Factor de Potencia

 

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TEPIC M AT E R I A : C I R C U I T O S E L É C T R I C O S I I UNIDAD 5: POTENCIA ELÉCTRICA TEMA: FACTOR DE POTENCIA

ALUMNO: • JOSÉ LUIS ESCOTO REYNOSO I N G. B O NI LLA R O DR Í GU E Z S AÚ L

 

¿QUÉ ES FACTOR DE POTENCIA? Se define factor de potencia, f.d.p., de un circuito de corriente alterna, como la relación entre la potencia activa, P, y la potencia aparente, S, o bién como el coseno del ángulo que forman los fasores de la intensidad y el voltaje, designándose en este caso como cosφ, siendo φ el valor de dicho ángulo. De acuerdo con el siguiente triángulo de potencias:

Un f.d.p. bajo comparado con otro alto, origina, para una misma potencia, una mayor demanda de intensidad, lo que implica la necesidad de utilizar cables de mayor sección. La potencia aparente es tanto mayor cuanto más bajo sea el f.d.p., lo que origina una mayor  dimensión de los generadores.  Ambas conclusiones nos llevan a un mayor coste de la instalación instalación alimentadora. Esto no resulta práctico para las compañías eléctricas, puesto que el gasto es mayor para un f.d.p. bajo. Es por ello que las compañías suministradoras penalizan la existencia de un f.d.p. bajo, obligando a su mejora o imponiendo costes adicionales.

 

INFLUENCIA DEL TIPO DE CARGAS El valor del f.d.p. viene vi ene determinado por el tipo de cargas conectadas en una instalación. De acuerdo con su definición, el factor de potencia es adimensional y solamente puede tomar valores entre 0 y 1. En un circuito resistivo puro recorrido por una corriente alterna, la intensidad y la tensión están en fase (φ=0), esto es, cambian de polaridad en el mismo instante en cada ciclo, siendo por lo tanto el factor de potencia la unidad. Por  otro lado, en un circuito reactivo puro, la intensidad y la tensión están en cuadratura (φ=90º) siendo nulo el valor del f.d.p.

En la práctica práctica los circuitos circuitos no pueden ser purame puramente nte resistivos ni reactivos, reactivos, observándose observándose desfases, más o menos significativos, entre las formas de onda de la corriente y el voltaje. Así, si el f.d.p. está cercano a la unidad, se dirá que es un circuito fuertemente resistivo por lo que su f.d.p. es alto, mientras que si está cercano a cero que es fuertemente reactivo y su f.d.p. es bajo. Cuando el circuito sea de carácter inductivo, caso más común, se hablará de un f.d.p. en retraso, mientras que se dice en adelanto cuando lo es de carácter capacitivo.

 

Las cargas inductivas, tales como transformadores, motores de inducción y, en general, cua cu alqu lquier ier tipo ipo de ind inducta uctan nci cia a (t (tal al como como las las que que acomp compañ aña an a las las lámp lámpa ara rass fluorescentes) generan potencia inductiva con la intensidad retrasada respecto a la tensión. Las cargas capacitivas, tales como bancos de condensadores o cables enterrados, generan potencia reactiva con la intensidad adelantada respecto a la tensión.

 

MEJORA DEL FACTOR DE POTENCIA  A menudo es posible ajustar el factor de potencia de un sistema a un valor muy próximo a la unidad. Esta práctica es conocida como mejora o corrección del factor de potencia y se realiza mediante la conexión a través de conmutadores, en general automáticos, de bancos de condensadores o de inductores. Por ejemplo, el efecto inductivo de las carg ca rgas as de moto motore ress pued uede ser ser corr correg egid ido o loca localm lme ent nte e medi media ant nte e la cone conexi xió ón de condensado conde nsadores. res. En determinada determinadass ocasiones ocasiones pueden pueden instalarse instalarse motores motores síncronos síncronos con los que se puede inyectar potencia capacitiva o reactiva con tan solo variar la corriente de excitación del motor. motor.

 

Las pérdidas de energía en las líneas de transporte de energía eléctrica aumentan con el incremento de la intensidad. Como se ha comprobado, cuanto más bajo sea el f.d.p. de una carga, se requiere más corriente para conseguir la misma cantidad de energía útil. Por tanto, como ya se ha comentado, las compañías suministradoras de electricidad, para pa raecialm con co nsegu se guir una ma yor utiliz efic icie ien nci cia a ndes de s su re red, d,ias,re requ quie iere ren n gan queloslos losfac usua us uari ode s, esp especi alment ente e iraquell aqu ellos osmay que utef ilizan an grande gra potenc potencias, manten man tengan factor tores esrio potencia de sus respectivas cargas dentro de límites especificados, estando sujetos, de lo contrario, a pagos adicionales por energía reactiva. La mejora del factor de potencia debe ser realizada de una forma cuidadosa con objeto de mantenerlo lo más alto posible, pero sin llegar nunca a la unidad, ya que en este caso se produce el fenómeno de la resonancia que puede dar lugar a la aparición de tensiones o intensidades peligrosas para la red. Es por ello que en los casos de grandes variaciones en la composición de la carga es preferible que la corrección se realice por  medios automáticos. Supongamos una instalación de tipo inductivo cuyas potencias P, Q y S forma el triángulo. Si se desea mejora el cosφ  a otro mejor  cosφ', sin variar la potencia activa P, se deberán conectar un banco de condensadores en paralelo a la entrada de la instalación para generar una potencia reactiva Qc de signo contrario al de Q, para así obtener una potencia reactiva final Qf. Analíticamente.

 

COMPONENTES NO SENOIDALES En los circuitos que tienen solamente corrientes y voltajes sinusoidales, el efecto del factor  de potencia se presenta solamente como la diferencia en fase entre la corriente y el voltaje. Esto es menos conocido como "factor de potencia de desplazamiento". El concepto se puede generalizar a una distorsión total, o a un verdadero factor de potencia donde la potencia aparente incluye todos los componentes armónicos. Esto es de importancia en los sistemas de energía prácticos que contienen cargas no lineales tales como rectificadores, algunas formas de iluminación eléctrica, hornos de arco voltaico, equipos de soldadura y otros dispositivos. Un ejempl ejemplo o particularmen particularmente te importante importante son los millones de computador computadores es persona personales les que típicamente incorporan fuentes de alimentación conmutadas con salidas cuyo rango de potencia va desde 150W hasta 500W. Históricamente, éstas fuentes de alimentación de muy bajo costo incorporan un simple rectificador de onda completa que conduce sólo cuando el voltaje instantáneo excede el voltaje de los capacitores de entrada. Esto conduce a razones muy altas entre las corrientes pico y promedio, lo que también lleva a una distorsión en el f.d.p. y a consideraciones posiblemente serias acerca de la fase y la carga neutral.

 

 Agencias regulación la EC Estados establecido límites ens los los armó arde móni nico coss como comotales un como méto método do de (en mejo mejora rarr el Unidos) f. f.d. d.p. p... Dism Dihan smin inui uirr el cost costo o de los lo componentes ha acelerado la aceptación e implementación de dos métodos diferentes. Normalmente, esto se hace ya sea agregando un inductor en serie (llamado PFC pasivo) o con la adición de un convertidor elevador que fuerza a una onda sinusoidal (llamado PFC activo). Por ejemplo, los SMPS con PFC pasivos pueden lograr un f.d.p. de 0.7...0.75, los SMPS con PFC activo -- hasta 0.99, mientras que los SMPS sin ninguna corrección del f.d.p. tienen valores alrededor de 0.55..0.65 solamente. Para cumplir con el estándar de corriente de los Estados Unidos EN61000-3-2 todas las fuentes conmutadas con potencia de salida mayor de 75W tienen que incluir como mínimo un PFC pasivo. Un multímetro típico dará resultados incorrectos cuando trata de medir la corriente AC que pasa por una carga que requiera corriente no-sinusoida no-sinusoidall y luego calcule el f.d.p. Debe usarse un multímetro con RMS verdadero para medir las corrientes y voltajes RMS reales (y por tanto la potencia aparente). Para medir la potencia real o la reactiva, debe usar us arse se un vatím vatímet etro ro dise diseña ñado do pa para ra tr trab abaj ajar ar adec adecua uada dame ment nte e con con corri corrien entes tes no sinusoidales.

 

¿QUÉ FÓRMULA SE UTILIZA PARA EL FACTOR DE POTENCIA?

Pongamos un ejemplo para entender mejor el concepto de factor de potencia. Si una lámpara toda la energía que consume se transformara en luz, sería un receptor  totalmente eficiente, con un factor de potencia de valor 1.

 

Podríamos decir que el factor de potencia de un dispositivo eléctrico o electrónico es la relación entre la energía que extrae de la red y la energía útil que obtenemos en su funcionamiento. Factor de Potencia = F.P. = Energía t) = absorbida/Energía útil = (Pabsorbida Pabsxortb)/id(Pútil a/Pútixl. Como ves, aunque hablemos de energía, el tiempo desaparece en la fórmula final ya que está arriba y abajo en la fracción fracción y para el factor de potencia potencia no es necesario. necesario. La fórmula final nos quedaría como la relación entre las dos potencias. Ahora ya puedes entender por qué se llama Factor de Potencia. El factor de potencia es una medida que no tiene unidades, solo numérica, un número. Si fuera de valor 1 quiere decir que su rendimiento es máximo, toda la potencia (energía) que absorbe de la red se convierte en útil. Si fuera 0 sería lo peor, no habría nada útil. El factor de potencia es una medida solo del rendimiento eléctrico, las pérdidas por  ejemplo rozamiento, tipo se ener tienen cuenta elrdid factor pote po tenc ncia, ia,por solo solo titien ene e en calor cu cuen enta tao de las lasotro pérd pérdid idas asnode en ergí gía a eneléc eléctr tric ica a oenpérd pé idas as de de potencia. Pero... ¿Donde se pierde esa energía eléctrica?. La energía eléctrica que se pierde en los receptores se pierde por culpa de las bobinas (hilo de cable enrollado) que algunos receptores llevan y que son necesarias para su funcionamiento, como por ejemplo en el bobinado de un motor. Esto lo entenderás muy bien con el siguiente ejemplo.

 

un motor eléctrico, su trabajo es que un eje de vueltas con una potencia y/o fuerza. Este motor al tener un bobinado necesita generar campos magnéticos en sus bobinas para que el eje gire y funcione. Hay una energía que consume el motor útil solo para generar estos campos magnéticos. Esta energía no es una energía productiva o útil en el eje del motor, realmente solo genera campos magnéticos en el bobinado, por  lo tanto, esta energía no produce un trabajo productivo o real en el motor. La potencia de esta energía es la que llamamos potencia reactiva y como ves es útil para que funcione el motor, pero no genera trabajo real en el motor. Una bobina es un elemento inductivo y lo explicado hasta ahora siempre ocurrirá en receptore ress que tengan bobinas o tambié ién n se dice que tengan una parte inductiva. Estos receptores con bobinas se utilizan en corriente alterna, por eso el factor de potencia es una medida del rendimiento de un receptor solo en aquellos receptores que trabajen en corriente alterna. En elec electr tric icid idad ad,, a la pote potenc ncia ia que que re real alme ment nte e prod produc uce e tr trab abaj ajo o en el moto motorr la llamamos Potencia activa o útil, y será la transformada en trabajo en el eje del motor. A la potencia absorbida de la red (la total) se le llama Potencia Aparente, y a la potencia perdida (por las bobinas) se le llama Potencia Reactiva. La potencia aparente del motor (o del cualquier receptor) será la suma de estas dos potencias, la activa y la reactiva, pero OJO suma vectorial, como luego veremos. Luego veremos más sobre las 3 Potencias.

 

Los motore motoress eléctr eléctrico icoss de corrien corriente te altern alterna, a, los transfo transformad rmadores ores,, la ilumina iluminació ción n con flfluo uore resce scent ntes es o los los comp compre reso sores res eléc eléctr trico icoss son son ejem ejemplo ploss tí típi pico coss de rece recept ptore oress inductivos. Hay aparatos eléctricos compuestos por uno o varios receptores que son inductivos, por ejemplo una fuente de alimentación que tiene en su interior un transformador, por  lo que será un aparato inductivo. Un dispositivo "ideal" convierte toda la energía que extrae de la red en energía útil, no tendrá potencia reactiva. Como dijimos que el factor de potencia es una medida del rendimiento, su factor de potencia será de 1.

 

En la práctic práctica, a, alg alguno unoss dispos dispositi itivos vos tienen tienen factor factores es de potenc potencia ia unitar unitarios ios,, pero pero los elementos con bobinas (inductivos) no tendrá este factor de potencia, porque como vimos hay una perdida de potencia útil, por lo tanto su factor de potencia será menor  de 1. El factor de potencia cuanto más cercano a 1 es (más alto), mejor será el rendimiento del receptor. Si el factor de potencia es muy bajo, lo normal es aumentarlo de alguna manera, como luego veremos, hasta hacerlo lo más cercano a 1. Si no se aumenta la compañía eléctrica nos cobrará más en la factura eléctrica, ya que un bajo factor de pote po tenc ncia ia activa aume aument nta a el costo costo para para tiene la comp coque mpañ añía ía transmitida eléc eléctr tric ica a para pa ra pode po derr sumin suminist istra rarr (y la potencia necesaria, porque ser más potencia aparente por lo ta n to más corriente eléctrica). Este costo más alto se le cobra directamente al consumidor industrial por medio de cláusulas del factor de potencia incluidas en las tarifas. Pagar menos por el consumo eléctrico es solo una de las ventajas de aumentar el factor de potencia de los eléctricos, al final del tema veremos todos los beneficios de aumentar freceptores actor de potenciael. Todos los receptores en corriente alterna tienen 3 potencias diferentes, como ya vimos, pero además, los receptores en corriente alterna provocan un desfase entre la onda de tensión y la de la intensidad, concepto muy importante para entender el factor  de potencia y su calculo.

 

DESFASES ENTRE LA TENSIÓN Y LA INTENSIDAD En corri corrien ente te alte altern rna a (C.A.) (C.A.),, las te tens nsio ione ness y las las inte intens nsid idad ades es sumin suminist istra rada dass por por las compañías eléctricas son ondas senoidales. Cuando la onda de la tensión empieza y acaba en el mismo sitio, se dice que están en fase. En C.A. tenemos 3 tipos de receptores diferentes, los resistivos que son resistencias puras, los inductivos que son bobinas, y los capacitivos que son condensadores.

 

-

Cuando Cuando el recept receptor or es una resisten resistencia cia pura pura (resistiv (resistivo), o), la onda de la intensidad intensidad está en en fase con la onda de la tensión. - Cuando el receptor es una bobina (inductivo), la onda de la intensidad i ntensidad está retrasada 90º con respecto a la de la tensión. - Cuando el receptor es un condensador (capacitivo), la onda dela intensidad está adelantada 90º respecto a la de la tensión. En la siguiente imagen puedes ver las ondas para los 3 tipos de receptores y además como se representarían de forma vectorial la l a tensión y la intensidad.

 

DESFASES TENSIÓN E INTENSIDAD RECEPTORES EN ALTERNA ALTERNA

 

COSENO PHI Y EL FACTOR DE POTENCIA Como vimos una resistencia tiene 0º de desfase entra la onda de tensión e intensidad, están en fase, pero una bobina la intensidad tiene -90º de retraso (desfase) con respecto a la tensión y un condensador +90º. Pero... ¿Qué ocurre si el receptor es una mezcla de resistivo e inductivo o incluso de los 3 tipos? Por ejemplo una bobina es inductiva, pero al ser un cable enrollado también tendrá una resistencia, por lo tanto también será resistiva. resistiv a. En estos casos el ángulo de desfase no será ni 0º, ni +90º, ni -90º, será otro diferente, por ejemplo podría ser de 30º, -40º, etc. Precisamente este ángulo de desfase es el que utilizamos para calcular el famoso coseno de phi, íntimamente relacionado con el factor de potencia. El coseno del ángulo de desfase entre la tensión y la intensidad por un receptor, es el coseno de phi, también llamado cos fi o cos φ. Vamo  Vamos, s, el que estamos estudiando. El factor de potencia y el coseno de phi tienen el mismo valor. Cuando Cuando hablamos del factor de potencia también estamos hablando del valor del coseno de este ángulo en un receptor de corriente alterna, es decir, el desfase que produce entre la tensión y la intensidad. Luego el factor de potencia y el coseno de phi tienen el mismo valor.

 

FACTOR DE POTENCIA P OTENCIA Y ÁNGULO Φ

Pero expliquemos todo esto para entenderlo mucho mejor.

Las 3 Potencias en Alterna: La Potencia Eléctrica Total, Total, también llamada ll amada Potencia Aparente, utilizada en un sistema eléctrico por una instalación industrial o comercial de corriente alterna se mide en Voltio  Amperios (VA) (VA) o Kilovoltio Amperios (KVA) (KVA) y tiene dos componentes: - Potencia Activa que produce trabajo y se mide en vatios o Kw Kw.. Por ser la que produce realmente trabajo también se llama Potencia Productiva o útil. - Potencia Reactiva. Esta potencia es la utilizada para genera los campos magnéticos requeridos por los aparatos eléctricos que tiene alguna parte inductiva (bobinas), como los motores motores de corriente alterna, alterna, transformadores, transformadores, hornos inductivos, etc.. Se mide en VAR (Voltio Amperios Reactivos o kVAR). Como vemos en un receptor en corriente alterna tenemos 3 potencias diferentes, pero relacionadas entre sí. potencia aparentemediante o total esellallamado suma vectorial potencia activa y la reactiva. SeLa suelen representar triángulodedelapotencias:

 

Como ves en la imagen la S representa y es la Potencia Aparente, la Pa es la Potencia  Activa y la Q es la Potencia Reactiva. lasconsume 3 solo se en transforma en trabajoy útil Pa olas Poten Potencia cia Activa. La S o apare aparente nte es laDeque total el receptor, la Qlaserá pérdidas de potencia que tenga. Este triángulo también nos da el ángulo para calcular el coseno de phi. El ángulo φ del triángulo de potencias determinará el valor del coseno de phi del receptor que vimos anteriormente. Cuanto más pequeño sea el ángulo φ,   más se parecerá la S a la Pa y mejor  rendimiento rendim iento tendrá el receptor (por ejemplo un motor). Si φ es de 0º, la S y la Pa o útil serán la misma, lo que quiere decir que toda la potencia o energía absorbida será útil, no habrá Q. En este caso el rendimiento es máximo y diremos que el factor de potencia es 1. Luego veremos como se calcula.

 

Dos Potencias Reactivas Si te fijas en el triángulo de potencias, la Q es el resultado de la resta de otras dos potencias QL - Qc. Dijimos que las bobinas tienen una potencia reactiva para generar campos inductiva.magnéticos, en el triángulo esa potencia será QL y se llama potencia reactiva Entonces...¿Qué es la Qc? Las bobinas producen campos magnéticos, y los condensadores son elementos que producen campos eléctricos. Para producir esos campos eléctricos, al igual que las bobinas los magnéticos, los condensadores en corriente alterna tienen una potencia reactiva, pero en este caso es de sentido contrario a la potencia reactiva de las bobinas. Los condensadores también suelen llamarse Capacitores. Si en un receptor inductivo colocamos un condensador o capacitor en paralelo, resulta que la potencia reactiva total (recuerda la mala) será la resta vectorial de la QL -Qc.

 

CORRECCIÓN DEL FACTOR DE POTENCIA Según lo visto, si queremos disminuir el vector Q (potencia reactiva) en el triángulo de potencias, solo tendremos que colocar condensadores en paralelo con el receptor. Con esto aumentamos Qc, disminuimos Q total y por lo tanto disminuimos el ángulo φ   y aumentamos aumen tamos el coseno coseno de φ  o phi. Si aumentamos este coseno, como tiene el mismo valor que el factor de potencia, hemos conseguido aumentar el factor de potencia y por  lo tanto el rendimiento del receptor. Dependiendo de la potencia reactiva capacitiva Qc de los condensadores se anula total o parcialmente la potencia reactiva inductiva tomada de la red. Ha esto es a lo que se llama compensación o "Corrección del Factor de Potencia" = Cambiar este ángulo φ inicial por otro mejor (más bajo) y por lo tanto por un coseno φ o factor de potencia más alto. En definitiva si corregimos el ángulo, corregimos el coseno de ese ángulo y corregimos el factor de potencia. Para corregirlo, antes tendremos que determinar que factor de potencia inicial y final queremos conseguir. Fíjate en la imagen siguiente en donde a un motor le hemos colocado un condensador o capacitor en paralelo con su bobinado. Mira lo que pasa con el triángulo inicial y el final. En el final disminuye S´  por S, y el ángulo inicial φ´  pasa a φ  más bajo. Todo eso gracias a la Qc del condensador en paralelo, que reduce la Q inicial por la Q final más pequeña. La Potencia útil, Pa, no cambia, pero la absorbida de la red S, es más parecida en valor a la útil, consumiendo menos energía total, por la Potencia Aparente (S) y con la misma mis ma energía útil, por la potencia activa (Pa).

 

 Ahora veamos como se hacen los cálculos para calcular el factor de potencia y su corrección.

 

CALCULAR FACTOR DE POTENCIA Si te fijas en el triángulo de potencias, calcular el coseno del ángulo φ; del triángulo es muy fácil por Pitágoras o trigonometría. *Recuerda: en un triángulo rectángulo, como el de potencias, el coseno del triángulo es igual al cateto contiguo (adyacente) al ángulo partido por la hipotenusa. El seno es lo mismo pero el cateto opuesto al ángulo partido por la l a hipotenusa.

En el triángulo de potencia el cateto contiguo al ángulo φ; es Pa y la hipotenusa es S. Calculemos el coseno. coseno de φ = Pa / S; Si es muy alto solo tenemos tenemos que reducirlo con un condensador condensador o capacitor en paralelo con el motor como vimos anteriormente. El problema es como calcul cal cular ar el conde condensa nsador dor necesa necesario rio para para reducir reducirlo lo hasta hasta donde donde queramo queramos, s, per pero o eso problema lo solucionaremos más adelante.

 

Según

la

fórmula

anterior

podríamos

definir

el

factor

de

potencia

como:

"El factor de potencia es el cociente de la relación de la potencia activa entre la potencia aparente". Pero además además sabiendo que la S = V x I, y según el triángulo, triángulo, la S también también será igual a la raíz cuadrada de Pa al cuadrado más Q al cuadrado, tenemos otras fórmulas para el factor de potencia que podemos usar:

 

Del triángulo y Pitágoras podemos deducir otras fórmulas importantes, por ejemplo los valores de las 3 potencias: S

=

V

x

I

se

mide

en

voltio

amperios

(VA)

Pa = S x cosen φ; o lo que es lo mismo P = V x I x cose φ. (recuerda S = V x I, sustituye S por estos valores en la primera fórmula). Se mide en vatios w o Kilovatios KV Q = S x seno φ; o lo que es lo mismo Q = V x I x seno φ. Se mide en VAR. Ya tenemos el factor de potencia, si fuera bajo,quedaría aparentemente lo mejor  sería reducirlocalculado con un condensador hasta un valor de muy 0º y nos un coseno de φ o factor de potencia de valor 1 y con rendimiento máximo, pero en la práctica y por  razones técnicas que aquí no explicaremos, no es bueno tener cosenos de φ o factores de potencia de 1 en los receptores. Los mejores valores suelen ser cercanos a 1, como 0,8, 0,9 o 0,95.

 

Condensador Necesario para Mejorar el Factor de Potencia: Ya tenemos nuestro factor de potencia, ahora imagina que quiero mejorarlo. Si por ejemplo fuera un motor, conoceríamos su Pa y el coseno φ que tiene inicialmente (lo podríamos calcular como hicimos antes). Si ese cose φ lo quiero mejorar a otro tendré que determinar

cual es el nuevo que quiero obtener obtener.. Con estos datos podemos calcular la nueva S que

quedaría en el motor con el nuevo coseno φ y su Pa: coseno φ = Pa/S; despejando la S;

S = Pa /coseno φ; Este coseno de φ o factor de poten potencia cia será el que queremos conseguir al final, por ejemplo de 0,9.  Ahora tendremos 2 triángulos de potencias, el el inicial y el final. El final es el de 0,9 que queremos conseguir, y el inicial el que tiene el receptor. receptor. A partir partir de ahora fíjate fíj ate siempre en la imagen de más abajo según vamos explicando los cálculos. ¿Qué conocemos del nuevo triángulo? Conocemos la Pa que no cambia y el coseno de φ nuevo que queremos conseguir (0,9). Además ya tenemos calculada la nueva S. S nueva= Pa/cose φ ; en la imagen S.  Ahora podría calcular la Q nueva; en la imagen Q. Q = S x seno φ;

 

Sabiendo la Q nueva y la inicial, el condensador necesario tiene que tener una Qc cuyo c uyo valor es la resta de la inicial inici al de la final. Qc = Qi - Qf; en la imagen Q´- Q. Teniendo este dato del condensador o capacitor necesario, el problema que tenemos es que los condensadores no se pueden comprar por el valor de su potencia reactiva capacitiva (Qc), se deben comprar por el valor de su capacidad (C) en Faradios, microfaradios o nanofaradios. La unidad más usada de capacidad de los condensadores son los microfaradios μF. En la imagen de abajo puedes ver la fórmula para calcularLaelfrecuencia condensador necesario y la tensión a la quey está conectado. (f) es siempre sabiendo la misma, mi sma,su porQejemplo en España Europa es de 50Hz.

 

 Aunque no es necesario, si se quiere saber de donde sale la fórmula de la capacidad del condensador, a continuación lo tenemos. Partimos de la Intensidad del condensador, sabiendo que es la tensión dividido por su impedancia. Si no se tiene esto muy claro, y se quiere entender el desarrollo se sugiere que se vean: Circuitos de Corriente Alterna. Sobre todo el apartado de circuitos con condensadores.

Todo esto servirá para un motor monofásico. La instalación es muy sencilla, de hecho la mayoría de los motores monofásicos ya vienen con su condensador para corregir el factor  de potencia instalado en el propio motor.

 

COMO CONECTAR UN CAPACITOR A UN MOTOR MONOFÁSICO

Si hablamos hablamos de motores motores trifásicos, trifásicos, tendríamos tendríamos que colocar 3 conde condensado nsadores, res, uno por cada fase. Aquí puedes ver los dos casos:

 

EJERCICIOS DE FACTOR DE POTENCIA

 

Ejercicio 2: tenemos dos receptores, tenemos receptores, ambos de 2000 W de potencia potencia (activa) y conectados conectados a la misma red de 230V, la diferencia entre ambos es que el primero tiene un factor de potencia de 0.8 y el segundo, de 0.2. Calcula la potencia aparente que absorbe cada uno de la red eléctrica:

El

de

menor

factor

de

potencia

absorbe

el

triple

de

potencia.

 

PROBLEMAS DEL FACTOR DE POTENCIA Problemas técnicos: Mayor consumo de corriente.  Aumento de las pérdidas en conductores. conductores. Sobrecarga de transformadores, generadores y líneas de distribución. Incremento de las caídas de voltaje.

Problemas económicos: Incremento dedelahasta facturación por mayor consumo de corriente. c orriente. Penalización un 120eléctrica % del costo de la facturación.

 

BENEFICIOS POR CORREGIR EL FACTOR DE POTENCIA Beneficios en los equipos: Disminución de las pérdidas en conductores. Reducción de las caídas de tensión.  Aumento de la disponibilidad de potencia de transformadores, líneas y generadores. generadores. Incremento de la vida útil de las instalaciones. Beneficios económicos: Reducción de los costos por facturación eléctrica. Eliminación del cargo por bajo factor de potencia. Bonificación de hasta un 2.5 % de la facturación cuando se tenga factor de potencia mayor a 0.9 Las cargas inductivas requieren potencia reactiva para su funcionamiento. Esta demanda de reactivos se puede reducir e incluso anular si se colocan capacitores en paralelo con la carga. Cuando se reduce la potencia reactiva, se mejora el factor de potencia.