Factor de potencia

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1 . FACTOR DE POTENCIA .

Circuitos Eléctricos I

El Factor de Potencia se define como la relación entre la potencia activa (kW)
usada en un sistema y la potencia aparente (kVA) que se obtiene de las líneas de alimentación. Todos los equipos electromecánicos que están constituidos por devanados o bobinas, tales como motores y transformadores necesitan la denominada corriente reactiva paraestablecer campos magnéticos necesarios para su operación. La corriente reactiva produce un desfase entre la onda de tensión y la onda de corriente, si no existiera la corriente reactiva la tensión y la corriente estarían en fase y el factor de potencia seria la unidad. El desfase entre las ondas de tensión y corriente, producido por la corriente reactiva se anula con el uso de condensadores depotencia, lo que hace que el funcionamiento del sistema sea más eficaz y, por lo tanto, requiera menos corriente lo que técnicamente se denomina compensación. La figura 1 corresponde a un motor de inducción sin ninguna compensación y la figura 2 muestra el mismo motor de la figura 1 con el factor de potencia corregido, es decir, con una mejor relación entre las potencias.

1.1 IMPEDANCIA,RESISTENCIA REACT ANCIA. La impedancia Z (también llamada resistencia aparente) de un circuito eléctrico resulta de la relación entre la tensión aplicada V en voltios y de la corriente I. En corriente alterna la impedancia Z consta de una parte real llamada Resistencia R
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Circuitos Eléctricos I

(resistencia efectiva) y de una parte imaginaria llamada Reactancia X(resistencia reactiva). a. La reactancia puede ser de dos tipos, inductiva XL y capacitiva XC. La reactancia inductiva está determinada por la inductancia del circuito y se expresa como: X L   . L  2 . f .L donde:  = Frecuencia angular f = frecuencia en Hz (hertz) L = Inductancia en H (henry) La reactancia inductiva tiene la característica de retrasar la onda de corriente con respecto a latensión, debido a que la inductancia es la propiedad eléctrica de almacenar corriente en un campo eléctrico, que se opone a cualquier cambio de corriente. b. La reactancia capacitiva está determinada por la capacitancia del circuito, y se expresa como:
X C  1 1   . f .C  .C 2

donde: C = Capacitancia en F (Faradio).  = Frecuencia angular. f = frecuencia en Hz (Hertz). 2π= se expresa enradianes. La reactancia capacitiva tiene la característica de adelantar la corriente con respecto a la tensión, debido a que la capacitancia es la propiedad eléctrica que permite almacenar energía por medio de un campo electrostático y de liberar esta energía posteriormente. Las reactancias mencionadas y definidas anteriormente, se pueden representar gráficamente en un triángulo. Entonces ya que eltriángulo de las reactancias es un triángulo rectángulo, se puede calcular usando el teorema de Pitágoras como:

Circuitos Eléctricos I

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Z2 = R2+X2

Circuitos Eléctricos I



con Z, R y X en 

La suma de las reactancias en el circuito nos dará la reactancia real que predomine, o sea X= XL – XC, por lo tanto:
Z2 = R2 + (XL - XC)2

1.2 DESFASE ENTRE LAS ONDAS DE CORRIENTE YTENSIÓN. El tipo de carga eléctrica determina en un circuito la impedancia y la posición de la onda de la corriente respecto a la onda de la tensión. Es decir la corriente en el circuito se puede descomponer en dos tipos de corriente, la corriente resistiva, en fase con la tensión, y la corriente reactiva, desfasada 90 grados respecto a la tensión.
IR  V V  I . Cos é I X   I . Sen  R X

Donde I, IR e IX están en Amperios (A). 1.3 POTENCIA APARENTE, EFECTIVA Y REACTIVA. La potencia eléctrica es el producto de la tensión por la corriente correspondiente. Podemos diferenciar los tres tipos:    Potencia aparente (kWA), S= VI Potencia efectiva (kW), P= V.I.Cos = V.IR Potencia reactiva (kVAR), Q= V.I.Sen = V.IR

La potencia efectiva P se obtiene de multiplicar la...
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