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