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Factor de potencia cos phi
Muchos circuitos prácticos contienen una combinación de elementos resistivos, inductivos y capacitivos. Estos elementos provocan el desfase entre los parámetros de la alimentación eléctrica, como la tensión y la corriente.
En los circuitos de corriente alterna, las amplitudes de la tensión y la corriente cambian continuamente a lo largo de un tiempo. Como la potencia es el voltaje por la corriente, se maximizará cuando las corrientes y los voltajes estén alineados entre sí.
En el caso de un elemento inductor o condensador existe un desfase de 900 entre la tensión y la corriente. Por lo tanto, la potencia tendrá un valor cero cada vez que la tensión o la corriente tengan un valor cero.
Esto no es una condición deseable porque no se está realizando ningún trabajo en la carga aunque la fuente esté generando energía. Esta potencia se denomina potencia reactiva. Vamos a discutir estas formas de energía en los circuitos eléctricos de CA en breve.
Así, la potencia en cualquier instante de tiempo en ese circuito se obtiene multiplicando la tensión y la corriente. Sin embargo, en el caso de los circuitos de CA, esto no será así (como se ha mencionado anteriormente la existencia de desplazamiento de fase).
Calcular el factor de potencia
No es una potencia realmente consumida en la instalación, no produce trabajo útil. Aparece cuando hay cargas inductivas o capacitivas y es necesaria para generar campos magnéticos y eléctricos.
negativo (correspondería al segundo gráfico de abajo, donde se observa que la potencia es una onda sinusoidal cuyo valor medio es cero). Es decir, no hay transferencia de energía neta a la carga. Por este motivo, la potencia reactiva suele considerarse indeseable,
el tiempo no se cancela (será positivo o negativo dependiendo de si la carga es capacitiva o inductiva, es decir, dependiendo de la dirección en la que la corriente esté desfasada con respecto a la tensión):
Donde φ (phi) es el ángulo de desfase entre V e I. De aquí también podemos concluir que la potencia activa, P, en W, es igual a la potencia aparente, S, en VA multiplicada por el coseno de phi (cosφ).
Es un número adimensional que se obtiene dividiendo la potencia activa por la potencia aparente. Un valor igual a la unidad indica que la tensión y la corriente están en fase y, por tanto, no hay potencia reactiva.
Potencia aparente
:1: Tenemos un motor eléctrico que se utiliza para accionar la lavadora. El motor eléctrico tiene las siguientes especificaciones: la tensión es de 220 voltios monofásica, la frecuencia es de 50 Hz, la corriente eléctrica es de 1,24 amperios y la potencia real en la placa de características es de 200 vatios. ¿Cuántos cos phi de electricidad tiene el motor?
:2: En la fábrica de bolsas de papel hay un motor eléctrico que tiene las siguientes especificaciones: la tensión es de 200 voltios monofásica, la frecuencia es de 60 Hz, la corriente eléctrica es de 9,5 amperios y la potencia real en la placa de características es de 1,5 kW. ¿Cuántos cos φ de electricidad tiene el motor?
:3: El motor eléctrico tiene las siguientes especificaciones: la tensión es de 400 voltios monofásica, la frecuencia es de 70 Hz, la corriente eléctrica es de 10,97 amperios y la potencia real en la placa de características es de 4 CV. ¿Cuántos cos φ de electricidad tiene el motor?
Fórmula de la potencia activa
En un sistema de alimentación de CA, el factor de potencia es un parámetro muy importante que define la eficacia con la que la carga utiliza la energía eléctrica. Es un número racional entre -1 y 1 pero no tiene unidad. El f.p. de un sistema depende del tipo de carga presente, ya sea resistiva, inductiva o capacitiva. La carga inductiva y capacitiva tiene un impacto negativo en el p.f. del sistema. Un p.f. deficiente se traduce en un aumento de la corriente drenada por la carga.
El factor de potencia puede definirse como la relación entre la potencia real (potencia activa) y la potencia aparente. También puede definirse como el valor absoluto del coseno del desfase entre la tensión y la corriente en un circuito de CA. Se denota con el alfabeto griego λ (Lambda).
Es la potencia real transmitida a la carga para la conversión de energía. Por ejemplo, un motor consume la potencia real del circuito y la convierte en potencia mecánica, mientras que las lámparas, en cambio, la convierten en luz. Se representa con la letra P.
El factor de potencia unitario se considera un escenario perfecto, en el que la potencia aparente y la potencia real estarán en fase. Cuando la carga es puramente resistiva, el flujo de corriente hacia la carga será lineal y, por tanto, el desfase entre la tensión y la corriente será nulo y el cos Φ será la unidad.