Fórmulas eléctricas

Resumen

Fórmulas fundamentales para circuitos eléctricos de CC y CA monofásica y trifásica, que cubren la Ley de Ohm, potencia, impedancia y cálculos de motores.

Fórmulas Clave

Ley de Ohm

La relación entre voltaje, corriente y resistencia en cualquier circuito eléctrico.

$V = I \cdot R \qquad I = \frac{V}{R} \qquad R = \frac{V}{I}$

Potencia CC

$P = V \cdot I = I^{2} R = \frac{V^{2}}{R}$

Energy

$W = P \cdot t$

donde t es el tiempo en segundos (J) o horas (Wh).

Potencia CA Monofásica

$P = V \cdot I \cdot \cos\phi$

Potencia CA Trifásica

$P = \sqrt{3}\; V_{L} \; I_{L} \; \cos\phi$

Impedancia (RLC en serie)

$Z = \sqrt{R^{2} + (X_{L} - X_{C})^{2}}$

Reactancia Inductiva

$X_{L} = 2\pi f L$

Reactancia Capacitiva

$X_{C} = \frac{1}{2\pi f C}$

Variables

Unidades Eléctricas

Calculadoras

Ley de Ohm

Potencia y energía DC

Convertidor de unidades

La página de origen incluía una sección de Convertidor de unidades. Esta calculadora preserva las conversiones comunes de unidades eléctricas utilizadas con las fórmulas anteriores.

Fórmulas de motor

Para motores AC trifásicos se aplican las siguientes relaciones.

Eficiencia del motor

$\eta = \frac{746 \cdot P_{hp}}{P_{in}}$

donde P_hp es la potencia del eje en caballos de fuerza y P_in es la entrada eléctrica en vatios.

Para un suministro trifásico:

$\eta = \frac{746 \cdot P_{hp}}{\sqrt{3}\; V_{L}\; I_{L}\; \cos\phi}$

Corriente del motor (3 fases)

$I = \frac{746 \cdot P_{hp}}{\sqrt{3}\; V_{L}\; \eta\; \cos\phi}$

Potencia de entrada del motor (3 fases)

$P_{in} = \frac{\sqrt{3}\; V_{L}\; I_{L}\; \cos\phi}{1000} \quad \text{(kW)}$

Ejemplos resueltos

Batería y resistencia — Una batería de 12 V impulsa una carga de 18 Ω:

$I = \frac{12}{18} = 0.67 \; \text{A}$

Disipación de resistencia — 12 V a través de 50 Ω durante 60 s:

$P = \frac{12^{2}}{50} = 2.88 \; \text{W} \qquad W = 2.88 \times 60 = 173 \; \text{J}$

Estufa — 5 MJ consumidos de 230 V en 60 min:

$P = \frac{5 \times 10^{6}}{3600} = 1389 \; \text{W} \qquad I = \frac{1389}{230} = 6.0 \; \text{A}$

Gráficos interactivos de la Ley de Ohm

La página de origen incluye imágenes de nomogramas de la Ley de Ohm y potencia. Los gráficos a continuación convierten sus relaciones en conjuntos de datos interactivos.

Tablas de Fuente Original Restauradas

Las siguientes tablas se restauran de la página de fuente original para preservar los datos de referencia completos.

Imágenes de Fuente Original

Las siguientes imágenes de fuente original se preservan para evitar perder material de referencia visual. Cuando una imagen contiene datos de tabla o gráfico, sus valores extraídos se representan en las tablas de la página, calculadoras o gráficos interactivos; las imágenes restantes se retienen como referencias de fuente visual.

ley de ohm

Notas de Ingeniería

• Potencia DC vs. AC: En circuitos DC, los voltios-amperios equivalen a vatios. En circuitos AC, el factor de potencia hace que la potencia aparente (VA) exceda la potencia real (W). Especifique siempre si una calificación está en W o VA.
• Corrección del factor de potencia: Las instalaciones industriales a menudo instalan bancos de condensadores para acercar el factor de potencia a la unidad, reduciendo los cargos por demanda y las pérdidas en las líneas.
• Convención trifásica: El factor √3 asume un sistema trifásico equilibrado. Las cargas desequilibradas requieren un análisis por fase.
• Eficiencia del motor (η): La constante 746 convierte caballos de fuerza a vatios (1 hp = 746 W). Las eficiencias típicas de los motores varían del 80 % al 96 % según el tamaño y la clase.
• Límites térmicos: Las fórmulas asumen condiciones de estado estacionario. Las clasificaciones reales de conductores y componentes deben tener en cuenta la temperatura ambiente, la clase de aislamiento y el ciclo de trabajo según los estándares NEC / IEC.
• Potencia reactiva: La reactancia inductiva y capacitiva causa que la corriente y el voltaje estén fuera de fase. La fórmula de impedancia combina componentes resistivos y reactivos en serie.

Referencias

• Fuente Original — Engineering ToolBox: Fórmulas Eléctricas