Calculadora de Factor de Potencia — Triángulo de Potencias
Calcula el factor de potencia de tu instalación usando el triángulo de potencias. Incluye kW, kVA, kVAR, ángulo y penalización/bonificación CFE.
Cómo usar esta calculadora
- Seleccione el tipo de datos disponibles (kW+kVA, kW+kVAR, o V+A+W).
- Ingrese los valores medidos de su instalación.
- Opcionalmente ingrese su factura mensual CFE para ver la penalización en pesos.
- La calculadora muestra FP, triángulo de potencias, y si aplica: el % de penalización CFE y el monto estimado.
- Si el FP es menor a 0.90, siga el enlace a la calculadora de Penalización CFE para análisis detallado con bonificación.
Conceptos Fundamentales
La potencia activa (kW) produce trabajo (calor, movimiento). La potencia reactiva (kVAR) magnetiza motores y transformadores (necesaria pero no produce trabajo). La potencia aparente (kVA) es la que ve la red. El factor de potencia (FP = kW/kVA) mide la proporción útil. Las cargas inductivas (motores, transformadores) consumen kVAR y bajan el FP. Los capacitores suministran kVAR localmente y suben el FP.
Contexto en México
CFE mide el FP mensualmente en tarifas industriales y comerciales (GDMTH, GDMTO, DIST). FP <0.90: penalización. FP >0.90: bonificación. La medición se toma del medidor CFE (registra kWh y kVARh). La fórmula CFE: Penalización = 3/5 × [(90/FP) − 1] × 100%. Bonificación = 1/4 × [1 − (90/FP)] × 100%. Ejemplo: FP=0.70 → penalización 17.1%. FP=0.95 → bonificación 1.3%. FP=0.98 → bonificación 2.0%. El FP promedio industrial en México es ~0.85.
Tabla de Referencia
Factor de potencia típico por tipo de carga
| Tipo de carga | FP típico | Causa | Solución |
|---|---|---|---|
| Motores a plena carga | 0.80-0.90 | Inductiva | Capacitores |
| Motores a 50% carga | 0.60-0.75 | Inductiva alta | VFD o capacitores |
| Iluminación LED | 0.90-0.98 | Driver | Driver PFC |
| Soldadoras | 0.40-0.60 | Inductiva alta | Banco capacitores |
| Computadoras/UPS | 0.95-0.99 | PFC integrado | Ninguna |
| Cargas resistivas | 1.00 | Ninguna | Ninguna |
Fórmula
FP = kW / kVA = cos(φ) | kVA = √(kW² + kVAR²) | φ = cos⁻¹(FP) Ejemplo Práctico
Planta con medición: kW=150, kVAR=100. kVA = √(150² + 100²) = 180.3 kVA. FP = 150/180.3 = 0.832. Ángulo: 33.7°. Penalización CFE: 3/5 × [(90/83.2) − 1] = 4.9% → sobre factura $40,000 = $1,960/mes de recargo.
Interpretación de Resultados
El factor de potencia indica qué tan eficientemente se utiliza la energía eléctrica. FP=1.0 (ideal): toda la corriente produce trabajo útil. FP=0.80: el 20% de la corriente es "improductiva" (reactiva). Un FP bajo obliga a la red a transportar más corriente, causando pérdidas en conductores, transformadores y penalización de CFE. Mejorar el FP con capacitores reduce la corriente total y elimina penalizaciones.
Errores Comunes
- Confundir kW con kVA. Un motor de 10 kVA con FP=0.80 solo entrega 8 kW de potencia útil. Para 10 kW útiles, se necesita 12.5 kVA.
- Creer que FP alto siempre es mejor. FP > 1.0 capacitivo (sobrecompensación) genera sobrevoltajes y no bonifica en CFE.
- Medir FP solo con amperímetro y voltímetro. El FP verdadero incluye armónicos (FP = FP_desplazamiento × FP_distorsión). Un analizador de redes es necesario para medición precisa.
- Asumir que el FP de un motor no cambia con la carga. Un motor al 50% de carga puede tener FP de 0.60-0.70 vs 0.85 a plena carga.
Aplicaciones Prácticas
Diagnóstico inicial
Leer kWh y kVARh del medidor CFE para calcular FP. Si <0.90, dimensionar banco de capacitores para eliminación de penalización.
Optimización de red interna
Mejorar FP reduce la corriente total en conductores y transformador. Un FP de 0.80→0.95 reduce la corriente un 16%, liberando capacidad.
Negociación con CFE
FP >0.95 genera bonificaciones mensuales significativas. Mantener FP en 0.95-0.98 para máximo beneficio sin riesgo de sobrecompensación.
Preguntas Frecuentes
¿Qué es el factor de potencia?
Relación entre potencia activa (kW, que hace trabajo) y potencia aparente (kVA, que ve la red). FP = kW/kVA = cos(φ). Ideal: 1.0.
¿Desde qué FP penaliza CFE?
FP < 0.90. Penalización = 3/5 × [(90/FP) − 1] × 100%. Con FP=0.78: 9.2% de recargo sobre toda la factura. Ingrese su factura mensual en esta calculadora para ver el monto exacto, o use la calculadora de Penalización CFE para un análisis completo.
¿Cómo mido el FP?
Del medidor CFE (kWh y kVARh), con analizador de redes portátil, o con medidor de FP. Para armónicos: analizador de calidad de energía.
¿Qué cargas causan bajo FP?
Motores a carga parcial (0.60-0.75), soldadoras (0.40-0.60), transformadores en vacío (0.10-0.30). Los capacitores corrigen.