo plazo y los costos de electricidad. Energía = Potencia × Tiempo.

Escenarios de Cálculo Comunes:

  • Electrodoméstico: 120V, 2A, 0.85 FP = 204W potencia activa
  • Luz LED: 12V, 0.5A = 6W (circuito DC)
  • Elemento de Calentamiento: 240V, 10Ω = 5,760W (carga resistiva)
  • Motor: 480V, 15A, 0.92 FP = 6,624W potencia activa

Aplicaciones del Mundo Real y Análisis de Potencia

  • Diseño de Circuitos
  • Eficiencia Energética
  • Distribución de Potencia
Los cálculos de potencia eléctrica son esenciales en numerosas aplicaciones del mundo real, desde circuitos domésticos simples hasta sistemas de potencia industriales complejos.
Diseño de Circuitos y Selección de Componentes
Los cálculos precisos de potencia ayudan a los ingenieros a seleccionar componentes apropiados. Las resistencias deben manejar la disipación de potencia (P = I²R), los transformadores deben estar clasificados para la potencia aparente (S = V × I), y los conductores deben llevar la corriente sin caída de voltaje excesiva.
Eficiencia Energética y Análisis de Costos
La corrección del factor de potencia puede reducir significativamente los costos de electricidad en aplicaciones industriales. Los factores de potencia bajos resultan en mayores requerimientos de potencia aparente y cargos de servicios públicos aumentados. Entender las relaciones de potencia ayuda a optimizar el uso de energía.
Distribución de Potencia y Gestión de Carga
Los cálculos de potencia son cruciales para diseñar sistemas de distribución eléctrica. Los ingenieros deben asegurar que los transformadores, interruptores automáticos y conductores puedan manejar las cargas esperadas mientras mantienen estabilidad de voltaje y márgenes de seguridad.

Conceptos Erróneos Comunes y Mitos Eléctricos

  • Potencia vs Energía
  • Eficiencia AC vs DC
  • Mitos del Factor de Potencia
Los conceptos de potencia eléctrica a menudo se malinterpretan, llevando a diseños ineficientes y cálculos incorrectos.
Mito: Mayor Voltaje Siempre Significa Mayor Potencia
La potencia depende tanto del voltaje como de la corriente (P = V × I). Un alto voltaje con baja corriente puede resultar en menor potencia que un voltaje más bajo con mayor corriente. La relación depende de las características de la carga y el diseño del circuito.
Mito: Los Cálculos de Potencia AC y DC Son Idénticos
Aunque la ecuación básica P = V × I se aplica a ambos, los circuitos AC requieren consideración del factor de potencia, relaciones de fase y valores RMS. Los cálculos DC son más simples pero menos aplicables a la mayoría de los sistemas de potencia del mundo real.
Mito: El Factor de Potencia Solo Importa en Aplicaciones Industriales
El factor de potencia afecta todos los circuitos AC, incluyendo electrodomésticos. Aunque el impacto puede ser menor en entornos residenciales, entender el factor de potencia ayuda a optimizar el uso de energía y reducir costos.

Consejos de Expertos:

  • Siempre usa valores RMS para cálculos de voltaje y corriente AC
  • La corrección del factor de potencia puede reducir costos de electricidad en 5-15%
  • Consumo de energía (kWh) = Potencia (kW) × Tiempo (horas)
  • Potencia aparente (VA) siempre es mayor o igual que potencia real (W)

Derivación Matemática y Conceptos Avanzados

  • Triángulo de Potencia
  • Potencia Compleja
  • Sistemas Trifásicos
Entender los fundamentos matemáticos de la potencia eléctrica proporciona conocimientos más profundos sobre el comportamiento de circuitos y oportunidades de optimización.
El Triángulo de Potencia y Relaciones Vectoriales
En circuitos AC, la potencia puede representarse como un triángulo con tres componentes: potencia real (P), potencia reactiva (Q) y potencia aparente (S). La relación es S² = P² + Q², donde S = V × I, P = V × I × cos φ, y Q = V × I × sin φ.
Potencia Compleja y Análisis de Fasores
La potencia compleja S = P + jQ proporciona un marco matemático para analizar sistemas de potencia AC. La parte real representa potencia activa, mientras que la parte imaginaria representa potencia reactiva. Este enfoque simplifica los cálculos en circuitos complejos.
Sistemas de Potencia Trifásicos
Los sistemas trifásicos son comunes en aplicaciones industriales y comerciales. La potencia total en un sistema trifásico balanceado es P = √3 × Vlinea × Ilinea × cos φ, donde Vlinea es el voltaje línea a línea e Ilinea es la corriente de línea.

Cálculos de Potencia Avanzados:

  • Motor Trifásico: P = √3 × 480V × 15A × 0.92 = 11,470W
  • Corrección del Factor de Potencia: Tamaño del capacitor = P × (tan φ1 - tan φ2)
  • Eficiencia: η = (Potencia de Salida / Potencia de Entrada) × 100%
  • Caída de Voltaje: ΔV = I × R (para cargas resistivas)