Factor de potencia
En ingeniería eléctrica , el factor de potencia de un sistema de alimentación de CA se define como la relación entre la potencia real absorbida por la carga y la potencia aparente que fluye en el circuito, y es un número adimensional en el intervalo cerrado de -1 a 1. A Una magnitud del factor de potencia menor a uno indica que el voltaje y la corriente no están en fase, lo que reduce el producto promedio de los dos. La potencia real es el producto instantáneo del voltaje y la corriente y representa la capacidad de la electricidad para realizar un trabajo. El poder aparente es el producto de RMScorriente y voltaje. Debido a la energía almacenada en la carga y devuelta a la fuente, o debido a una carga no lineal que distorsiona la forma de onda de la corriente extraída de la fuente, la potencia aparente puede ser mayor que la potencia real. Un factor de potencia negativo ocurre cuando el dispositivo (que normalmente es la carga) genera energía, que luego fluye hacia la fuente.
En un sistema de energía eléctrica, una carga con un factor de potencia bajo consume más corriente que una carga con un factor de potencia alto para la misma cantidad de energía útil transferida. Las corrientes más altas aumentan la pérdida de energía en el sistema de distribución y requieren cables más grandes y otros equipos. Debido a los costos de los equipos más grandes y al desperdicio de energía, las empresas de servicios eléctricos generalmente cobrarán un costo más alto a los clientes industriales o comerciales donde hay un factor de potencia bajo.
La corrección del factor de potencia aumenta el factor de potencia de una carga, mejorando la eficiencia del sistema de distribución al que está conectada. Las cargas lineales con factor de potencia bajo (como motores de inducción ) se pueden corregir con una red pasiva de condensadores o inductores . Las cargas no lineales, como los rectificadores , distorsionan la corriente extraída del sistema. En tales casos, se puede utilizar la corrección del factor de potencia activa o pasiva para contrarrestar la distorsión y aumentar el factor de potencia. Los dispositivos para la corrección del factor de potencia pueden estar en una subestación central , distribuidos en un sistema de distribución o integrados en equipos que consumen energía.
Los circuitos lineales invariantes en el tiempo (denominados simplemente circuitos lineales en el resto de este artículo), por ejemplo, los circuitos que constan de combinaciones de resistencias, inductores y condensadores tienen una respuesta sinusoidal al voltaje de línea sinusoidal. [1] Una carga lineal no cambia la forma de la forma de onda de entrada, pero puede cambiar el tiempo relativo (fase) entre voltaje y corriente, debido a su inductancia o capacitancia.
En un circuito de CA puramente resistivo, las formas de onda de voltaje y corriente están en paso (o en fase ), cambiando la polaridad en el mismo instante en cada ciclo. Toda la energía que ingresa a la carga se consume (o se disipa).
Donde están presentes cargas reactivas , como con capacitores o inductores , el almacenamiento de energía en las cargas da como resultado una diferencia de fase entre las formas de onda de corriente y voltaje. Durante cada ciclo del voltaje de CA, la energía adicional, además de cualquier energía consumida en la carga, se almacena temporalmente en la carga en campos eléctricos o magnéticos y luego se devuelve a la red eléctrica una fracción del período posterior.
