Correccion de potencia

CURSO DE INSTALADORES

Capítulo IV

Corrección del Factor de Potencia

Factor de Potencia
Antes de comenzar a hablar de la corrección del factor de potencia, vamos a hacer una breve reseña de los distintos tipos de cargas que pueden colocarse en un circuito eléctrico para poder comprender mas fácilmente el tema. Al hablar de una red de corriente alterna, debemos tener en cuenta queexisten formas de onda de tensión y corriente que no son constantes, sino que cambian de valor en función del tiempo, respondiendo a una función de tipo senoidal. La tensión alterna de una red cambia de polaridad positiva a negativa una determinada cantidad de veces por segundo. Mientras que la señal sea positiva, o lo que es lo mismo, se encuentre sobre el eje cero, decimos que se encuentra en elsemiciclo positivo. En cambio, cuando la señal es negativa o se encuentra por debajo del eje cero decimos que se encuentra en el semiciclo negativo. Desde que la señal comienza, hasta que finalmente retorna al semiciclo positivo, decimos que se ha cumplido un ciclo completo al cual llamamos Período.

Figura 1

Este es un claro ejemplo de la forma de onda de red de 220 Volts. Como podemos apreciar,el período se cumple a los 0,02 segundos, o lo que es lo mismo, la señal repite su ciclo cada 0,02 segundos. Definimos esta repetición de ciclos por unidad de segundo como la Frecuencia de la señal. Esta frecuencia se mide en Hertz y se calcula como la inversa del período.

F (Hz) = 1 / T (seg)
Donde F es la frecuencia medida en Hertz y T es el período medido en segundos.

Ejemplo: En lafigura 1 se puede apreciar que la forma de onda de línea tiene un período de 0,02 segundos, ahora calcularemos la frecuencia para verificar si realmente estamos en presencia de la red de tensión domiciliaria de 50 Hz en Argentina.

F=1/T F = 1 / 0,02 s F = 50 Hz
Efectivamente tenemos una frecuencia de 50 Hz o lo que es lo mismo 50 ciclos o períodos por segundo.

Cargas conectadas a un CircuitoEléctrico
A) Cargas Resistivas:

Este tipo de cargas son las mas sencillas de comprender, dado que la potencia disipada es 100% activa, traduciéndose en forma de calor o luz. Para calcular la potencia disipada bastará con multiplicar la tensión sobre la carga por la corriente que atraviesa la misma:

P (Watts) = V (Volts) x I (Amperes) x Cos ϕ
Donde P es la potencia medida en Watts, V es latensión medida en Volts, I es la corriente medida en Amperes y Cos ϕ es el coseno del ángulo de defasaje entre la tensión y la corriente. Pero ya hablaremos del Cos ϕ luego, por ahora lo descartaremos quedando solamente una multiplicación entre la tensión y la corriente.

P (Watts) = V (Volts) x I (Amperes)
Esto es posible ya que sobre un resistor la forma de onda de tensión se encuentra en faseo “superpuesta” a la forma de onda de corriente. Como el ángulo de defasaje es cero y el coseno de cero es igual a uno, no incide en la multiplicación de la primer fórmula. Ejemplo: Calculemos la potencia que disipa un resistor cuya caída de tensión es de 220 Volts y la corriente es de 2 amperes:

P=VxI P = 220 V x 2 A P = 440 W

B) Cargas Reactivas

Este tipo de cargas, idealmente, nodisipan potencia activa o potencia para generar energía útil como calor o luz, sino que la potencia consumida se convierte en campo eléctrico o campo magnético. Los tipos mas comunes de cargas reactivas son las bobinas o inductores y los capacitores. Aquí el cálculo de potencia no es tan sencillo, dado que en una bobina o en un capacitor la forma de onda de la tensión no está en fase o “superpuesta”a la forma de onda de corriente. En un capacitor: La corriente adelanta 90 grados eléctricos a la tensión. Veamos el siguiente gráfico de la figura 2.

Figura 2

Los grados eléctricos constituyen otra forma muy cómoda de medir las partes del período o ciclo de la señal. Decimos que desde el inicio de la señal hasta el fin de su ciclo hay 360 grados eléctricos. Por lo tanto cuando la señal se...