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Potencia trifásica: cálculo en sistemas equilibrados

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La potencia trifásica es la potencia total entregada por las tres fases de un sistema alterno equilibrado.

Hasta ahora, para calcular la potencia usábamos . En un sistema trifásico, podrías pensar: “Bueno, si son tres fases, será simplemente multiplicar eso por tres”.

Y bueno, más o menos sí, pero más o menos no. La potencia total es, efectivamente, la suma de lo que aporta cada una de las tres fases:

Pero noalmente no vamos a poder medir lo que pasa dentro de una bobina (). Lo que nosotros medimos con el polímetro desde fuera son los valores de Línea (, ).

Necesitamos una fórmula que use los datos que realmente podemos medir.

La fórmula con √3

En un sistema equilibrado con formas de onda senoidales, no importa si la carga está conectada en estrella o en triángulo: la potencia activa total a partir de valores de línea se calcula con la misma expresión.

Donde:

  • P: Potencia Activa (W).
  • : El factor 1,732 (viene de la geometría trifásica).
  • : Tensión de Línea (normalmente 400V).
  • : Intensidad de línea. En un sistema equilibrado tiene el mismo valor eficaz en los tres conductores.
  • : El Factor de Potencia del motor (suele venir en la placa, ej: 0,85).

¿Por qué funciona siempre?

La demostración matemática es elegante:

  • En Estrella: La corriente es igual () pero el voltaje se divide ().
  • En Triángulo: El voltaje es igual () pero la corriente se divide ().

Al sustituir estas relaciones en , el factor queda multiplicando en el resultado final.

Ejemplo práctico: el motor de una cinta transportadora

Supón que tienes que dimensionar las protecciones para un motor trifásico.

  • Mides la tensión entre fases: 400 V.
  • Mides la corriente en un cable con la pinza: 10 A.
  • La placa del motor dice: .

¿Cuánta potencia está consumiendo?

Truco de cálculo mental: Para una red de 400V estándar, el producto es aproximadamente 690. Así que: .

Las otras potencias: Q y S

El triángulo de potencias que vimos en el módulo 6 sigue vigente:

  1. Potencia aparente (S):

  1. Potencia reactiva (Q):