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Corrección del factor de potencia


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Introducción

La tensión y la corriente sinusoidales, a la entrada de cualquier circuito pasivo considerado como un dipolo, están desfasadas una respecto de otra.

La potencia tiene una componente constante UI cos *  y otra sinusoidal cuya pulsación es dos veces mayor que la pulsación da la corriente.

La potencia es igual a cero en aquellos instantes en que U o I son iguales a cero. Siendo 0, habrá durante cada periodo de intervalos de tiempo en que U e I tengan distintos sentidos y entonces la potencia que pasa por un dipolo será negativa o, en esos intervalos la energía no pasara al circuito sino que volverá a la fuente de alimentación; esto se debe a su acumulación en los campos magnéticos y eléctrico de los elementos de un dipolo. La potencia activa es el. valor medio de la potencia en un periodo. Basándonos en la ley de conservación de la energía se puede afirmar que para cualquier circuito es valida la ley de conservación o de equilibrio tanto para los valores instantáneos de las potencias como para las potencias activas: La suma de todas las potencias activas (producidas) es igual a la suma de todas las potencias activas consumidas. Las maquinas y los aparatos eléctricos se construyen para determinados valores de tensión y de la corriente. Por tal motivo se los caracteriza no por la potencia activa que depende de la diferencia de fases entre la tensión y la corriente sino por la potencia aparente.

S = UI

Que representa el producto de los valores eficaces de la tensión y de la tensión y de la intensidad. Es evidente que la potencia aparente corresponde al valor máximo de la potencia activa que se puede obtener para una tensión y una intensidad dadas. Observemos también la amplitud de la componente sinuosidad de la potencia instantánea es numéricamente igual a la potencia aparente las potencias activas, aparentes tienen dimensiones iguales, pero la unidad es diferente:

Potencia aparente: W (watt)

Potencia activa: VA (volt ampere)

Para las potencias aparentes no rige la ley de conservación, ya que la suma de potencias aparentes de la fuente de energía no es igual a la suma de las potencias aparentes de los receptores de energía. La relación entre la potencia activa y la aparente se llama factor de potencia. Es igual al coseno del ángulo de diferencia de fases entre la tensión y la corriente. Para un mejor aprovechamiento de las instalaciones eléctricas conviene disponer de un factor de potencia lo mas alto posible o de una mínima diferencia entre fases entre la corriente y la tensión; el mejor rendimiento se obtiene cuando el coseno q es igual a 1 (cos = 0).

También conviene disponer de un alto factor de potencia para disminuir las perdidas en las líneas de transmisión por diferentes factores. Para una potencia activa dada P del receptor, la intensidad en la línea es tanto menor cuanto mayor es el valor del cos 

La perdida de potencia en la resistencia de los conductores de la línea es inversamente proporcional al cuadrado del factor de potencia del receptor de energía. Cuanto mas bajo sea el factor de potencia, tanto mas caro resultara el suministro de energía a los consumidores. De allí que se establezca generalmente una tarifa diferencial para la energía eléctrica cuanto menor es el cos  será mas alto el precio de la energía suministrada, En los cálculos de los circuitos, suele aplicarse la magnitud llamada potencia reactiva. La unidad de potencia, el watt, aplicada a la potencia reactiva recibe el nombre de volt-ampere reactivo (VAR). Para proteger su instalación interna y recibir una calidad de servicio adecuada, es muy útil que usted este informado acerca de la importancia del factor de potencia de su consumo.

¿Qué es el factor de potencia?

Es un indicador del correcto aprovechamiento de la energía eléctrica. El factor de potencia toma valores de entre 0 y 1. En los artefactos tales como lámparas incandescentes, planchas, y estufas eléctricas, toda aquella energía que es trasformada en energía lumínica o calórica, el factor de potencia de estos es 1.

Los artefactos del tipo electromecánicos, además de transformar la energía de la línea en energía mecánica, térmica, etc., requieren energía para su propio funcionamiento, en cuyo caso, el factor de potencia toma valores menores a 1. A la energía que se transforma en trabajo, se la denomina energía activa, mientras que aquella usada pera el propio funcionamiento del artefacto, se llama energía reactiva.

Existe una normativa que controla este indicador y señala que el factor de potencia no debería ser inferior a 0,85, en el caso de ser menor será corregido a la brevedad, en caso de no realizare será multado.

Los inconvenientes que ocasiona que el factor de potencia sea inferior a 0,85, implica que los artefactos tiene elevados valores de consumo de energía reactiva, produciendo una circulación excesiva de la corriente en sus instalaciones y en las de la empresa distribuidora provocando dañinos en las mismas por efecto de sobrecargas. Además, produce alteraciones en la regulación de la calidad técnica del suministro (variaciones de tensión), con lo cual empeora el rendimiento y funcionamiento de los artefactos. La normativa que regula este indicador establece que cuando la empresa distribuidora comprueba que el factor de potencia de la instalación interior de un cliente es inferior a 0,85, debe sumar un recargo a la factura. El recargo será del 10% cuando el factor de potencia está comprendido entre 0,85 y 0,75 y será del 20% si el factor de potencia es menor que 0,75.

Estos recargos se sumarán mientras dure la anormalidad. Los excesivos consumos de energía reactiva pueden ser compensados por capacitores. Estos son los elementos eléctricos que, instalados correctamente y con valor adecuado, compensan la energía reactiva necesaria requerida por la instalación interior, elevando el factor de potencia por sobre los valores mínimos exigidos.

 

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