martes, 29 de mayo de 2012

Potencia eléctrica en corriente alterna


 La medición de potencia en corriente alterna es más complicada que la de corriente continua debido al efecto de los inductores y capacitores. Por lo que en cualquier circuito de corriente alterna existen estos tres parámetros de inductancia, capacitancia y resistencia en una variedad de combinaciones.


 Potencia en corriente alterna monofásica


En circuitos puramente resistivos la tensión (V) está en fase con la corriente (i), siendo algunos de estos artefactos como lámparas incandescentes, planchas, estufas eléctricas etc. Toda la energía la transforma en energía lumínica o energía calorífica.

 

 

 

Mientras que en un circuito inductivo o capacitivo la tensión y la corriente están desfasadas 90 ° una respecto a la otra.
 En un circuito puramente inductivo la  corriente está atrasada 90 ° respecto de la tensión.


 

Y en un circuito puramente capacitivo la corriente va adelantada 90 ° respecto de la tensión.





En un circuito eléctrico de corriente alterna se pueden llegar a encontrar tres tipos de potencias eléctricas diferentes:

Potencia activa

Los diferentes dispositivos eléctricos convierten energía eléctrica en otras formas de energía como: mecánica, lumínica, térmica, química, entre otras.
 Esta energía corresponde a la energía útil o potencia activa o simplemente potencia, similar a la consumida por una resistencia. Expresada en watts.
 




De donde:

P = Potencia de consumo eléctrico, expresada en watt (W)
I = Intensidad de la corriente que fluye por el circuito, en ampere (A)
Cos = Valor del factor de potencia o coseno de “fi”

(En los dispositivos que poseen solamente carga resistiva, el factor de potencia es siempre igual a “1”, mientras que en los que poseen carga inductiva ese valor será siempre menor de “1”).

Potencia reactiva

Los motores, transformadores y en general todos los dispositivos eléctricos  que hacen uso del efecto de un campo electromagnético, requieren potencia  activa para efectuar un trabajo útil, mientras que la potencia reactiva es utilizada para la generación del campo magnético, almacenaje de campo eléctrico que en sí, no produce ningún  trabajo.
Es la potencia necesaria para crear los campos eléctricos y magnéticos. Es una potencia devuelta al circuito, pero que está presente.
 La potencia reactiva esta 90 ° desfasada de la potencia activa. Esta potencia es expresada en volts-amperes reactivos. (VAR)

 La fórmula para hallar la potencia reactiva de un circuito eléctrico es la siguiente:
   
 
De donde:

Q = Valor de la carga reactiva o inductiva, en volt-ampere reactivo (VAR)
S = Valor de la potencia aparente o total, expresada en volt-ampere (VA)
P = Valor de la potencia activa o resistiva, expresada en watt (W)


Potencia aparente

Es la que resulta de considerar la tensión aplicada al consumo de la corriente que éste demanda.   Es  también  la  resultante  de  la  suma de los vectores de la potencia activa y la potencia reactiva.  Esta potencia es expresada en volts-amperes ( VA )

La fórmula matemática para hallar el valor de este tipo de potencia es la siguiente:
 

 De donde:
S = Potencia aparente o total, expresada en volt-ampere (VA) V = Voltaje de la corriente, expresado en volt I = Intensidad de la corriente eléctrica, expresada en ampere (A)





Potencia en corriente alterna trifásica

La potencia que consume un receptor trifásico es igual a la suma de la potencia que consume cada una de las fases. Esta afirmación sirve tanto para potencias activas,
reactivas como aparente. Si los receptores están equilibrados tendremos:

  Si la tensión usada es la de fase


Potencia activa P=3* VF*IF* cos phi 
Potencia reactiva:Q=3* VF*IF* sen phi 
Potencia aparente:S=3* VF*IF

 Si la tensión es de línea


Potencia activa=P=√3*VL*IL* cos phi

Potencia reactiva=Q=√3*VL*IL* sen phi

Potencia aparente=S=√3*VL*IL

Tal como vimos en las potencias monofásicas, las resistencias sólo consumen potencia activa, y las bobinas y condensadores sólo consumen potencia reactiva. Así, podemos también expresar las potencias como:

P=3*I2*R
 
 

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