Factor de potencia. Potencia real o activa
Zalatiel CastillejaDocumentos de Investigación5 de Febrero de 2019
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Factor de potencia
Es la relación entre la energía que se convierte en trabajo y la energía eléctrica que un circuito consume, el factor de potencia mide la eficiencia su consumo eléctrico, a la hora de convertirlo en potencia útil, como luz, calor o movimiento mecánico y se representa en el triángulo de potencial. [1]
Factor de Potencia = kW / kVA
[pic 1]
[pic 2]
La potencia
Es la unidad de tiempo con la cual la energía eléctrica es transferida en un circuito eléctrico. El circuito eléctrico es constituido por un emisor, interruptor, conductor y un receptor. [2] Ya que este circuito en corriente alterna cuenta con potencia real,
[pic 3]
[pic 4]
Potencia real o activa
Es la potencia que se aprovecha como potencia útil, también se le puede llamar potencia media, real o verdadera y es debida a los dispositivos resistivos y la unidad de medida es el Vatio (W).
P= V*I*cos ɸ
Siendo ɸ: ɸ=arctg [pic 5]
Potencia Reactiva
Es la potencia que necesitan las bobinas y los condensadores para generar campos magnéticos o eléctricos, esto a diferencia de la potencia real no se convierte en trabajo efectivo, si no que fluctúa por la red de entre el generador y los receptores. La unidad de medida es VoltAmperio (VAr).
Q= V*I*sen ɸ
La potencia reactiva es positiva si el receptor es inductivo y negativa si el receptor es capacitivo, coincidiendo en el signo con la parte imaginaria de la impedancia.
Potencia Aparente
Es la potencia total consumida por la carga y es el producto de los valores eficaces de tensión e intensidad. Se obtiene con la suma vectorial de las potencias activa y reactiva. La unidad de medida es (VA).
Q= V*I
Siendo la suma vectorial de los catetos de los triángulos representados como P y Q y S es la hipotenusa.
[pic 6]
Parámetros
Dentro de los circuitos de corriente alterna existen varios factores que los identifican, tales como la frecuencia, la fuente de alimentación, fases, resistencias, inductancia, capacitancia e impedancia.
En estos circuitos la corriente alterna mantiene una diferencia de potencia constante, pero varía su polaridad con respecto al tiempo. [3][pic 7][pic 8]
Frecuencia:
Es el número de veces que una corriente alterna cambia de polaridad en un segundo, la unidad de medida es el Hertz (Hz): número de ciclos completos de C.A que ocurre en la unidad de tiempo. Dentro de la frecuencia tenemos un par de valores que encontraremos en la frecuencia.
Fase: Es la fracción de ciclo transcurrido desde el inicio del mismo. Con la letra griega q.
Periodo: Es el tiempo que tarda en producirse un ciclo de C.A. completo se denomina T.
Valor instantáneo: Valor que toma la tensión de cada instante de tiempo.
Valor máximo: Valor de la tensión en cada “cresta” o “valle” de la señal.
Valor medio: es la media aritmética de todos los valores instantáneos de la señal em um periodo dado. [pic 9]
Valor eficaz: Valor que produce el mismo efecto que la señal C.C equivalente. [pic 10]
Valor pico a pico: valor de tensión que va desde el máximo al mínimo de una cresta a un valle. [4][pic 11]
Grafica de comportamiento de C.A [4]
Resistencia: Estos elementos pasivos son los únicos para C.A y C.D, se dice que la resistencia la tensión y la corriente están en fase. [5]
[pic 12]
Grafica de corriente y voltaje en fase [5]
Inductancia: En este componente la corriente y la tensión se conforma de la misma manera que con la resistencia solo que tienen un desfase de 90°. La corriente se desfasa 90° con respecto a la tensión se mide en reactancia inductiva: [6]
[pic 13]
Grafica desfasamiento de reactancia inductiva con respecto al voltaje [6].
XL = 2 p f L donde XL se expresa en ohms
y como XL = V/I por la Ley de Ohm entonces tenemos que:
i(t) = V(t)/XL = V(t)/2pfL
Capacitancia: en este caso ahora la corriente se comporta con un adelanto de 90° grados con respecto a la tensión.[7]
XC = ½pfC
y aplicando nuevamente la Ley de Ohm:
i(t) = V(t) / XC = 2pfC V(t)
[pic 14]
Grafica desfasamiento de reactancia inductiva con respecto al voltaje [7].
Circuito RC En la gráfica podemos ver el diagrama vectorial de las tensiones del circuito. Vemos cómo VR está en fase con la corriente, VL e stá adelantada 90º con respecto a esta y entonces resolviendo la suma vectorial vemos que VT está adelantada a grados a la corriente.R-C [8].
[pic 15]
Circuito RL [8]
De la misma manera que en el circuito R-L vemos en el diagrama vectorial de las tensiones del circuito, como otra vez VR está en fase con la corriente, mientras que VC está 90º atrasada a la corriente. [9]
[pic 16]
Grafica circuito RC [9]
Por último veremos el caso en el que están presentes en un circuito de C.A. los 3 tipos de componentes pasivos (R, L, C).La impedancia (Z) se calcula como ya hemos visto.En el diagrama vectorial de las tensiones en el circuito vemos VC atrasada 90º a la corriente, VR en fase con ella y VL adelantada 90º. Nótese que en la figura no se dibujó la tensión resultante total dado que ésta será función de las tres tensiones presentes, resultando la tensión total (VT) adelantada a la corriente si XL > XC, atrasada si XC > XL y estará en fase con la corriente si XC = XL. [10]
[pic 17]
Circuito RLC [10]
Circuitos Eléctricos
[pic 18]
Dentro del circuito en serie se compone por cuatro componentes, fuente de energía, conductor, resistencia y un consumidor de energía. En este caso podemos ver una maya de resistencias con distintos valores dados en Ohms, de acuerdo a la ley de Kirchhoff Ley de Voltaje. La suma algebraica de los voltajes alrededor de cualquier lazo en un circuito, es igual a cero en todo momento. En toda malla la suma de todas las caídas de tensión es igual a la tensión total suministrada. En cambio la corriente será la misma para todo el circuito en lazo cerrado.
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