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Guía técnica · método y consejos prácticos

Par, potencia y velocidad de rotación: comprender su relación

El par describe el efecto de giro, la velocidad indica la rapidez de rotación y la potencia relaciona ambas magnitudes. Un par elevado no significa automáticamente que un motor sea más potente.

Revisado el

Relación cortaRelación largaplatoruedavelocidad de la rueda ↓par en la rueda ↑platoruedavelocidad de la rueda ↑par en la rueda ↓A potencia comparable: ganar par implica perder velocidad.
La relación de transmisión intercambia velocidad por par; no crea potencia.

Tres magnitudes diferentes

El par T, expresado en N·m, describe la capacidad de una fuerza para hacer girar un eje. La velocidad n, expresada en rpm, indica las revoluciones por minuto. La potencia P, en W o kW, describe la rapidez con la que se transmite energía mecánica.

Por ello, dos motores de igual potencia pueden entregar pares muy diferentes si funcionan a velocidades distintas.

La relación fundamental

P = T · ω = 2π · T · n / 60

La fórmula P = T·ω utiliza la velocidad angular ω en rad/s. Si la placa del motor indica n en rpm, primero se calcula ω = 2πn/60 y después se multiplica por el par.

Una comprobación rápida es T(N·m) ≈ 9550 × P(kW) / n(rpm).

Qué hace realmente un reductor

Un reductor disminuye la velocidad de salida y aumenta el par teórico aproximadamente en proporción a la relación de transmisión. No genera energía: debido a las pérdidas, la potencia de salida es menor que la de entrada.

Por tanto, la relación cinemática que conecta las velocidades debe distinguirse del rendimiento mecánico.

Errores frecuentes

Los errores más habituales proceden de una conversión incorrecta o de comparar valores correspondientes a velocidades distintas.

  • Introducir rpm directamente en P = T·ω.
  • Comparar pares sin tener en cuenta sus velocidades asociadas.
  • Confundir potencia nominal y potencia realmente transmitida.
  • Ignorar el rendimiento del motor, el reductor o la correa.

Aplicación numérica

Ejemplo resuelto: calcular el par de un motor

Un motor entrega 15 kW a 1.500 rpm. Se busca el par disponible en su eje antes del reductor.

  1. Convertir la potencia: P = 15 000 W.
  2. Convertir la velocidad: ω = 2π × 1 500 / 60 = 157,08 rad/s.
  3. Aplicar T = P/ω = 15 000 / 157,08.
  4. Adaptar el número de cifras a la precisión de los datos de entrada.

Resultado: El par es aproximadamente 95,5 N·m. Con un reductor 5:1 y un rendimiento del 90 %, el par de salida corregido sería de unos 430 N·m.

Método basado en el capítulo de OpenStax sobre trabajo y potencia en movimiento rotacional. Consultar la fuente exacta ↗

Para comprobar y profundizar

Referencias directas

Cada enlace conduce a la página exacta del curso, norma o publicación utilizada, y no a una página de inicio genérica.

  1. Trabajo y potencia en movimiento rotacionalOpenStax — University Physics, volumen 1Capítulo de acceso abierto sobre trabajo, par y potencia de rotación.
  2. Mechanics & Materials IMIT OpenCourseWareCurso universitario de mecánica aplicada y resistencia de materiales.
  3. El Sistema Internacional de Unidades, 9.ª ediciónOficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM)Referencia oficial para unidades coherentes, símbolos y conversiones.
  4. NIST Special Publication 811 — Guía del SINational Institute of Standards and TechnologyReglas prácticas para escribir y convertir correctamente magnitudes físicas.

Transmisión de potencia

Relaciones entre par, potencia, velocidad y transmisión

Una transmisión intercambia velocidad por par sin crear potencia. El rendimiento reduce el par realmente disponible.

Par a partir de P y n

Con P en kW y n en rpm, el resultado se obtiene en N·m.

T = 9 549,3 · P / n

Relación de transmisión

Engranajes: Z₂/Z₁. Poleas: D₂/D₁ sin deslizamiento.

n₂ = n₁ / i

Par de salida

Aplique primero la relación de transmisión y después el rendimiento.

T₂ = T₁ · i · η