Fundamentos de electricidad residencial: tensión, corriente, potencia y circuitos

Magnitudes eléctricas básicas en el hogar

Tensión (V): “la presión” que impulsa la electricidad

La tensión o voltaje (V) es la diferencia de potencial entre dos puntos que “empuja” a los electrones a moverse. En una vivienda, la tensión típica de suministro puede ser 120 V o 230 V (según país/instalación). Un tomacorriente entrega una tensión nominal: eso significa que está diseñado para operar alrededor de ese valor en condiciones normales.

Ejemplo práctico: si un artefacto indica 230 V, está pensado para conectarse a una red de 230 V. Conectarlo a 120 V suele hacer que funcione mal o no funcione; conectarlo a una tensión mayor puede dañarlo.

Corriente (A): “el caudal” que circula

La corriente (A) es la cantidad de carga eléctrica que pasa por un conductor por unidad de tiempo. En casa, la corriente depende de la carga conectada y de la tensión disponible. Los interruptores automáticos (breakers) y algunos tomacorrientes se clasifican por la corriente máxima que pueden manejar de forma segura (por ejemplo, 10 A, 16 A, 20 A).

Idea clave: no “sale” una corriente fija del tomacorriente; la corriente la “pide” la carga según su potencia y su resistencia/impedancia.

Resistencia (Ω): oposición al paso de corriente

La resistencia (Ω) es la oposición al paso de la corriente. En términos residenciales, aparece en elementos como resistencias calefactoras (estufas, hornos eléctricos), filamentos o drivers (en lámparas), y también en conductores (aunque su resistencia es baja, existe y puede causar caída de tensión y calentamiento si hay sobrecorriente).

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Ejemplo práctico: un calefactor eléctrico convierte energía eléctrica en calor principalmente por efecto resistivo. Si su resistencia efectiva es baja, circulará más corriente para una misma tensión.

Potencia (W): la “tasa” de consumo de energía

La potencia (W) es cuánta energía por segundo consume o entrega un equipo. En el hogar, la potencia es lo que más se ve en etiquetas: 60 W (lámpara), 1500 W (calefactor), 2000 W (hervidor), etc.

Para estimar consumo y carga del circuito, una relación muy usada es:

P = V × I

De ahí se despeja:

I = P / V

Ejemplo práctico: un hervidor de 2000 W en una red de 230 V demanda aproximadamente I = 2000/230 ≈ 8,7 A.

Relaciones fundamentales: Ley de Ohm y potencia eléctrica

Ley de Ohm (cargas resistivas y aproximaciones útiles)

La Ley de Ohm relaciona tensión, corriente y resistencia:

V = I × R

Despejes comunes:

I = V / R

R = V / I

En vivienda, esta ley se aplica de forma directa a cargas principalmente resistivas (calefactores, tostadoras). En equipos con electrónica (TV, cargadores, LED con driver), el comportamiento no es puramente resistivo, pero P = V × I sigue siendo una aproximación práctica para estimar corriente si se usa la potencia nominal.

Potencia en función de V y R

Combinando P = V × I con la Ley de Ohm:

P = V² / R

P = I² × R

Lectura práctica: si aumenta la tensión en una carga resistiva (misma R), la potencia aumenta con el cuadrado de la tensión. Por eso es crítico respetar la tensión nominal de los equipos.

Circuitos residenciales: serie y paralelo

Circuito en serie: misma corriente, tensiones se reparten

En un circuito en serie, los elementos están uno tras otro, por lo que:

• La corriente es la misma en todos los elementos.
• La tensión total se reparte entre ellos.
• Si un elemento se abre (falla o se desconecta), todo deja de funcionar.

Ejemplo típico (más conceptual que de instalación moderna): guirnaldas antiguas de luces donde si una lámpara se abre, se apagan varias. En instalaciones residenciales actuales, los consumos principales no se cablean en serie porque no sería práctico ni seguro para el uso cotidiano.

Circuito en paralelo: misma tensión, corrientes se suman

En un circuito en paralelo (el más común en viviendas):

• Todos los equipos reciben la misma tensión nominal (por ejemplo, 230 V).
• Cada equipo toma su propia corriente según su potencia.
• La corriente total del circuito es la suma de las corrientes de las cargas conectadas.
• Si un equipo se desconecta o falla, los demás pueden seguir funcionando.

Ejemplo típico: tomacorrientes de una habitación y luminarias conectadas de modo que cada lámpara recibe la tensión completa, y encender una no “baja” la tensión de las otras (salvo efectos de caída de tensión por cableado deficiente o sobrecarga).

Ejemplo comparativo rápido (iluminación)

Cómo interpretar valores nominales (120/230 V, 10/16/20 A) en la práctica

Qué significa “120/230 V”

Cuando ves 120 V o 230 V en un equipo o en un circuito, se refiere a la tensión nominal para la que fue diseñado. En algunos equipos aparece un rango (por ejemplo, 100–240 V), lo que indica que su fuente interna acepta múltiples tensiones.

• Equipo 230 V en red 230 V: operación normal.
• Equipo 230 V en red 120 V: puede no arrancar o entregar menos potencia (por ejemplo, un calefactor calentará mucho menos).
• Equipo 120 V en red 230 V: alto riesgo de daño inmediato si no es multivoltaje.

Qué significa “10/16/20 A”

Los valores de corriente nominal aparecen en:

• Interruptores automáticos (breakers): limitan la corriente máxima del circuito antes de disparar.
• Tomacorrientes y enchufes: indican la corriente máxima segura del dispositivo.
• Regletas/extensiones: su límite de corriente o potencia.

Interpretación práctica: un circuito protegido a 16 A está pensado para que la suma de corrientes de las cargas conectadas no exceda ese valor durante operación normal. Si se excede, el interruptor puede disparar por sobrecarga (no necesariamente de inmediato; depende de la curva de disparo).

Convertir “A” a “W” para estimar capacidad de un circuito

Una forma rápida de estimar cuánta potencia total puede alimentar un circuito es:

P ≈ V × I

Ejemplos:

• Red 230 V con breaker 10 A: P ≈ 230 × 10 = 2300 W
• Red 230 V con breaker 16 A: P ≈ 230 × 16 = 3680 W
• Red 120 V con breaker 20 A: P ≈ 120 × 20 = 2400 W

Importante: estas son estimaciones para planificación. En la práctica influyen factores como cargas simultáneas, picos de arranque (motores/compresores), factor de potencia en equipos electrónicos y condiciones del cableado.

Guía práctica paso a paso: estimar carga de un circuito residencial

Paso 1: identifica tensión del circuito

Usa la tensión nominal del sistema (por ejemplo, 230 V o 120 V). Si estás trabajando con una etiqueta de tablero o documentación, toma ese valor como referencia.

Paso 2: lista los equipos que podrían funcionar a la vez

Anota potencia nominal (W) de cada equipo. Si solo tienes corriente (A), puedes convertir a potencia aproximada con P ≈ V × I.

Ejemplo de lista (cocina):

• Hervidor: 2000 W
• Microondas: 1200 W
• Tostadora: 900 W
• Refrigerador (promedio): 200 W (con picos de arranque mayores)

Paso 3: calcula la corriente de cada equipo

Aplica I = P / V.

Ejemplo en 230 V:

• Hervidor: 2000/230 ≈ 8,7 A
• Microondas: 1200/230 ≈ 5,2 A
• Tostadora: 900/230 ≈ 3,9 A
• Refrigerador: 200/230 ≈ 0,9 A

Paso 4: suma corrientes simultáneas

Si podrían operar al mismo tiempo, suma:

I_total ≈ 8,7 + 5,2 + 3,9 + 0,9 = 18,7 A

Si el circuito está protegido a 16 A, este escenario sugiere sobrecarga probable.

Paso 5: reconoce señales básicas de sobrecarga (desde el cálculo)

• I_total supera el valor nominal del breaker (p. ej., 18,7 A en circuito 16 A).
• Potencia total supera V × I_nominal (p. ej., en 230 V y 16 A, más de ~3680 W simultáneos).
• Equipos de alta potencia en el mismo circuito (calefactores, hervidores, hornos portátiles, secadores) elevan rápidamente la corriente.

Ejercicios guiados de cálculo (con procedimiento)

Ejercicio 1: iluminación y tomacorrientes en paralelo

Situación: circuito de 230 V con breaker 10 A. Hay 8 lámparas LED de 12 W y un televisor de 180 W conectados en paralelo.

Paso a paso:

• Potencia total: P_total = 8×12 + 180 = 96 + 180 = 276 W
• Corriente total: I_total = P_total / V = 276/230 ≈ 1,2 A
• Comparación con el breaker: 1,2 A < 10 A → no sugiere sobrecarga.

Ejercicio 2: estimar si un calefactor “cabe” en un circuito

Situación: circuito de 120 V con breaker 15 A. Quieres conectar un calefactor de 1500 W y además ya hay una computadora de 300 W.

Paso a paso:

• Corriente calefactor: I = 1500/120 = 12,5 A
• Corriente computadora: I = 300/120 = 2,5 A
• Corriente total: I_total = 12,5 + 2,5 = 15 A
• Comparación: I_total ≈ I_nominal → condición límite; es un escenario típico donde cualquier carga adicional o variación puede provocar disparo por sobrecarga.

Ejercicio 3: convertir un dato en amperios a potencia y evaluar simultaneidad

Situación: regleta marcada 16 A en una red de 230 V. Planeas conectar un horno eléctrico portátil que indica 10 A y una aspiradora de 1400 W.

Paso a paso:

• Potencia aproximada del horno: P ≈ V×I = 230×10 = 2300 W
• Corriente aspiradora: I = 1400/230 ≈ 6,1 A
• Corriente total: I_total ≈ 10 + 6,1 = 16,1 A
• Comparación con 16 A: 16,1 A > 16 A → sobrecarga probable si operan simultáneamente.

Ejercicio 4: usar Ley de Ohm para una carga resistiva

Situación: una resistencia calefactora tiene R = 26 Ω y se conecta a 230 V.

Paso a paso:

• Corriente: I = V/R = 230/26 ≈ 8,85 A
• Potencia: P = V×I ≈ 230×8,85 ≈ 2036 W
• Interpretación: es una carga de ~2,0 kW, típica de calefacción/agua caliente; en un circuito de 10 A ya ocupa gran parte de la capacidad.