Potencia eléctrica y consumo de energía en kilovatios-hora (kWh)

Esta lección es parte de Temario de Física de Undécimo año Lección 10 de 17

Por Andrea del Carmen actualizado el 27 de octubre de 2026 11 min de lectura

El recibo de la luz no cobra voltios ni amperios: cobra kilovatios-hora. Para entender por qué una ducha eléctrica pesa más en el recibo que un cargador de celular hay que conocer la potencia eléctrica, que indica qué tan rápido un aparato usa la energía, y el tiempo que pasa encendido. En esta lección de undécimo año vas a calcular la potencia con la Ley de Ohm, a expresar la energía en kWh y a estimar el consumo de una casa.

También aprenderás a leer el medidor, a interpretar el historial de consumo del recibo y a proponer acciones de ahorro en tu hogar y en tu colegio. Los aparatos, potencias, horas y precios de los ejemplos son inventados para practicar: la potencia real de cada aparato viene en su etiqueta o placa.

Definición

La potencia eléctrica P es la rapidez con que un aparato transforma la energía eléctrica en otra forma de energía, como luz, calor o movimiento: P = E ÷ t. Se mide en vatios (W); un vatio es un joule por segundo. En un aparato conectado a un voltaje V por el que pasa una corriente I, la potencia es P = V · I.

Cómo se calcula la potencia eléctrica#

Cada culombio que atraviesa un aparato le entrega V joules, y cada segundo pasan I culombios; por eso la energía por segundo es P = V · I. Si se combina con la Ley de Ohm (V = I · R), se obtienen otras dos formas útiles:

Fórmula

P = V · I · P = I² · R · P = V² ÷ R

Donde P es la potencia (W), V el voltaje (V), I la corriente (A) y R la resistencia (Ω). Un kilovatio es 1 kW = 1000 W.

En Costa Rica, la tabla de tensiones nominales de la norma técnica AR-NT-SUCAL de la ARESEP da 120 V entre una línea activa y el neutro en los sistemas monofásicos de baja tensión (la norma recoge también otros sistemas, con otras tensiones); por eso los ejemplos usan 120 V.

Ejemplo. Un aparato conectado a 120 V toma una corriente de 5,0 A. ¿Cuál es su potencia?

Solución. P = V · I = 120 V · 5,0 A = 600 W, es decir, 0,6 kW.

Ejemplo. Un bombillo incandescente tiene una resistencia de 240 Ω cuando está encendido y se conecta a 120 V. Calcula su potencia de dos formas.

Solución. Con P = V² ÷ R: 120² ÷ 240 = 14 400 ÷ 240 = 60 W. Con la corriente: I = 120 ÷ 240 = 0,50 A y P = I² · R = 0,25 · 240 = 60 W. Las dos formas dan lo mismo.

Las planchas, las duchas eléctricas y las tostadoras convierten la energía eléctrica en calor en una resistencia; es el efecto Joule, y la potencia que se transforma en calor es I² · R.

El kilovatio-hora: la unidad del consumo#

La energía que consume un aparato depende de su potencia y del tiempo que funciona: E = P · t. Si la potencia está en kilovatios y el tiempo en horas, la energía queda en kilovatios-hora (kWh). Un kWh es la energía que usa un aparato de 1 kW durante 1 hora.

Fórmula

E = P · t · 1 kWh = 1000 W · 3600 s = 3 600 000 J

El kWh es una unidad de energía, no de potencia: no es lo mismo «un aparato de 1 kW» que «un consumo de 1 kWh».

Ejemplo. Un aparato de 1500 W funciona durante 2 horas. ¿Cuánta energía consume en kWh y en joules?

Solución. P = 1500 W = 1,5 kW, así que E = 1,5 kW · 2 h = 3,0 kWh. En joules: 3,0 · 3 600 000 J = 10 800 000 J, es decir, 1,08 × 10⁷ J.

Ejemplo. Un televisor de 100 W está encendido 5 horas al día. ¿Cuánto consume en un mes de 30 días?

Solución. Por día: 0,100 kW · 5 h = 0,5 kWh. En 30 días: 0,5 kWh · 30 = 15 kWh.

El consumo de una casa, aparato por aparato#

Para estimar el consumo mensual se multiplica la potencia de cada aparato, en kW, por las horas que funciona en el mes, y se suman los resultados. La refrigeradora se toma con 10 horas diarias porque su motor no trabaja todo el tiempo.

Aparato (datos de ejercicio)	Potencia	Uso en el mes	Consumo mensual
Refrigeradora	150 W	10 h al día · 30 días = 300 h	0,150 kW · 300 h = 45 kWh
Cinco bombillos LED	5 · 9 W = 45 W	5 h al día · 30 días = 150 h	0,045 kW · 150 h = 6,75 kWh
Televisor	100 W	4 h al día · 30 días = 120 h	0,100 kW · 120 h = 12 kWh
Ducha eléctrica	3500 W	media hora al día · 30 días = 15 h	3,5 kW · 15 h = 52,5 kWh
Plancha	1200 W	12 h en el mes	1,2 kW · 12 h = 14,4 kWh
Total			130,65 kWh

Ejemplo. Si el kWh costara ₡100 (un precio hipotético y redondo, solo para el ejercicio), ¿cuánto costaría la energía de esa casa en el mes? ¿Qué aparato pesa más?

Solución. Costo = 130,65 kWh · ₡100 = ₡13 065. La ducha, con 52,5 kWh, es la que más consume: 52,5 ÷ 130,65 ≈ 0,40, es decir, cerca del 40 % del total, aunque se usa solo media hora al día, porque su potencia es muy alta. Los bombillos LED, en cambio, consumen poco aunque pasen muchas horas encendidos.

En la realidad, según explica la Compañía Nacional de Fuerza y Luz (CNFL), las tarifas de electricidad las fija la ARESEP y cada empresa distribuidora tiene tarifas diferentes. Además de la energía, la factura detalla otros rubros, como el alumbrado público y el tributo de bomberos.

El medidor, el recibo y la gráfica de consumo#

El medidor de la casa acumula los kWh consumidos. Según la CNFL, el consumo de un período se calcula así: consumo de energía = lectura actual − lectura anterior, y la lectura del medidor se toma de izquierda a derecha.

Ejemplo. La lectura anterior del medidor fue 24 518 y la actual es 24 731. ¿Cuál fue el consumo? Si el período facturado tuvo 30 días, ¿cuál fue el consumo promedio por día?

Solución. Consumo = 24 731 − 24 518 = 213 kWh. Promedio diario = 213 kWh ÷ 30 días = 7,1 kWh por día.

La CNFL indica que su factura muestra, entre otros datos, los días facturados, las fechas de la factura actual y de la anterior, y el historial de consumo de los últimos 6 meses. Con ese historial se construye una gráfica de consumo que permite detectar cambios. Esta tabla tiene un historial inventado:

Mes (datos de ejercicio)	1	2	3	4	5	6
Consumo (kWh)	180	175	190	210	205	213

Ejemplo. Con ese historial, ¿cuál es el consumo promedio? ¿En qué porcentaje subió el consumo del mes 6 respecto al mes 1?

Solución. Promedio = (180 + 175 + 190 + 210 + 205 + 213) ÷ 6 = 1173 ÷ 6 = 195,5 kWh. Del mes 1 al 6 el consumo subió 213 − 180 = 33 kWh, y 33 ÷ 180 ≈ 0,183, un 18,3 %. Un aumento así invita a revisar qué cambió: un aparato nuevo, más horas de uso o un equipo que falla. Antes de concluir conviene comparar el consumo por día, porque no todos los períodos tienen la misma cantidad de días.

Ahorro de energía en el hogar y en el colegio#

Ejemplo. Compara un bombillo incandescente de 60 W con un LED de 9 W que da una luz parecida (potencias de ejercicio), usados 4 horas al día durante 30 días. ¿Cuánta energía y cuánto dinero se ahorra con el LED al precio hipotético de ₡100 por kWh?

Solución. En el mes cada bombillo funciona 4 · 30 = 120 h. Incandescente: 0,060 kW · 120 h = 7,2 kWh. LED: 0,009 kW · 120 h = 1,08 kWh. El ahorro es 7,2 − 1,08 = 6,12 kWh por bombillo al mes, unos ₡612. Con cinco bombillos, 30,6 kWh y ₡3060 al mes.

Apagar luces, abanicos y equipos en los cuartos vacíos, y aprovechar la luz natural durante el día.
Desconectar los cargadores y los aparatos que no se usan, en lugar de dejarlos en espera.
Abrir la refrigeradora solo lo necesario y no meter comida caliente.
Planchar la ropa de una sola vez y acortar el tiempo en la ducha eléctrica.
Al comprar un aparato, comparar la potencia de los modelos que dan el mismo servicio.

El programa del MEP propone que el grupo analice la situación de su colegio, se ponga de acuerdo en la acción prioritaria para reducir el consumo y escriba una nota a la dirección con la sugerencia, justificada con los conceptos de la clase. Por ejemplo, con datos de ejercicio: si en un aula quedan encendidos ocho fluorescentes de 32 W durante 3 horas al día sin nadie adentro, en 20 días lectivos se desperdician 8 · 0,032 kW · 3 h · 20 = 15,36 kWh.

Potencia y seguridad: no sobrecargar una regleta#

La corriente que toma un aparato se obtiene de I = P ÷ V. Cuando varios aparatos se conectan a la misma regleta están en paralelo, y sus corrientes se suman. Si la suma supera lo que soportan la regleta y los cables, estos se calientan y pueden provocar un incendio.

Ejemplo. A una regleta marcada para 15 A (dato de ejercicio) se conectan, a 120 V, una plancha de 1200 W, una olla arrocera de 700 W y un horno de microondas de 1000 W. ¿Se sobrecarga?

Solución. La potencia total es 1200 + 700 + 1000 = 2900 W y la corriente total, I = 2900 W ÷ 120 V ≈ 24,2 A. Supera los 15 A de la regleta, así que se sobrecarga: esos aparatos no deben usarse a la vez en esa regleta.

Ponte a prueba#

¿Cuánta energía en kWh consume un aparato de 1500 W encendido durante 40 minutos?#

Hay que pasar todo a kilovatios y horas: 1500 W = 1,5 kW y 40 min = 40 ÷ 60 h, es decir, dos tercios de hora. Entonces E = P · t = 1,5 kW · 2/3 h = 1,0 kWh. En joules, eso es 3,6 × 10⁶ J, porque 1 kWh = 1000 W · 3600 s.

¿Cuánto costaría al mes un televisor de 120 W encendido 5 horas al día, si el kWh costara ₡100?#

Por día consume 0,120 kW · 5 h = 0,6 kWh, y en 30 días, 0,6 · 30 = 18 kWh. Con el precio hipotético de ₡100 por kWh, el costo sería 18 · ₡100 = ₡1800 al mes. La tarifa real la fija la ARESEP y depende de la empresa distribuidora, así que este cálculo solo sirve para practicar el método.

¿Qué corriente toma un horno de 1800 W conectado a 120 V y cuál es su resistencia?#

De P = V · I se despeja I = P ÷ V = 1800 W ÷ 120 V = 15 A. La resistencia sale de la Ley de Ohm: R = V ÷ I = 120 V ÷ 15 A = 8 Ω. También se comprueba con P = V² ÷ R: 120² ÷ 8 = 14 400 ÷ 8 = 1800 W.

¿Cuál fue el consumo si la lectura anterior del medidor era 8452 y la actual es 8640?#

El consumo es la diferencia entre las dos lecturas: 8640 − 8452 = 188 kWh. Si el período facturado tuvo 31 días, el promedio fue de 188 ÷ 31 ≈ 6,06 kWh por día. Comparar el consumo por día es útil, porque los períodos de facturación no siempre tienen la misma cantidad de días.

¿Por qué el kilovatio-hora es una unidad de energía y no de potencia?#

Porque resulta de multiplicar una potencia por un tiempo: E = P · t. Un kilovatio mide qué tan rápido se usa la energía, y un kilovatio-hora mide cuánta energía se usó en total. Un aparato de 1 kW encendido una hora consume 1 kWh, que equivale a 1000 W · 3600 s = 3 600 000 J. Por eso el recibo cobra kWh: cobra la energía consumida.