¡Hola! Me da mucho encontrarte por aquí, y volverte a saludar. ¿Estás lista/o para aprender algo nuevo? Como ya viste desde el título, hoy platicaremos sobre la POTENCIA APARENTE.

La potencia aparente forma parte de las potencias esenciales que existen dentro del concepto de la física y su aplicación en el campo de la electricidad y la corriente alterna, incluso podría decirte desde ahora que influye hasta en como la energía eléctrica es suministrada en nuestro hogar, ayudándonos a que ese suministro sea mucho más eficiente, pero paciencia, que eso lo veremos más adelante.

El objetivo de este artículo es sencillo: al final, tendrás la capacidad de enfrentarte a este concepto desde un punto teórico y práctico, llegando a resolver problemas relacionados a la potencia aparente con ayuda de las definiciones y teoría matemática que estas por conocer; además, por si fuera poco, te dará una noción mucho más amplia de la relación que tienen las potencias esenciales dentro del mundo de la electricidad, y de esta forma, estarás lista/o por si decides aventurarte a estudiar más temas relacionados.

¿Qué es la potencia aparente?

También conocida como potencia compleja o total, esta potencia es especial, pues en esencia, es la suma de la potencia activa y la potencia reactiva.

Estas dos potencias forman parte de la corriente alterna (C.A), que más adelante veremos con detalle. Algo que debes saber, es que hay muchísimos sistemas eléctricos que tiene la capacidad de funcionar al vacío (sin una carga eléctrica real), y esto se debe gracias a una potencia residual que quizá pueda albergar el sistema; es el resultado de toda la energía que se queda, de forma parcial, circulando en el circuito de corriente alterna.

Todo esto que te acabo de platicar genera un retardo en los sistemas de transmisión, y es aquí donde hace acto de presencia la potencia aparente, la cual tiende a acumularse en cables, por ejemplo. En resumen, es toda la potencia que se transmite a través de las líneas de transmisión y llegan al receptor.

Ya que conoces de cerca la definición de la potencia aparente, es importante que sepas que tenemos dos tipos de potencia aparente, las cuales están presentes dependiendo de la aplicación. Veamos cuales son estos tipos de potencia aparente.

Tipos de potencia aparente

Existen dos tipos de potencia aparente:

• Monofásica: donde se utiliza una sola fase de potencia para circular la corriente.
• Trifásica: aquí se tiene tres fuentes de alimentación, donde le principal objetivo es distribuir la potencia para que llegue al receptor de forma sincrónica.

Esta potencia es muy importante, pues los generadores, transformadores y conductores se deben diseñar para transportar la corriente y la potencia total, no solo la útil o la activa.

Otro punto a tomar en cuenta al trabajar con esta potencia, es que si se suma la potencia aparente para dos cargas, estas deben de poseer la misma diferencia de fase entre la corriente y el voltaje, es decir, un factor de potencia de igual valor; este concepto lo vamos a manejar más adelante y recordaremos como es que se relaciona el factor de potencia con la potencia activa.

La potencia aparente la puedes identificar con la letra S, y se mide en voltampere (VA), aunque podemos tener grandes cantidades de potencia, llegando a ocuparse los kilovoltampere (kVA). Más adelante te enseñaré la fórmula de la potencia aparente y como se calcula.

Complementemos la definición de la potencia aparente conociendo los tipos de potencia que existen en la corriente alterna (C.A).

• Potencia activa, este tipo de potencia también la puedes encontrar como potencia real o potencia absorbida, y hace referencia a toda aquella potencia que es aprovechada durante la transformación de la energía eléctrica en un sistema o circuito de corriente alterna. En términos simples, es la potencia real que utiliza un circuito para trabajar. Su unidad de medida es el kilowatt (kW) y se identifica con la letra P.
• Potencia reactiva, la potencia reactiva es toda aquella potencia que está presente y es consumida por componentes inductivos (bobinas y capacitores), ya que es necesaria para los campos eléctricos, los cuales se pueden encontrar en motores y transformadores; no obstante, podría decirse que es una potencia “fantasma”, pues no es una potencia que genere un trabajo útil, por lo que no consume energía. se mide en voltampere reactivos (var) y se identifica con la letra Q.

Ya que hemos explorado el concepto de la potencia aparente y las demás potencias que existen en la corriente alterna, es hora de que veamos como calcular la potencia aparente y que relación tiene con la potencia activa y reactiva de forma matemática. Descuida, que será pan comido entender las formulas y los cálculos.

Formulas de la potencia aparente

En este apartado te mostraré solo las formulas que se utilizan para conocer la potencia aparente en algún circuito de corriente alterna que tenga los datos suficientes. En el siguiente apartado te hablaré con más detalle sobre como calcular la potencia aparente y de donde surgen algunas formulas. No te preocupes, que después veremos algunos ejercicios, y quizás aquí te quede más claro esto.

Solo existen dos formulas para calcular la potencia aparente:

Fórmula básica

S=V·I 

Dónde:

• V = valor RMS del voltaje aplicado al receptor o a la instalación, en volts (V).
• I = valor RMS de la intensidad de corriente aplicada al sistema, en ampere (A).

Esta fórmula es la más conocida por su sencillez; no obstante, existe otra fórmula donde se involucran las otras potencias (potencia activa y potencia reactiva), pues como te mencioné en el primer apartado, la potencia aparente es la suma de la potencia activa y reactiva. Esta suma es de naturaleza vectorial y se expresa de la siguiente forma:

Fórmula relacional

S = (P)2+(Q)2

Donde: 

• P = potencia activa, en watt/kilowatt (W/kW).
• Q = potencia reactiva, en voltampere reactivo (var).

Como te mencioné al inicio, en el siguiente apartado aprenderás como calcular esta potencia y de donde la esta última fórmula. ¡Vamos allá!

¿Cómo se calcula la potencia aparente?

Teóricamente, y como ya te mencioné con anterioridad, la potencia aparente es el resultado de sumar de forma vectorial a la potencia activa (la potencia útil) con la potencia reactiva; lo anterior quiere decir que la potencia aparente representa la potencia total de un circuito de corriente alterna. Sin embargo, quizá te estés preguntando: ¿de dónde sale esta relación entre potencias? Bueno, esto es resultado del triángulo de potencias, la cual te presentaré a continuación:

Aquí, las tres potencias (activa, reactiva y aparente) están relacionadas en un solo triangulo. La potencia activa (P) se encuentran en el cateto horizontal, mientras que la potencia reactiva (Q) está en el cateto vertical y la potencia aparente en la hipotenusa (H).

Basándonos en el triángulo de potencias, puedes entender que la potencia aparente se puede obtener extrayendo la raíz cuadrada de la suma de las demás potencias (potencia activa y reactiva); es decir, la fórmula que vimos en el apartado anterior:

No obstante, podemos tener variaos receptores en nuestro circuito o sistema de corriente alterna; en ese caso, debemos calcular la potencia aparente total del circuito o sistema (ST) sacando la raíz cuadrada de la suma de la potencia activa total (PT) y de la potencia reactiva total (QT).  ¿Aún no te queda claro? No te preocupes, que enseguida te muestro la expresión matemática:

ST=(PT)2+(QT)2

Del triángulo de potencias también podemos deducir el calculo de la potencia activa y reactiva, las cuales son necesarias para obtener el valor de nuestra potencia aparente.

• Para calcular potencia activa (P):

P=S×cos(φ)

• Para calcular potencia reactiva (Q):

Q = S×sen(φ)

Dependiendo del problema y sus datos, puedes aplicar las formulas correspondientes; puedes utilizar tanto la fórmula básica como la que es originada del triángulo de potencia. En el siguiente apartado veremos un ejercicio, ¿te apuntas?

Ejercicio: calculo de la potencia aparente

En el ejercicio siguiente, el objetivo primordial es obtener el valor de la potencia aparente que posee el circuito, en el cual tendremos solo el valor de una resistencia conectada a una fuente de alimentación. Se realizará utilizando la fórmula básica y la fórmula en la cual están involucradas las demás potencias (potencia activa y reactiva). Veamos el diagrama del circuito, su información y, finalmente, como calcular paso a paso la potencia aparente.

• En este circuito tenemos una fuente de alimentación que nos proporciona un voltaje de 430v, quien está alimentando una resistencia de 115 ohms. Además, el valor de fi (φ) es igual a cero.

¿Qué nos hace falta para conocer la potencia aparente mediante la fórmula básica? Si recuerdas la expresión matemática, probablemente ya te has percatado que nos hace falta el valor de la corriente que hay en el circuito; dicho valor se obtiene con ayuda de la Ley de Ohm, para posteriormente multiplicarlo con el valor de la tensión. ¿No ha quedado del todo claro? Veámoslo juntos paso a paso:

• Obtenemos el valor de la corriente con la Ley de Ohm.

I = VR

I=430115=3.7391 A≈3.74 A

• Conociendo ya el valor de la intensidad de corriente del circuito, podemos calcular la potencia aparente.

S=V·I 

S=430·3.74 = 1608.2 VA

Concluimos que el valor de la potencia aparente es de 1608.2 VA.

Para realizarlo por medio de la segunda fórmula, debemos primero calcular el valor de la potencia activa (P) y de la potencia reactiva (Q), para que al final podamos obtener la potencia aparente aplicando la expresión matemática resultante del triángulo de potencias. Veamos como se realiza.

• Obtenemos el valor de la potencia activa (P):

Dado que:

P=S×cos(φ)

• Y la potencia aparente (S) se expresa como:

S=V·I 

• Entonces sustituimos S en la fórmula de potencia activa:

P=V×I×cos(φ)

• Finalmente sustituimos valores y calculamos la potencia activa:

P=430×3.74×cos(0)

P = 1608.2 W

• Concluimos que el valor de de la potencia activa es de 1608.02 W.
• Obtenemos el valor de la potencia reactiva (Q), siguiendo el mismo procedimiento de sustitución respecto a la potencia aparente (S):

Q = S×sen(φ)

Q = V×I×sen(φ)

Q = 430×3.74×sen(0)

Q = 430×3.74×0 

Q = 0 VAr

• Concluimos que la potencia reactiva tiene un valor de cero, lo que significa que la resistencia no consume potencia reactiva.
• Finalmente aplicamos la fórmula de la potencia aparente (S):

S = (P)2+(Q)2

• Sustituimos los valores de las potencias y calculamos la potencia aparente:

S = (1608.2)2+(0)2

S = 1608.2 VA 

Puedes observar que estamos en lo correcto, pues en ambos métodos el resultado es el mismo: 1608.2 VA de potencia aparente.

Como puedes observar, todo depende del problema y la información que te proporcionen; pero en general, así es como se calcula la potencia aparente.

Vídeo de potencia aparente

Te tengo una buena noticia: HEMOS TERMINADO.

Si, hemos terminado juntos este breve viaje donde conocimos con más detalle la potencia aparente, un tema que, a pesar de ser fácil de entender, tiene mucha importancia dentro de la electricidad y, específicamente, en la aplicación de los circuitos de corriente alterna. Asimismo, también has recibido una pequeña introducción a las demás potencias que están relacionadas de forma especial con la potencia aparente, tanto así que hasta existe un triángulo de potencias para poder observar esta relación.

Conocer las diferentes potencias que existen al trabajar con la corriente alterna, nos da una mejor idea de como es que se comporta la energía dentro de los circuitos que poseen este tipo de corriente, y esto ayuda en que sepamos desde como diseñar un circuito receptor de corriente alterna, hasta en como se puede optimizar el consumo de energía, como es el caso de la potencia aparente.

Antes de partir, pienso que es necesario recordar algunos puntos importantes del tema, para reforzar e irnos un poco más sabios. ¿Te apuntas? ¡Vamos!

• En esencia, la potencia aparente es toda aquella potencia que se transmite a través de las líneas de suministro, hasta que llega al circuito objetivo o receptor. Esta potencia se mide en voltampere (VA) y se identifica con la letra S.
• La potencia aparente es también conocida como potencia total, pues se define como la suma de la potencia activa y reactiva.
• En conjunto con la potencia activa (P) y reactiva (Q), la potencia aparente forma parte de las potencias fundamentales de la corriente alterna.
• Existe un gráfico donde se encuentran relacionadas las tres potencias, y es conocido como “triángulo de potencias”.
• Las formulas principales que existen para calcular la potencia aparente, son las siguientes:

S=V·I 

S = (P)2+(Q)2

• Gracias a la potencia aparente, podemos mejorar el consumo de la energía eléctrica gracias a su relación con el factor de potencia.

Y así es como terminamos. Ya estas listo para seguir conociendo más sobre las potencias en los circuitos de corriente alterna, así como otros temas relacionados, como el factor de potencia, del cual ya he hablado en un artículo aparte.

Recuerda que una de las mejores formas de llegar a ser el mejor, es entrenar tu mente, aprender, y practicar lo aprendido. Te invito a seguir teniendo curiosidad en todo lo que te guste.

¡Hasta pronto!