Practique: factor de potencia y eficiencia
Cada problema usa números nuevos, así practica el método en lugar de memorizar una respuesta.
Elija la respuesta: los calibres y valores salen de su libro del código.
Solución paso a paso
Fórmula
| Símbolo | Significado | Unidad |
|---|---|---|
| W | Potencia real | W |
| VA | Potencia aparente, E × I (× 1.732 en trifásico) | VA |
| FP | Factor de potencia, W ÷ VA, en decimal | |
| Ef | Eficiencia, salida ÷ entrada, en decimal | |
| hp | Caballos de fuerza de salida del motor (1 hp = 746 W) | hp |
Ejemplo resuelto
Una carga trifásica balanceada en un sistema de 480 V consume 181 A por fase con un factor de potencia de 0.90. ¿Cuál es la potencia real en kW?
- Potencia aparente: VA = E × I × 1.732 = 480 × 181 × 1.732 = 150,476 VA.
- Potencia real: W = VA × FP = 150,476 × 0.90 = 135,428 W.
- Convierta a kilowatts: 135,428 ÷ 1,000 = 135.43 kW.
Respuesta: 135.43 kW
Factor de potencia y eficiencia, explicado
Los motores, transformadores y balastros son cargas inductivas. Su corriente está desfasada del voltaje, así que el voltaje por la corriente (potencia aparente, en VA) es mayor que la potencia que de verdad hace trabajo (potencia real, en watts). El factor de potencia es la relación entre las dos, W ÷ VA, un número entre 0 y 1 que muchas veces se escribe en porcentaje.
La eficiencia compara lo que sale de una máquina con lo que entra. Los caballos de fuerza de un motor son su salida mecánica, y cada caballo de fuerza equivale a 746 W. Por las pérdidas en los devanados y los baleros, la entrada eléctrica siempre es mayor: watts de entrada = hp × 746 ÷ eficiencia.
Juntando todo, un motor trifásico consume I = hp × 746 ÷ (E × 1.732 × Ef × FP). En el examen pueden pedirle esta corriente. Recuerde que para dimensionar los conductores y la protección de un motor, 430.6(A)(1) lo manda a las tablas de corriente a plena carga.
Cómo resolverlo en el examen
- Identifique lo que da la pregunta: watts (potencia real), volt-amperes (potencia aparente) o caballos de fuerza (salida del motor).
- Convierta los caballos de fuerza a watts con 746 W por hp, y los kW o kVA a W o VA multiplicando por 1,000.
- Escriba el factor de potencia y la eficiencia en decimal (85% = 0.85).
- Divida entre la eficiencia para pasar de salida a entrada; multiplique por el factor de potencia para pasar de VA a watts, o divida para pasar de watts a VA.
- En trifásico, incluya el 1.732 con el voltaje, como en cualquier fórmula trifásica.
Errores comunes
- Multiplicar por la eficiencia al calcular la potencia de entrada. La entrada siempre es mayor que la salida, así que hay que dividir.
- Omitir el factor de potencia, lo que da kVA en lugar de kW.
- Usar 1,000 W por caballo de fuerza en lugar de 746 W.
- Usar una corriente calculada o de placa para dimensionar los conductores del circuito derivado de un motor, cuando 430.6(A)(1) pide la corriente a plena carga de la tabla.
- Poner un porcentaje (85) en una fórmula en lugar de un decimal (0.85).
Consejos para el examen
- El factor de potencia y la eficiencia nunca son mayores que 1. Si sus watts de entrada salen menores que la salida, multiplicó en lugar de dividir.
- Escriba 1 hp = 746 W junto a la rueda de potencia en el bloc de notas del examen.
Calculadora: factor de potencia y eficiencia
Preguntas frecuentes
¿Cómo se convierten kVA a kW?
Multiplique los kVA por el factor de potencia: kW = kVA × FP. Una carga de 100 kVA con factor de potencia de 0.8 usa 80 kW de potencia real.
¿Cuántos watts tiene un caballo de fuerza?
Un caballo de fuerza equivale a 746 watts. Esa es la salida del motor; su entrada eléctrica es mayor porque ningún motor tiene 100% de eficiencia.
¿Cómo se calcula la eficiencia de un motor?
Divida los watts de salida entre los watts de entrada y multiplique por 100. Un motor de 10 hp (7,460 W de salida) que toma 8,500 W tiene una eficiencia de 7,460 ÷ 8,500 × 100 = 87.8%.
¿Cuál es la diferencia entre potencia real y potencia aparente?
La potencia real, en watts, es la que hace trabajo. La potencia aparente, en volt-amperes, es el voltaje por la corriente. Con cargas inductivas como los motores, la potencia aparente es mayor, y la relación entre las dos es el factor de potencia.
Fuentes
Sobre las tablas: El examen es a libro abierto. Estos problemas citan la sección y la tabla de la NEC 2026 para que practique buscarlas en su propio libro. No publicamos el texto ni las tablas de la NEC.