El factor de potencia se define como el cociente de la relación de la potencia activa entre la potencia aparente; esto es f.d.p. = P/S El factor de potencia es un término utilizado para describir la cantidad de energía eléctrica que se ha convertido en trabajo. El Factor de potencia El valor ideal del factor de es potencia 1, esto indica que toda la energía consumida por los aparatos ha sido transformada en trabajo. La potencia efectiva o real es la que en el proceso de transformación de la energía eléctrica se aprovecha como trabajo Su unidad es el Watt (W) P = VICosθ Es motivada por los dispositivos de tipo resistivos También la origina la componente de corriente que esta en fase con la tensión Potencia reactiva (Q) Es la encargada de generar el campo magnético que requieren para su funcionamiento los equipos inductivos como los motores y transformadores Su unidad es el VoltAmpere Reactivo (VAR) Q = VISenθ La origina la componente de corriente que no se encuentra en fase con la tensión También es originada por dispositivos de tipo inductivo y capacitivo Potencia aparente (S) Es la suma geométrica de las potencias activa y reactiva Es la potencia total que requiere la carga y potencia total que pueden entregar los transformadores y generadores Su unidad es el VoltAmpere (VA) S = VI S = P2 +Q2 El FP y las Cargas En las cargas resistivas como las lámparas incandescentes, la tensión y la corriente están en fase en este caso, se tiene un factor de potencia unitario •En las cargas inductivas como los motores y transformadores, la intensidad se encuentra retrasada respecto a la tensión. En este caso se tiene un factor de potencia retrasado. •En las cargas capacitivas como los condensadores, la corriente se encuentra adelantada respecto al voltaje. En este caso se tiene un factor de potencia adelantado. Potencia activa (P) El factor de potencia se define como: fp P V I cos Sea una línea de distribución domiciliaria representada por: Línea de Transmisión Empresa Distribución Energía iF ZC Carga o VF consumo θ V I m ZC La carga puede representarse como: ZC R jX ; tan X R Un ejemplo para el caso de un motor sería: En este caso se tiene que: fp 0,81 Puede notarse que un motor representa una carga inductiva. INQUIETUD: ¿Cuál es la potencia reactiva y aparente de este motor? ¿y la resistencia e inductancia del bobinado? Definición Cuando un usuario conecta una carga a la red domiciliaria, la potencia promedio consumida en dicha carga (por la que tendrá que pagar el abono correspondiente) viene dada por : P V I cos 60º P 0,5VI , la empresa distribuidora debe Por ejemplo, si producir la corriente I, por lo que la pérdida de potencia en una línea de resistencia R será: P línea I2 R Supóngase que se conecta a la red domiciliaria una estufa de cuarzo, cuya potencia media de operación es de 1000w, en una casa cuyo factor de potencia fuese 0,5 ( = 60º). Enton-ces: • La corriente necesaria (provista por la compañía eléctrica) será: a) I • P V cos 1000 [w] 220 [V] cos 60º 9,1[A] En cambio, si el factor de potencia fuese “1” (fp=1 b) I P V cos 1000 [w] 220 [V] cos 0º =0º) 4,54 [A] Considerando que la resistencia de la línea fuese R=10 , las pérdidas de potencia producidas en la línea serán (en ambos casos): a) I a2 R (9,1[A]) 2 10 [ ] 828[w] b) I b2 R (4,54 [A]) 2 10 [ ] 206 [w] Para disminuir las pérdidas en la línea, a la empresa de distribución eléctrica le interesa que el consumidor mantenga su factor de potencia lo más cercano posible a “1” (fp 1). Cuando esto no se cumple, debe ser corregido. Para corregir el factor de potencia, se puede colocar una impedancia en paralelo con la carga, tal como se muestra a continuación: Línea de Transmisión Generador de Energía Terminales del consumidor iF VF Carga I ZC La impedancia vista desde los terminales del consumidor será: Z ZC ZP ZC ZP ZP Impedancia de corrección Para que la impedancia de corrección no consuma potencia promedio, se utiliza una impedancia reactiva, es decir: ZP j XP La impedancia resultante será: Z R jX Z con un factor de potencia corregido, fpC, definido por: fpC cos C cos(tan 1 X ) R Por lo general, un valor aceptable de factor de potencia debe cumplir: j C G 0,9 C fp 1,0 C -jB donde • cos • cos C G tan G tan C G (tan tan : factor de potencia sin corrección; C : factor de potencia corregido. C C ) • Las cargas inductivas requieren potencia reactiva para su funcionamiento. Esta demanda de potencia reactiva se puede reducir e incluso anular si se colocan condensadores en paralelo con la carga. Cuando se reduce la potencia reactiva, se mejora el factor de potencia. La potencia reactiva Motores síncronos Capacitores síncronos Banco de capacitores Reducción de las perdidas en conductores Reducción de la facturación eléctrica Mayor disponibilidad de potencia en transformador es, generadore s, etc. Reducción de la caída de tensión Aumento en la vida útil de las instalaciones Eliminación de cargos por bajo FP Bonificaciones por alto factor de potencia
