9 Factor de Potencia

Aplicaciones Productivas
de la Energía Eléctrica
Factor de Potencia

Instituto Tecnológico Metropolitano – ITM
Medellín

Factor de potencia
I. Análisis de potencia en CA
La potencia instantánea cambia con el tiempo y por lo
tanto es difícil de medir. La potencia promedio es más
fácil de medir.

𝑣 𝑡 = 𝑉𝑚 𝑐𝑜𝑠 𝜔𝑡 + 𝜃𝑣
𝑖 𝑡 = 𝐼𝑚 𝑐𝑜𝑠 𝜔𝑡 + 𝜃𝑖

𝑖 𝑡 = 𝐼𝑚 𝑐𝑜𝑠 𝜔𝑡 + 𝜃𝑖

Factor de potencia
I. Análisis depotencia en CA
La potencia promedio es el promedio de la potencia
instantánea a lo largo de un periodo.

Factor de potencia
I. Análisis de potencia en CA
Si v = i, la tensión y la corriente están en fase. Es
un circuito puramente resistivo y absorbe potencia
activa todo el tiempo.

Cuando v – i = ±90 se tiene un circuito puramente
reactivo y en promedio no absorbe potencia activa.

Factor depotencia
I. Análisis de potencia en CA
El valor eficaz o rms para una señal alterna, es
equivalente, en corriente directa, al trabajo que
produce disipando calor en un circuito resistivo.
sólo para señales sinusoidales

1
𝑃 = 𝑉𝑚 𝐼𝑚 cos 𝜃𝑣 − 𝜃𝑖 = 𝑉𝑟𝑚𝑠 𝐼𝑟𝑚𝑠 cos 𝜃𝑣 − 𝜃𝑖
2

Factor de potencia
I. Análisis de potencia en CA
• La potencia activa o real es la que en el proceso de
transformación de laenergía eléctrica se aprovecha
como trabajo.
• Unidades: Watts (W)
• Símbolo: P

P  Vrms I rms cos( v   i )

Factor de potencia
I. Análisis de potencia en CA
• La potencia reactiva es la encargada de generar el
campo electromagnético que requieren para su
funcionamiento los equipos inductivos y capacitivos
como los motores, transformadores, precipitadores
electrostáticos y bancos reactivos.
•Unidades: VAR
• Símbolo: Q

Q  Vrms I rms sen( v   i )

Factor de potencia
I. Análisis de potencia en CA
• La potencia aparente o compleja es la suma
geométrica de las potencias activa y reactiva.

S  P  jQ
• Se puede obtener como el producto de los valores
rms de la tensión y la corriente.

S  Vrms I rms
• Unidades: VA

• Símbolo: S

Factor de potencia
I. Análisis de potencia en CA
• En lapotencia compleja la parte real representa la
potencia activa P [W] y la parte imaginaria
representa la potencia reactiva Q [VAR].
Q = 0 la carga es resistiva (f.p. unitario)
Q < 0 la carga es capacitiva (f.p. adelantado)
Q > 0 la carga es inductiva (f.p. atrasado)

Factor de potencia
Q = 0 la carga es resistiva f.p. unitario
v - i = 0  cos(v - i)= 1
120

80

40

0

-40

-80

-120
0

10

20(file ejempo_ajd.pl4; x-var t) v:F -R c:R factors:
1
1
20
offsets:
0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00

30

40

50

[ms]

60

Factor de potencia
Q < 0 la carga es capacitiva (f.p. adelantado)
v - i = -90  cos(v - i) = 0
120

80

40

0

-40

-80

-120
0

10

20

(file ejempo_ajd.pl4; x-var t) v:F -C c:C factors:
1
1
45
offsets:
0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00

30

40

50

[ms]

60

Factor de potencia
Q >0 la carga es inductiva (f.p. atrasado)
v - i = 90  cos(v - i)= 1
120

80

40

0

-40

-80

-120
0

10

20

(file ejempo_ajd.pl4; x-var t) v:F -L c:L factors:
1
1
35
offsets:
0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00

30

40

50

[ms]

60

Factor de potencia
I. Análisis de potencia en CA
• El factor de potencia f.p. es la proporción entre la
potencia activa y la potencia aparente.
• El ángulo del f.p. esel ángulo de la impedancia de
la carga.

Factor de potencia
I. Análisis de potencia en CA
• Comúnmente, el factor de potencia es un término
utilizado para describir la cantidad de energía
eléctrica que se ha convertido en trabajo.
• El valor ideal del factor de potencia es 1, esto indica
que toda la energía consumida por los equipos ha
sido transformada en trabajo.

Factor de potencia
I.Análisis de potencia en CA
• El f.p. varía de cero a uno.
• Si la carga es netamente resistiva el f.p. es uno.
• El f.p. puede estar adelantado o atrasado:
Adelantado → La corriente se adelanta a la
tensión (carga capacitiva).
Atrasado → La corriente se atrasa a la tensión
(carga inductiva).

Factor de potencia
I. Análisis de potencia en CA
• La potencia compleja tiene toda la información
sobre la...