Estudiante

Factor de Potencia

Julio, 2002

Factor de potencia (1/2)
• El factor de potencia se define como el cociente
de la relación de la potencia activa entre la
potencia aparente; esto es:

P
FP =
S
• Comúnmente, el factor de potencia es un término
utilizado para describir la cantidad de energía
eléctrica que se ha convertido en trabajo.

Factor de potencia (2/2)
• El valor ideal delfactor de potencia es 1, esto
indica que toda la energía consumida por los
aparatos ha sido transformada en trabajo.
• Por el contrario, un factor de potencia menor a la
unidad significa un mayor consumo de energía
necesaria para producir un trabajo útil.

Tipos de potencia (1/3)
Potencia efectiva
• La potencia efectiva o real es la que en el
proceso de transformación de la energíaeléctrica se aprovecha como trabajo.
• Unidades: Watts (W)
• Símbolo: P

Tipos de potencia (2/3)
Potencia reactiva
• La potencia reactiva es la encargada de generar
el campo magnético que requieren para su
funcionamiento los equipos inductivos como los
motores y transformadores.
• Unidades: VAR
• Símbolo: Q

Tipos de potencia (3/3)
Potencia aparente
• La potencia aparente es la sumageométrica de
las potencias efectiva y reactiva; es decir:

Q + 2P

=S
• Símbolo: S

2

• Unidades: VA

El triángulo de potencias (1/2)

Potencia aparente S

φ
Potencia activa P

Potencia reactiva
Q

El triángulo de potencias (2/2)
De la figura se observa:
S

P
= Cos φ
S
Por lo tanto,

FP = Cosφ

Q

φ
P

El ángulo φ
•

En electrotecnia, el ángulo φ nosindica si las
señales de voltaje y corriente se encuentran en
fase.

•

Dependiendo del tipo de carga, el factor de
potencia ( FP = Cos φ ) puede ser:

•

adelantado

•

retrasado

•

igual a 1.

Tipos de cargas (1/3)
Cargas resistivas
• En las cargas resistivas como las lámparas
incandescentes, el voltaje y la corriente están en
fase.
• Por lo tanto, φ = 0
• En estecaso, se tiene un factor de potencia
unitario.

Tipos de cargas (2/3)
Cargas inductivas
• En las cargas inductivas como los motores y
transformadores, la corriente se encuentra
retrasada respecto al voltaje.
• Por lo tanto, φ < 0
• En este caso se tiene un factor de potencia
retrasado.

Tipos de cargas (3/3)
Cargas capacitivas
• En
las
cargas
capacitivas
como
los
condensadores,la corriente se encuentra
adelantada respecto al voltaje.
• Por lo tanto, φ > 0
• En este caso se tiene un factor de potencia
adelantado.

Diagramas fasoriales del voltaje
y la corriente
• Según el tipo de carga, se tienen los siguientes
diagramas:
Carga
Inductiva
I
V

Carga
Resistiva

φ
I

V

I

φ
V

Carga
Capacitiva

El bajo factor de potencia (1/2)
Causas:
•Para producir un trabajo, las cargas eléctricas
requieren de un cierto consumo de energía.
• Cuando este consumo es en su mayoría energía
reactiva, el valor del ángulo φ se incrementa y
disminuye el factor de potencia.

El bajo factor de potencia (2/2)
Factor de potencia VS ángulo φ

φ
0
30
60
90

V

FP=Cos φ
1
0.866
0.5
0

φ1

φ2
φ3
I

Problemas por bajo factor
depotencia (1/3)
Problemas técnicos:
• Mayor consumo de corriente.
• Aumento de las pérdidas en conductores.
• Sobrecarga de transformadores, generadores y
líneas de distribución.
• Incremento de las caídas de voltaje.

Problemas por bajo factor
de potencia (2/3)
Pérdidas en un conductor VS factor de potencia
kW
9
6
3
FP

0
1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4

Problemas por bajo factorde potencia (3/3)
Problemas económicos:
• Incremento de la facturación eléctrica por mayor
consumo de corriente.
• Penalización de hasta un 120 % del costo de la
facturación.
CFE
LFC

Beneficios por corregir el factor
de potencia (1/2)
Beneficios en los equipos:
• Disminución de las pérdidas en conductores.
• Reducción de las caídas de tensión.
• Aumento de la disponibilidad de...