Potencia Eléctrica: Guía Completa de Watts, kW y kVA para México
Aprende a calcular potencia eléctrica en watts, kilowatts y kVA. Fórmulas, triángulo de potencias y factor de potencia según NOM-001-SEDE-2022.
¿Qué es la Potencia Eléctrica?
La potencia eléctrica es la cantidad de energía que un dispositivo consume o genera por unidad de tiempo. Se mide en watts (W) y representa la velocidad a la que se transforma la energía eléctrica en otra forma de energía (luz, calor, movimiento).
En instalaciones eléctricas mexicanas, calcular correctamente la potencia es esencial para dimensionar conductores, protecciones y transformadores según la NOM-001-SEDE-2022. Un cálculo incorrecto puede provocar sobrecalentamiento de cables, disparo de protecciones o penalizaciones por bajo factor de potencia por parte de CFE.
Fórmulas Fundamentales
La potencia eléctrica se calcula combinando la Ley de Ohm con las relaciones de energía:
Fórmula básica: P = V × I
Con resistencia: P = I² × R
Con voltaje y resistencia: P = V² ÷ R
Donde:
- P = Potencia en Watts (W)
- V = Voltaje en Volts (V)
- I = Corriente en Amperes (A)
- R = Resistencia en Ohms (Ω)
| Para calcular | Fórmula | Ejemplo (120V, 10A) |
|---|---|---|
| Potencia (W) | P = V × I | 120V × 10A = 1,200W |
| Corriente (A) | I = P ÷ V | 1,200W ÷ 120V = 10A |
| Voltaje (V) | V = P ÷ I | 1,200W ÷ 10A = 120V |
Tipos de Potencia
En circuitos de corriente alterna (CA), existen tres tipos de potencia que todo electricista mexicano debe comprender:
Potencia Activa (P) — Watts
Es la potencia que realmente realiza trabajo útil. Se mide en watts (W) o kilowatts (kW). Es la que CFE factura en tu recibo de luz como kWh (kilowatts-hora).
Ejemplos de carga resistiva pura:
- Calefactores eléctricos
- Focos incandescentes
- Resistencias de calentadores de agua
Potencia Reactiva (Q) — VAR
Es la potencia que no realiza trabajo útil pero es necesaria para mantener los campos magnéticos en motores, transformadores y balastros. Se mide en volt-amperes reactivos (VAR).
Ejemplos de carga reactiva:
- Motores de aire acondicionado
- Compresores de refrigeración
- Balastros de lámparas fluorescentes
Potencia Aparente (S) — VA
Es la combinación vectorial de potencia activa y reactiva. Se mide en volt-amperes (VA) o kilovolt-amperes (kVA). Los transformadores y generadores se dimensionan en kVA.
Relación: S = √(P² + Q²)
El Triángulo de Potencias
El triángulo de potencias visualiza la relación entre los tres tipos:
| Componente | Unidad | Símbolo | Fórmula |
|---|---|---|---|
| Potencia Activa | W / kW | P | P = S × cos(φ) |
| Potencia Reactiva | VAR / kVAR | Q | Q = S × sen(φ) |
| Potencia Aparente | VA / kVA | S | S = √(P² + Q²) |
| Factor de Potencia | — | FP / cos(φ) | FP = P ÷ S |
Factor de Potencia en México
El factor de potencia (FP) indica qué tan eficientemente se utiliza la energía eléctrica. Un FP de 1.0 significa eficiencia perfecta; valores menores indican desperdicio de capacidad eléctrica.
Penalización por CFE
La Comisión Federal de Electricidad aplica cargos adicionales cuando el factor de potencia es menor a 0.90:
| Factor de Potencia | Consecuencia |
|---|---|
| FP ≥ 0.90 | Sin penalización. Posible bonificación |
| 0.80 ≤ FP < 0.90 | Recargo moderado en factura |
| FP < 0.80 | Recargo significativo (hasta 120% más) |
Solución: Instalar bancos de capacitores para corregir el factor de potencia. Es una inversión que se recupera en pocos meses gracias al ahorro en facturación.
Cómo calcular el FP
FP = kW ÷ kVA = cos(φ)
Ejemplo: Un taller consume 15 kW con un transformador de 20 kVA:
- FP = 15 ÷ 20 = 0.75 → Requiere corrección
Calculadora Interactiva
Utiliza nuestra calculadora de Potencia Eléctrica para resolver cualquier combinación de watts, corriente, voltaje y resistencia de forma instantánea. También puedes verificar con la calculadora de Ley de Ohm.
Aplicaciones Prácticas en México
Dimensionamiento Residencial (120V)
Para una casa habitación típica mexicana:
| Electrodoméstico | Potencia | Corriente (120V) | Conductor mínimo |
|---|---|---|---|
| Refrigerador | 350W | 2.9A | 14 AWG |
| Lavadora | 500W | 4.2A | 14 AWG |
| Microondas | 1,200W | 10A | 12 AWG |
| Aire acondicionado (1 ton) | 1,500W | 12.5A | 12 AWG |
| Secadora eléctrica | 4,500W | 37.5A (240V) | 8 AWG |
Nota: Los conductores deben dimensionarse al 125% de la carga continua según NOM-001-SEDE Art. 210.
Ejemplo: Cálculo de Circuito de Contactos
Un circuito de contactos generales con carga estimada de 1,800W a 120V:
- Corriente de carga: I = P ÷ V = 1,800W ÷ 120V = 15A
- Corriente de diseño (125%): 15A × 1.25 = 18.75A
- Conductor: Calibre 12 AWG (ampacidad 20A a 60°C)
- Protección: Interruptor termomagnético de 20A
Instalaciones Comerciales (220V)
En un local comercial con alimentación monofásica a 220V:
- La corriente por fase se reduce a la mitad comparada con 120V
- Un equipo de 5,000W consume: I = 5,000 ÷ 220 = 22.7A (vs 41.7A a 120V)
- Permite conductores de menor calibre y menores pérdidas por caída de voltaje
Conversión entre kW y kVA
La conversión más utilizada en presupuestos eléctricos mexicanos:
| kW | FP = 0.80 → kVA | FP = 0.90 → kVA | FP = 1.00 → kVA |
|---|---|---|---|
| 5 | 6.25 | 5.56 | 5.00 |
| 10 | 12.50 | 11.11 | 10.00 |
| 25 | 31.25 | 27.78 | 25.00 |
| 50 | 62.50 | 55.56 | 50.00 |
Referencia Normativa
La potencia eléctrica y su cálculo están regulados por:
- NOM-001-SEDE-2022 Art. 220: Cálculo de Cargas — establece los métodos para determinar la carga total de una instalación, incluyendo factores de demanda
- NOM-001-SEDE-2022 Art. 210: Circuitos Ramales — define las protecciones máximas y conductores mínimos basándose en la potencia del circuito
- NOM-001-SEDE-2022 Art. 310: Conductores — las tablas de ampacidad se seleccionan a partir de la corriente calculada con las fórmulas de potencia
- NOM-001-SEDE-2022 Art. 430: Motores — requiere considerar potencia reactiva y factor de potencia para el dimensionamiento
Errores Comunes
1. Confundir kW con kVA
Los kW representan potencia real consumida, mientras que los kVA incluyen la potencia aparente. Dimensionar un transformador en kW cuando debería ser en kVA puede resultar en un equipo subdimensionado. Siempre considere el factor de potencia de la carga.
2. No aplicar el factor del 125%
La NOM-001-SEDE exige que las cargas continuas (operación ≥ 3 horas) se multipliquen por 1.25 para el dimensionamiento de conductores y protecciones. Olvidar este factor causa sobrecalentamiento.
3. Sumar potencias de diferentes fases incorrectamente
En sistemas trifásicos, la potencia total no es simplemente 3 veces la potencia de una fase. Debe considerarse el tipo de conexión (estrella o delta) y el balance de cargas. La fórmula correcta es: P = √3 × V_línea × I_línea × FP.
4. Ignorar la potencia reactiva de motores
Los motores eléctricos tienen un factor de potencia típico de 0.75-0.85. Al dimensionar la acometida, considere la potencia aparente (kVA), no solo la potencia nominal (kW) del motor.
Preguntas Frecuentes
¿Cuántos watts consume una casa promedio en México?
Una casa habitación promedio en México consume entre 3,000 y 5,000 watts de demanda máxima simultánea. El consumo mensual típico está entre 150 y 300 kWh. Las casas con aire acondicionado en zonas cálidas pueden duplicar estas cifras.
¿Cómo convierto watts a amperes para 120V en México?
Divide los watts entre el voltaje: I = W ÷ V. Por ejemplo, un electrodoméstico de 1,200W a 120V consume: 1,200 ÷ 120 = 10 amperes. Para cargas con motor, considere un factor de potencia de 0.85.
¿Qué diferencia hay entre kW y HP en motores?
Un caballo de fuerza (HP) equivale a 746 watts o 0.746 kW. Un motor de 5 HP consume 3.73 kW como potencia mecánica de salida, pero la potencia eléctrica de entrada será mayor debido a la eficiencia del motor (típicamente 80-90%).
¿Por qué CFE cobra en kWh y no en kVAh?
CFE factura la energía activa (kWh) porque es la que produce trabajo útil. Sin embargo, penaliza el bajo factor de potencia porque la energía reactiva ocupa capacidad en las líneas de distribución sin producir trabajo, aumentando las pérdidas del sistema eléctrico nacional.
¿Cuánta potencia necesito para instalar un aire acondicionado?
Depende de la capacidad en toneladas de refrigeración (TR): 1 TR ≈ 1,200-1,500W. Un minisplit de 1 TR necesita un circuito dedicado de 15A con conductor calibre 12 AWG y protección de 15-20A. Para equipos de 2+ TR, considere una alimentación a 220V para reducir la corriente.
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