Potencia

Conceptos básicos.

En este capítulo se revisaran las ideas fundamentales de circuitos de ca en estado estable y se revisaran los particulares, se establecerá la notación que se empleara a lo largo del libro e introducir las expresiones por unidad para el voltaje, la corriente, la impedancia y la potencia.

Notación del subíndice.

En un circuito de ca, la terminal marcada con + espositiva con respecto a la marcada durante la mitad del ciclo de voltaje, y es negativa con respecto a la otra terminal durante el siguiente medio ciclo.
Algunos autores utilizan solo una flecha, pero debe saberse hacia a terminal marcada con el signo más o hacia la que tiene el signo menos. La flecha de la corriente realiza una función similar. El subíndice en este caso L, no es necesario a menos queestén presentes otras corrientes. Obviamente, la dirección real del flujo de corriente en un circuito de CA se invierte cada medio ciclo. La flecha apunta en la dirección de la corriente que se denomina como positiva. Cuando en realidad la corriente fluye en dirección opuesta L flecha, la corriente es negativa. El fasor de corriente es



Debido a que se asignan letras a ciertos nodos delcircuito, sus voltajes con respecto al nodo de referencia pueden indicarse con un subíndice de la letra que identifica al nodo.

Notación de doble subíndice.

Para especificar una corriente, se asignan subíndices cuyo orden determina la dirección del flujo de corriente que se considere positivo.
En la notación de doble subíndice, las letras de los subíndices en el voltaje indican los nodos delcircuito entre los cuales este se presenta. Se seguirá la convención que establece que el primer subíndice denota el voltaje de este nodo con respecto al del nodo identificado en el segundo subíndice. El fasor de voltaje correspondiente es , el cual esta relacionando con la corriente que fluye en nodo a al b por medio de


Cuando se escriben las leyes de voltaje de Kirchhoff, el orden de lossubíndices es el mismo que tiene el trazo de una trayectoria cerrada a lo largo del circuito.


Los nodos n y o son el mismo nodo en este circuito y se ha introducido n para identificar más precisamente a la trayectoria al remplazar Voa por –Vao y tomando en cuenta que Vab=IabZA, se obtiene:

Potencia en circuitos de ca monofásicos.

El ingeniero de sistemas de potencia esta, por logeneral, más interesado en la razón de cambio de la energía con respecto al tiempo en términos de voltaje y de la corriente (que es la definición de potencia). La unidad de potencia es watt. La potencia en watts que es absorbida por una carga en cierto instante es el producto de la caída de voltaje instantáneo a través de la carga, en volts, y de la corriente instantánea que entra a la carga en amperes.Si se designan las terminales de la carga con a y n, si el voltaje y la corriente se expresa por





La potencia instantánea es



En estas ecuaciones, el ángulo es positivo cuando la corriente atrasa el voltaje y es negativo para corriente en adelanto. Un valor positivo de p expresa la razón a la que la energía es absorbida por aquella parte del sistema que se encuentra entrelos puntos a y n. Resulta obvio que la potencia instantánea es positiva cuando tienen signos contrarios. Por el contrario, la potencia negativa calculada como se obtiene cuando la corriente fluye en la dirección de elevación de voltaje y representa la energía que es transferida desde la carga del sistema en el que se encuentra conectada. Si están en fase como el caso de elementos ideales delcircuito que sean puramente inductivos o puramente capacitivos), la potencia instantánea tendrá medios ciclos positivos y negativos por igual, y su valor promedio esta en cero.

Al aplicar identidades trigonométricas, la expresión queda reducida:



Al sustituir los valores de voltaje y la corriente,


P es la cual se refiere la palabra potencia cuando no tiene adjetivo que la identifique...