¿Qué es el factor de potencia y para qué sirve?
Calculadora del factor de potencia
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En ingeniería eléctrica, el factor de potencia está relacionado únicamente con los circuitos de CA, es decir, no hay factor de potencia (P.f) en los circuitos de CC debido a la frecuencia cero y a la diferencia de ángulo de fase (Φ) entre la corriente y la tensión.
En los circuitos capacitivos puros, el factor de potencia es líder debido a los VARs retrasados, es decir, la tensión está retrasada 90° respecto a la corriente. En otras palabras, la corriente es líder a 90° de la tensión (la corriente y la tensión están desfasadas 90° entre sí, donde la corriente es líder y la tensión es rezagada).
Factor de potencia líder
1) Potencia real (KVA): es simplemente la potencia que se consumirá sin “desperdicio”, es decir, lo que se suministra se utilizará. Los aparatos eléctricos como los calentadores, las tostadoras y las lámparas de filamento de la vieja escuela son ejemplos de aparatos que utilizan la potencia real.
2) Potencia desaprovechada o potencia reactiva (KVAr): es la potencia que, cuando se suministra, se genera y no se utiliza como energía efectiva. La “potencia perdida” o reactiva se utiliza en los circuitos magnéticos, por ejemplo, en los motores eléctricos. En los motores eléctricos debe haber un circuito magnético constante o el motor no puede funcionar. Esta energía que se utiliza para “magnetizar” el motor no se utiliza para el trabajo realizado por el motor y es, en efecto, electricidad o energía desperdiciada o no utilizada.
En la imagen anterior se puede observar que el motor consume tanto (1) energía real como (2) energía no utilizable/desperdiciada o reactiva. Esto puede no parecer un problema, pero es un gran problema. Quizás quieras preguntarte por qué.
La respuesta es compleja, pero permítame explicarlo en términos muy sencillos. La empresa de servicios públicos, es decir, la empresa que tiene que proporcionar las líneas de transmisión y los transformadores que suministran la energía (potencia) a las industrias, tiene que suministrar sus equipos basándose en una carga de diseño. Si la carga es mayor de lo necesario, su infraestructura (líneas de transmisión y transformadores) debe ser dimensionada en consecuencia. Por lo tanto, si podemos reducir el componente de energía reactiva (energía desperdiciada) de la industria, habrá más capacidad en su sistema (líneas de transmisión / transformadores) para suministrar energía a otros clientes industriales sin necesidad de ampliar (mayores transformadores y líneas de transmisión).
Cómo encontrar el factor de potencia en un circuito de corriente alterna
La corrección del factor de potencia, utilizada en la situación adecuada, puede tener resultados espectaculares en el consumo de energía. Pero su impacto depende en gran medida de su factor de potencia actual y de las variables operativas. Tendrá que hacer algunas investigaciones y cálculos básicos para determinar si la corrección del factor de potencia es adecuada y de qué tipo.
Hemos recopilado las preguntas más frecuentes sobre el factor de potencia para ayudarle a entender si la corrección del factor de potencia es adecuada para su contexto y cómo aplicarla en la práctica. Con estos conocimientos, podrá tomar una decisión segura para su empresa.
El factor de potencia es la relación entre la potencia activa (kW) y la potencia aparente (kVA). Es decir, la cantidad de energía que fluye hacia el sistema/aparato (kVA) frente a la cantidad que realmente utiliza para realizar su función (kW). El componente de energía residual de la potencia aparente se conoce como potencia reactiva (kVAR).
Como clientes del mercado de la electricidad, las instalaciones comerciales e industriales (o instalaciones) se cobran por toda la energía consumida, pero no toda esta energía está haciendo un trabajo útil. Corrigiendo el factor de potencia, el componente de energía reactiva residual del consumo se reduce considerablemente, ahorrando dinero a la empresa.
Corrección del factor de potencia
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.
