Dimensionado del interruptor termomagnético
Calcula el interruptor termomagnético adecuado para cualquier carga. Introduce la potencia (o la corriente) de la carga, la tensión, el número de fases y el factor de potencia, y la calculadora aplica la regla del 125 % para cargas continuas y redondea al calibre normalizado superior más cercano según la NEC.
Dimensionado del interruptor para una carga conocida
Dimensionado del interruptor termomagnético
Donde:
- \(P\) — potencia de la carga en vatios (W)
- \(V\) — tensión de alimentación en voltios (V): fase-neutro en monofásico y entre fases en trifásico
- \(PF\) — factor de potencia de la carga (0,1–1,0)
- \(I\) — corriente a plena carga en amperios (A)
La primera fórmula convierte la potencia de la carga en la corriente que el interruptor debe soportar; la segunda aplica la regla de la NEC 210.20(A), según la cual una carga continua (3 horas o más al máximo) no puede superar el 80 % del calibre del interruptor, lo que equivale a dimensionar el interruptor al 125 % de la corriente de la carga. El calibre necesario se redondea después al valor normalizado más cercano de la serie de la NEC 240.6(A): 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800, 1000, 1200, 1600 y 2000 A.
Interruptor termomagnético: ejemplo de cálculo
Ejemplo: una carga monofásica continua de 7,2 kW a una tensión de 240 V con factor de potencia 1,0 (los valores por defecto de la calculadora).
\[ I = \frac{P}{V \cdot PF} = \frac{7200\ \. W}{240\ \. V \cdot 1.0} = 30\ \. A \]
\[ I_{required} = 1.25 \cdot 30 = 37.5\ \. A \]
El menor calibre normalizado que no queda por debajo de 37,5 A es 40 A.
Resultado: corriente de carga calculada = 30 A; calibre nominal mínimo del interruptor = 40 A (potencia aparente ≈ 7,2 kVA).
Cómo usar la calculadora de dimensionado del interruptor termomagnético
- Elige la magnitud conocida: selecciona «Potencia de la carga (W / kW)» si conoces la potencia del equipo, o «Corriente de la carga (A)» si la placa de características indica directamente la corriente a plena carga.
- Si has elegido potencia, introduce la potencia de la carga (P) y selecciona la unidad (W o kW). Si has elegido corriente, introduce la corriente de la carga (I) en amperios, tomada de la placa de características del equipo.
- Introduce la tensión de alimentación (V): la tensión fase-neutro en un circuito monofásico (p. ej. 120 V o 230 V) o la tensión entre fases en un circuito trifásico (p. ej. 400 V o 480 V).
- Fija la configuración de fases en monofásico o trifásico.
- Introduce el factor de potencia (PF). Usa 1,0 para cargas resistivas como calefactores e iluminación incandescente; para motores, fuentes de alimentación y otros equipos inductivos emplea el valor de la placa si lo conoces (normalmente 0,8–0,9). Un factor de potencia más bajo implica más corriente para la misma potencia, así que una estimación baja y conservadora es más segura que 1,0.
- Deja marcada la casilla Carga continua — dimensionar al 125 % si la carga funciona 3 horas o más a su corriente máxima (cargadores de vehículo eléctrico, calentadores de agua, compresores). Desmárcala solo para cargas de corta duración o intermitentes.
- Lee los resultados: la corriente de carga calculada, el calibre nominal mínimo del interruptor de la serie normalizada de la NEC y un desglose detallado que muestra cada paso del cálculo.
Qué significa dimensionar un interruptor y por qué es importante
Un interruptor termomagnético protege el cableado y los equipos de un circuito contra las sobrecorrientes. Si la corriente supera lo que los conductores pueden transportar con seguridad, el aislamiento se sobrecalienta, una de las principales causas de incendios eléctricos. El interruptor debe ser, por tanto, lo bastante pequeño para disparar antes de que el cableado sufra daños, pero lo bastante grande para soportar indefinidamente la corriente de carga normal sin disparos intempestivos, incluidas las corrientes de arranque de motores y fuentes de alimentación.
El cálculo tiene dos partes. Primero se determina la corriente real de la carga, bien a partir de la placa de características, bien dividiendo la potencia entre la tensión (y, en cargas de corriente alterna, entre el factor de potencia). Después se aplica el factor de dimensionado: el National Electrical Code (NEC 210.20(A)) limita una carga continua al 80 % del calibre del dispositivo de protección, de modo que una carga continua exige un interruptor de al menos el 125 % de su corriente. Por ejemplo, una carga continua de 30 A necesita un interruptor de al menos 37,5 A, que se redondea a un calibre normalizado de 40 A.
El resultado final siempre se redondea hacia arriba a un calibre nominal normalizado, porque los interruptores solo se fabrican en tamaños fijos recogidos en la NEC 240.6(A): 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60 A, y así hasta 2000 A. La calculadora elige siempre el menor calibre normalizado que iguale o supere el valor necesario, y nunca baja de 15 A, el interruptor normalizado más pequeño.
Interpretar el resultado es sencillo: el número que se muestra es el calibre mínimo aceptable del interruptor. Puedes usar un calibre mayor solo si la ampacidad del conductor y las conexiones de los equipos también lo admiten: el interruptor, el cable y las tomas de corriente deben funcionar como un sistema coordinado.
Supuestos, limitaciones y consejos prácticos
- La ampacidad del conductor importa. Esta calculadora dimensiona únicamente el interruptor. El cable debe tener una ampacidad al menos igual a la corriente de la carga y, en la mayoría de los casos, igual o superior al calibre del interruptor. Usa la calculadora de sección de cable para comprobar el conductor adecuado según tu corriente y la longitud del recorrido.
- La caída de tensión puede obligar a un cable mayor. En recorridos largos, la caída de tensión —y no la ampacidad— suele ser lo que determina la sección del cable. Comprueba el circuito con la calculadora de caída de tensión.
- Los motores y la climatización siguen reglas especiales. Los motores (artículo 430 de la NEC) y los equipos de aire acondicionado (artículo 440) tienen sus propias tablas de dimensionado basadas en la corriente a plena carga y en las instrucciones del fabricante, que pueden exigir interruptores mayores de lo que sugiere este cálculo simple.
- La regla del calibre superior inmediato tiene límites. La NEC 240.4(B) permite el siguiente calibre normalizado superior para cargas fijas no continuas bajo ciertas condiciones, pero solo cuando la ampacidad del conductor es al menos igual a la corriente de la carga y el incremento no supera el calibre normalizado inmediatamente superior; nunca se aplica a cargas continuas ni a circuitos con tomas para cargas portátiles.
- Supuestos sobre el factor de potencia. Usar PF = 1,0 en una carga inductiva subestima la corriente. Si el factor de potencia de la placa es desconocido en una carga tipo motor, una suposición conservadora de 0,8 da un resultado más seguro. Un mal factor de potencia también puede corregirse en el origen: consulta la calculadora de corrección del factor de potencia.
- Las normas varían según el país. Esta calculadora sigue las convenciones de la NEC usadas en Norteamérica. Las normas basadas en la IEC de otras regiones aplican principios parecidos, pero con calibres normalizados y factores de dimensionado distintos: verifica siempre tu reglamento eléctrico local.
- La seguridad ante todo. Trabajar en cuadros eléctricos implica terminales energizados al descubierto. Haz que un electricista titulado realice o revise la instalación, y nunca sustituyas un interruptor por uno de mayor calibre sin verificar antes las capacidades del conductor y de los equipos.
Calibres normalizados de interruptores (NEC 240.6(A))
| Rango de corriente | Aplicación típica |
|---|---|
| 15–20 A | Iluminación, circuitos de tomas de uso general |
| 30–50 A | Calentadores de agua, secadoras, cocinas, carga de vehículos eléctricos |
| 60–100 A | Subcuadros, climatización de gran potencia, cargadores rápidos de vehículos eléctricos |
| 125–400 A | Acometida, distribución principal |
| 400–2000 A | Cuadros de distribución comerciales e industriales |
Para completar el análisis del circuito, la calculadora de la ley de Ohm y la calculadora de corriente de cortocircuito cubren la otra cara del diseño: comprobar que la capacidad de corte del interruptor es suficiente para la corriente de falta presente en el cuadro.
Preguntas frecuentes
¿Cómo calculo a mano el calibre del interruptor?
Primero halla la corriente de la carga: en monofásico, divide la potencia entre la tensión y el factor de potencia, \( I = P / (V \cdot PF) \). Multiplica por 1,25 si la carga funciona 3 horas o más. Después elige el siguiente calibre normalizado superior de la lista de la NEC 240.6(A) (15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60 A…). Ejemplo: un calentador de 1500 W a 120 V consume 12,5 A; al no ser una carga continua, basta un interruptor de 15 A.
¿Qué calibre de interruptor necesitan los electrodomésticos más comunes?
Valores típicos: un calentador de agua de 4500 W a 240 V consume 18,75 A (continua) y necesita un interruptor de 25 A; una secadora de 5,4 kW a 240 V necesita 35 A; un cargador de vehículo eléctrico de 7,2 kW a 240 V necesita 40 A; una estufa de 1500 W a 120 V necesita 15 A. Confírmalo siempre con la placa de características del aparato: el calibre indicado en el manual de instalación prevalece sobre cualquier cálculo.
¿Puedo sustituir un interruptor por uno mayor para evitar los disparos intempestivos?
No sin cambiar también el cableado. El calibre del interruptor protege al conductor: un circuito de cobre de 14 AWG está calculado para 15 A, de modo que instalarle un interruptor de 20 A crea un riesgo de incendio aunque el cableado no provoque el disparo. Si un interruptor bien dimensionado se dispara, la avería o la sobrecarga son reales y deben diagnosticarse. Cualquier modificación dentro del cuadro debe hacerla un electricista titulado.
¿Qué se considera realmente una carga continua?
La NEC la define como una carga en la que la corriente máxima se mantiene durante tres horas o más. En la práctica, se tratan como continuas los calentadores de agua, los cargadores de vehículo eléctrico, las bombas de calor, los compresores, las lámparas de cultivo y la iluminación comercial. Las estufas enchufables, los secadores de pelo, las herramientas y los electrodomésticos de cocina normalmente no, porque funcionan de forma intermitente. Ante la duda, aplicar la regla del 125 % es la opción más segura: solo sube el interruptor un calibre.
¿Por qué un factor de potencia más bajo exige un interruptor mayor?
El interruptor conduce amperios, y un vatio no es un voltioamperio cuando PF < 1. Con PF 0,8, una carga de 4800 W a 240 V consume \( 4800/(240 \cdot 0.8) = 25 \) A en lugar de 20 A: un calibre normalizado más. Usar PF 1,0 para motores, transformadores y fuentes conmutadas subestima la corriente y es un error de dimensionado muy común. Si el factor de potencia de la placa es desconocido, 0,8 es una estimación conservadora razonable.
¿Uso 120 V o 240 V en la calculadora para monofásico?
Introduce la tensión que hay sobre la carga. En Norteamérica, un circuito estándar de tomas a 120 V usa 120 V; un aparato a 240 V, como una secadora o un calentador, usa 240 V. En Europa y gran parte de Asia, 230 V es el valor fase-neutro en monofásico. En trifásico, introduce siempre la tensión entre fases (208, 400, 480 V), porque el \( \sqrt{3} \) de la fórmula ya tiene en cuenta la relación entre fases.
¿Sirve este cálculo para motores y aparatos de aire acondicionado?
Solo como punto de partida aproximado. Los motores se rigen por el artículo 430 de la NEC y los equipos de climatización por el artículo 440, que dimensionan los interruptores a partir de tablas específicas —a menudo el 175–250 % de la corriente a plena carga en los circuitos ramales de motores—, mientras que los conductores siguen reglas distintas. El calibre mínimo y máximo impreso en la placa del equipo de climatización es obligatorio. Usa esta calculadora para cargas generales de iluminación, calefacción y tomas de corriente, y los datos del fabricante para los equipos accionados por motor.