Calculadora de Factor de Potencia
Calcule el factor de potencia, ángulo de fase, potencia aparente y potencia reactiva. Dimensione condensadores de compensación para sistemas monofásicos o trifásicos.
Elija un modo de cálculo, ingrese los valores conocidos y seleccione monofásico o trifásico. En modo de corrección, ingrese el FP actual y objetivo para dimensionar un condensador.
- PF = cos(φ) = P / S
- √(P² + Q²) = S
- Q = P × tan(φ)
- φ = arccos(PF)
- S = V × I
Cómo funciona
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Elegir el modo de cálculo
Desde P y S: ingrese la potencia activa (W o kW) y la potencia aparente (VA o kVA). Desde V, I, P: ingrese tensión, corriente y potencia activa para monofásico o trifásico. Corrección de FP: ingrese potencia activa, FP actual, FP objetivo, tensión y frecuencia.
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Seleccionar monofásico o trifásico
Monofásico: S = V × I. Trifásico (tensión entre fases): S = √3 × V × I. Elija el que corresponda a su punto de medición.
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Leer resultados y triángulo de potencias
La calculadora devuelve FP, ángulo de fase, S y Q. En modo de corrección muestra además la compensación reactiva Q_c en VAR y el valor del condensador en microfaradios. El triángulo SVG se actualiza en tiempo real.
Factor de potencia, triángulo de potencias y costes de reactiva
Todo circuito de corriente alterna transporta dos tipos de potencia simultáneamente. La potencia activa P (vatios) realiza trabajo útil: girar ejes, producir calor, emitir luz. La potencia reactiva Q (VAR) traslada energía de ida y vuelta entre la fuente y los campos magnéticos o eléctricos de motores, transformadores y condensadores, sin realizar trabajo. La suma vectorial de P y Q es la potencia aparente S (VA), y la relación P/S es el factor de potencia. Charles Proteus Steinmetz, matemático e ingeniero eléctrico en General Electric, popularizó el uso de números complejos (fasores) para el análisis de CA en la década de 1890. Una carga puramente resistiva como una lámpara incandescente tiene FP = 1,0. Un motor de inducción típico a plena carga opera a FP 0,80–0,87; a media carga puede caer por debajo de 0,70. Las compañías eléctricas responden facturando por kVA o imponiendo recargos cuando el FP baja de 0,90 o 0,95. La corrección estándar es conectar condensadores en paralelo que inyectan corriente reactiva adelantada. IEEE Std 1459-2010 extendió el triángulo clásico a sistemas con distorsión armónica, pero para el dimensionamiento de compensación fundamental que realiza esta calculadora, el modelo sinusoidal sigue siendo preciso.
Errores comunes
Confundir kW y kVA. El transformador de la red y tu cableado deben transportar kVA, no kW. Un motor de 10 kW con FP 0,7 pide 14,3 kVA; dimensiona alimentador, protecciones y transformador para 14,3 kVA. Las tarifas industriales facturan potencia en kVA o con recargo por FP por debajo del umbral.
Sobrecompensar hasta FP adelantado. Un banco dimensionado con el motor a plena carga sobrecompensa en vacío, genera FP en adelanto y subidas de tensión que dañan equipos y disparan fusibles. Dimensiona para la condición media, y usa bancos con contactores automáticos si la carga varía.
Ignorar los armónicos. FP real = factor de desplazamiento × factor de distorsión. Un variador con THD 35 % tiene factor de distorsión 0,943; incluso con desplazamiento 1,0 el FP real tope es 0,94. La compensación clásica con capacitores no soluciona distorsión; usa filtro armónico o reactor de línea según IEEE 519.
Instalar capacitores aguas arriba del variador. Capacitores y diodos rectificadores del variador forman un tanque resonante que amplifica armónicos. Los capacitores de corrección van en el lado red del variador, no entre la salida del variador y el motor.
Medir FP trifásica desequilibrada con un medidor monofásico. Un FP trifásico correcto exige medición por fase o el método de dos vatímetros (teorema de Blondel). Una sola pinza en una fase de carga desequilibrada da un número engañoso.
Preguntas frecuentes
¿Qué es el factor de potencia y por qué importa?
El factor de potencia (FP) es la relación entre la potencia activa (vatios) y la potencia aparente (VA). Un FP de 1,0 significa que toda la corriente realiza trabajo útil. Los motores industriales, lámparas fluorescentes y variadores de frecuencia suelen operar a FP 0,7–0,85. La mayoría de las tarifas eléctricas comerciales penalizan a clientes con FP inferior a 0,90–0,95.
¿Cuál es la diferencia entre factor de potencia adelantado y atrasado?
Atrasado significa que la corriente va detrás de la tensión, causado por cargas inductivas como motores y transformadores. Adelantado significa que la corriente se adelanta a la tensión, causado por cargas capacitivas. La mayoría de instalaciones industriales tienen FP atrasado porque los motores dominan la carga. Los condensadores de compensación inyectan corriente adelantada para cancelar el desfase.
¿Cómo corrijo un factor de potencia bajo?
El método estándar es agregar condensadores en paralelo con la carga. La compensación reactiva necesaria es Q_c = P × (tan(φ_viejo) − tan(φ_nuevo)), y el valor del condensador C = Q_c / (2π × f × V²). Para plantas grandes, bancos de condensadores automáticos conectan y desconectan etapas según la carga variable.
¿Por qué el sistema trifásico usa un multiplicador de √3?
En un sistema trifásico equilibrado, la potencia aparente es S = √3 × V_LL × I_L. El factor √3 proviene del desfase de 120° entre los tres conductores. Si se mide la tensión de fase (V_LN) directamente, S = 3 × V_LN × I_L, que da el mismo resultado.
¿Qué factor de potencia tiene un motor típico?
Los motores de inducción estándar NEMA a plena carga operan a FP 0,80–0,87. A carga parcial del 50 % caen a 0,65–0,72, y al 25 % pueden llegar a 0,40–0,55. Por eso los motores sobredimensionados son una causa común de mal FP en instalaciones.
¿Qué es la potencia aparente y por qué se mide en VA?
La potencia aparente S (voltamperios) es el producto de la tensión RMS y la corriente RMS. Incluye componentes activos y reactivos. Los suministradores dimensionan generadores, transformadores y cables según S, no según P, porque los conductores transportan toda la corriente independientemente de cuánta realice trabajo útil.
¿Cambia IEEE Std 1459-2010 algo para esta calculadora?
IEEE 1459-2010 define componentes de potencia separados para sistemas no sinusoidales y desequilibrados. Esta calculadora asume condiciones sinusoidales y equilibradas, lo que cubre la gran mayoría de la compensación de potencia reactiva. Para variadores de frecuencia y drivers LED se recomienda un análisis completo de armónicos.
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