Factor de potencia

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Factor de potencia, triángulo de potencias y corrección del factor de potencia
Factor de potencia 
Retomando conocimientos previos la potencia en corriente continua esta definida por la expresión P=VI. Esta potencia es entregada por los generadores y absorbida por las resistencias (Transformada en calor). En corriente alterna, la tensión e intensidad no tienen un valor constante en el tiempo, sino que varían en forma de señal senoidal.
Para realizar ese desfase a la expresión de la potencia se le añade un nuevo parámetro denominado factor de potencia Fp. El factor de potencia es el coseno de la diferencia de fase entre la tensión y la corriente. También es igual al coseno del ángulo de la impedancia de la carga.
El Fp mide el desfase entre la tención y la corriente. Su valor será el coseno de la fase de la tensión menos la fase de la corriente
Con base a la ecuación anterior el factor de potencia puede interpretarse como el factor por el cual debe multiplicarse la potencia aparente para obtener la potencia real o promedio. El valor Fp va de cero a la unidad. En el caso de una carga puramente resistiva, la tensión y la corriente están en fase, de modo que y Fp = 1. 
El valor ideal del factor de potencia es 1, esto indica que toda la energía consumida por los aparatos ha sido transformada en el trabajo. Por el contrario, un factor de potencia menor a la unidad significa mayor consumo de energía necesaria para producir un trabajo útil.
Triangulo de potencias
En el inciso a) el triángulo es similar al triángulo de impedancia, que exhibe la relación entre Z, R y X, como se ilustra en la imagen el inciso b) el triángulo de potencia reactiva y el ángulo de factor de potencia. Dados dos de estos elementos, los otros dos pueden obtenerse fácilmente del triángulo. 
Donde: 
· S = Potencia compleja: es el producto del fasor de la tención rms y el conjugado complejo del fasor de la corriente rms. Como variable compleja, su parte real representa la potencia real P y su parte imaginaria la potencia reactiva Q.
· P = Potencia real: también conocida como potencia activa, es consumida por cargas resistivas.
· Q = potencia reactiva: es la potencia requerida por las corrientes que son necesarias para establecer los campos magnéticos de las bobinas o los campos electrostáticos en los capacitores para su correcto funcionamiento.
Como se indica en la imagen cuando S se sitúa en el primer cuadrante, se tiene una carga inductiva y un Fp atrasado. Cuando S se sitúa en el cuarto cuadrante, la carga es capacitiva y el Fp este adelantado. Esto requiere que la impedancia de carga tenga una resistencia negativa, lo cual sólo es posible con circuitos activos. Este triangulo es la mejor manera de ver y comprender de forma gráfica qué es el factor de potencia y su estrecha relación con los restantes tipos de potencia presentes en un circuito eléctrico de corriente alterna.
Corrección del factor de potencia
La mayoría de las cargas domesticas (como lavadoras, aparatos de aire acondicionado y refrigeradores) y de las cargas industriales (como los motores de inducción) son inductivas y operan con un factor de potencia bajo y trasado. Aunque la naturaleza inductiva de la carga no puede modificarse, es posible incrementa su factor de potencia.
En otras palabras, es el proceso de incrementar el factor de potencia sin alterar la tensión o corriente de la carga original. Dado que la mayoría de las cargas son inductivas, como se advierte en la figura 11.27 a) el factor de potencia de una carga mejora o se corrige al instalar deliberadamente un capacitor en paralelo con la carga, como se observa en la figura 11.27 b) El efecto de añadir el capacitor puede ilustrarse con el triángulo de potencia o el diagrama fasorial de las corrientes implicadasFigura 11.27
En la figura 11.28 se muestra este último, en el que se ha supuesto que el circuito de la figura 11.27 a) tiene un factor de potencia de , mientras que en la figura 11.27 b) tiene un factor de potencia de . En la figura 11.28 es evidente que la adición del capacitor ha causado que el ángulo de fase entre la tensión y la corriente suministradas se reduzca de a con lo que se ha incrementado el factor de potencia. Figura 11.28
De las magnitudes de los vectores en la figura 11.28 también se desprende que, con la misma tensión suministrada, el circuito de la figura 11.27 a) toma mayor corriente que la corriente I tomada por el circuito de la figura 11.27 b). Las compañías suministradoras de energía eléctrica cobran más por corrientes mayores, a causa de que estas provocan mayores pérdidas de potencia (por un factor cuadrático, ya que ), Así pues, es benéfico tanto para una compañía de ese tipo como para el consumidor industrial hacer un gran esfuerzo para minimizar el nivel de corriente o mantener el factor de potencia lo más cerca posible a la unidad. Mediante la elección del tamaño adecuado del capacitor puede lograse que la corriente esté completamente en fase con la tensión, lo que implica un factor de potencia unitario.
La corrección del factor de potencia puede examinarse desde otra perspectiva Si se considera el triángulo de potencia de la figura 11.29. Si la carga inductiva original tiene la potencia aparente entonces:
Si se desea incrementar el factor de potencia de de a sin alterar la potencia real (Es decir, ), la nueva potencia reactiva es:
La reducción de la potencia reactiva es causada por el capacitor en derivación; es decir:
Pera con base en la ecuación, = . El valor de la capacitancia en derivación requerida se determina como:
Adviértase que la potencia real P disipada por la carga no se ve afectada por la corrección del factor de potencia, porque la potencia promedio debida a la capacitancia es de cero. Aunque la situación más común en la práctica es la de una carga inductiva, también es posible que la carga sea capacitiva; es decir, que opere con factor de potencia adelantado. En este caso, debe conectarse un inductor en la carga para la corrección del factor de potencia. La inductancia en derivación L requerida puede calcularse a partir de
Donde , la diferencia entre la nueva y la antigua potencias reactivas 
Ejemplo:
En el circuito de la figura, y . Calcule los valores totales de: a) la potencia aparente, b) la potencia real, c) la potencia reactiva y d) el fp, suministrados por la fuente y vistos por la fuente.
Solución: la corriente a través de es:
Mientras que la corriente que influye a través de 
Las potencias complejas absorbidas por las impedancias son
Las potencias complejas absorbidas por las impedancias son:
La potencia compleja es:
a) La potencia aparente total es:
b) La potencia real total es:
c) La potencia reactiva total es:
d) El fp es 
REFERENCIAS 
Charles K, A. y Matteu S. (2006). Fundamentos de circuitos eléctricos, México. DF: McGrawHill interamericana.
Redondo Gallardo, J. M. (2013). Análisis práctico de circuitos eléctricos: corriente continua y alterna: formación para el empleo.. Editorial CEP, S.L. https://elibro.net/es/ereader/ittoluca/50470?page=63
Robbins H. A y Miller C.W. (2010). Analisis de circuitos teoría y práctica, 4ª Edicion. Cengage Learning.
No se como ponerla normal ))):
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