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Ministerio de Educación Superior

Universidad Fermín Toro

Valera. Edo Trujillo

Potencia Eléctrica

Profesora

Matilde Garcia

Circuitos II

Estudiante

Sofia Berrios

CI:17605831

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Introducción

La potencia eléctrica se define como la cantidad de energía que se

transmite cierta unidad de tiempo. La potencia eléctrica puede ser de tres tipos:

potencia activa, reactiva y aparente. La potencia aparente es la energía total

formada por la activa y reactiva.

El sistema eléctrico tiene como propósito fundamental satisfacer la

demanda de potencia eléctrica requerida por el consumidor. Los niveles de

voltaje y valor de la frecuencia debe mantenerse dentro de ciertos niveles, dada

las condiciones de operación de sistema y de acuerdo a las inyecciones de

potencia real y reactiva que representa la generación y carga en los nodos de

red es posible determinar la condiciones eléctricas.

Por lo anteriormente mencionado resulta importante conocer a cabalidad

los conceptos de estas potencias, en el trabajo que se presenta a continuación

se muestra una investigación acerca del cálculo de las potencias en un sistema,

se da una definición del factor de potencia, así como también los diferentes

tipos de factores que existen y además se da una breve definición de la

corrección del factor de potencia, mostrando además ejemplos prácticos de

cada uno de los puntos de estos puntos.

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Indice

Pag.

Portada……………………………………………………………………………….1

Introducción…………………………………………………………………………2

Indice………………………………………………………………………………….3

Calculo de potencias de un sistema…………………………………….4-6

Calculo de potencia total……………………………………………………...7

Factor de potencia………………………………………………………....8-11

Correccion factor de potencia…………………………………………11-12

Conclusiones…………………………………………………..………………..13

Bibliografia……………………………………………………………………….14

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Cálculos de las potencias en un sistema

Potencia Activa

Es la que se transforma en energía en los receptores y es la única que se

transforma en energía útil. Cuando tenemos una carga resistiva conectada en

un circuito eléctrico la llamamos carga activa y si adicionalmente conocemos el

valor de la tensión eléctrica y la corriente que circula por la resistencia, la

potencia se calcula como el producto de la tensión por la intensidad.

Para realizar el cálculo de las potencias presentes en un sistema se emplea el

triángulo de potencias que se muestra en la figura 1

Figura nro 1 Triangulo de potencias

Donde

S= es la potencia aparente

Q=Potencia reactiva

P=Potencia activa

Calculo de la potencia activa

Según el triángulo que se muestra en la figura nro 1, la potencia activa

se determina por medio de la siguiente formula

Potencia Activa = S x coseno ρ

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Donde

coseno ρ se conoce como Factor de Potencia

S=potencia aparente

Ejemplo de cálculo

Si queremos conocer la potencia que desarrolla un motor eléctrico

monofásico, cuyo consumo de corriente es de 10,4 ampere (A), posee un factor

de potencia o Cos = 0,8 y está conectado a una red eléctrica de corriente

alterna también monofásica, de 220 volt (V).

Sustituyendo estos valores en la fórmula anterior tendremos:

P = 220 *10,4 *0,8 = 1830,4 watt

Como vemos, la potencia de ese motor eléctrico será de 1830,4 watt. Si

convertimos a continuación los watt obtenidos como resultado en kilowatt

dividiendo esa cifra entre 1 000, tendremos: 1830,4 ÷ 1000 = 1,8 kW.

Potencia reactiva

Es la potencia disipada por las cargas reactivas (Bobinas o inductores y

capacitores o condensadores). Se pone de manifiesto cuando existe un trasiego

de energía entre los receptores y la fuente, provoca pérdidas en los

conductores, caídas de tensión en los mismos, y un consumo de energía

suplementario que no es aprovechable directamente por los receptores. Como

está conformada por bobinas y capacitores es importante saber que las bobinas

se toman positivas y los condensadores negativos

Calculo de la potencia reactiva

Se representa por la letra Q y se calcula por medio de la siguiente

ecuación deducida de la figura 1

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Q = S* seno φ; se mide en VAR (voltio amperios reactivos)

Ejemplo de cálculo

La potencia activa de una instalación es de 5 kW cuando la conectamos a 220

V.

Si el factor de potencia o coseno del ángulo de fase es de 0,7. Determine la

potencia reactiva

P=V*I*Cos(phi)

Podemos hallar la corriente I a partir de esta formula

I=P/(V*Cos(phi))

I=5000/(220*0.7)

I=32.46

Ahora

S=V*I

S=220*32.46

S=7,14 kVA

Finalmente determinamos la potencia reactiva

Q=V*I*Sen (phi)

Q=220*32.46 sen(45.57)

Q=5.1 kVAR

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Calculo potencia total

Es la suma vectorial de las potencias activa y reactiva. Resulta de la

suma geométrica de las potencias activa y reactiva. Esta potencia es la que

realmente suministra una planta eléctrica cuando se encuentra funcionando al

vacío, es decir, sin ningún tipo de carga conectada, mientras que la potencia

que consumen las cargas conectadas al circuito eléctrico es potencia activa (P).

Tambien se podria representar como la suma vectorial de la potencia activa y la

reactiva. La potencia aparente se representa con la letra “S” y su unidad de

medida es el volt-ampere (VA).

Calculo de la potencia total

Para determinar este tipo de potencia se emplea la siguiente formula

S=V*I

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)

Ejemplo de cálculo

Si queremos conocer la potencia que desarrolla un motor eléctrico

monofásico, cuyo consumo de corriente es de 10,4 ampere (A), y está

conectado a una red eléctrica de corriente alterna también monofásica, de 220

volt (V), sustituyendo estos valores en la fórmula anterior tendremos:

S = 220 *10,4 =2288 watt

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Factor de potencia

Es un indicador cualitativo y cuantitativo del correcto aprovechamiento

de la energía eléctrica. También podemos decir, el factor de potencia es un

término utilizado para describir la cantidad de energía eléctrica que se ha

convertido en trabajo. Como el factor de potencia cambia de acuerdo al

consumo y tipo de carga, repasaremos algunos conceptos para expresar

matemáticamente el Factor de Potencia puede tomar valores entre 0 y 1, lo que

significa que:

0 1

muy malo 0,95 excelente

Representación grafica

Figura nro 2 Representación gráfica del factor de potencia

Consecuencias de una bajo factor de potencia

En caso que el Factor de Potencia sea inferior a 0,95, implica que los

artefactos tienen elevados consumos de energía reactiva respecto a la energía

activa, produciéndose una circulación excesiva de corriente eléctrica en sus

instalaciones y en las redes de la Empresa Distribuidora, a saber:

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- Provoca daños por efecto de sobrecargas saturándolas.

- Aumentan las pérdidas por recalentamiento.

- Aumenta la potencia aparente entregada por el transformador para igual

potencia activa utilizada.

- Además, produce alteraciones en las regulaciones de la calidad técnica del

suministro (variaciones de tensión), con lo cual empeora el rendimiento y

funcionamiento de los artefactos y quita capacidad suficiente de respuesta de

los controles de seguridad como ser interruptores, fusibles, etc.

Como mejorar el factor de potencia

Los excesivos consumos de energía reactiva pueden ser compensados

con CAPACITORES.

Éstos son elementos eléctricos que, instalados correctamente y con el valor

adecuado, compensan la energía reactiva necesaria requerida por la instalación

interior, elevando el Factor de Potencia por sobre los valores exigidos. Estos

elementos deben ser conectados por instaladores electricistas habilitados ya

que este tema presenta cierta complejidad.

Calculo de factor de potencia

El coseno ρ que se muestra en la figura nro 1 también se conoce como

"Factor de Potencia", es el ángulo de desfase entre la V y la I. En otras palabras

Según esto, tenemos para cada tipo de circuito:

Resistivo puro: La V y la I están en fase. Ángulo de desfase 0º; coseno 0º =

1. El factor de potencia en receptores de resistencias puras es 1. Se

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llaman circuitos R.

Inductivo puro: La V está adelantada 90º respecto a la I. Angulo de desfase

90º, coseno 90º = 0; el factor de potencia es 0. Se llaman circuitos L.

Capacitivo puro: La V está atrasada 90º respecto a la I. Angulo de desfase -

90º, coseno -90º = 0; el factor de potencia 0. Se llaman circuitos C.

Ejemplo de cálculo

Calcular el factor de potencia de una instalación que tiene el siguiente

triángulo de potencias:

P= 5 kW y Q= 4kVAr

Del triángulo vemos que:

S2= P2 + Q2

De aquí:

S= 6403,12 VA

El cos φ es:

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Realizando la operación:

Corrección del factor de potencia

Cuanto menor sea el factor de potencia, mayor será la diferencia entre

la potencia aparente y la activa y más energía innecesaria se consumirá. A

menor factor de potencia, más intensidad se consumirá.

Las compañías eléctricas no cobran por la potencia reactiva, pero

penalizan por consumos con factor de potencia bajo, requieren que sus

clientes tengan un factor de potencia lo más próximo posible a 1

Como corregir el factor de potencia

Los efectos inductivos y capacitivos se contrarrestan, como la mayoría de

los receptores son de tipo inductivo, hay que instalar cargas capacitivas

Para reducir el factor de potencia, debemos reducir el ángulo φ, para

lo que, como hemos visto anteriormente, debemos aplicar una potencia

reactiva Qc. φ es el ángulo inicial y φ1, el que queremos conseguir. Q1 será la

potencia aparente final y Q, la que teníamos inicialmente.

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Figura 4.Coreccion de factor de potencia

Como observamos en el triángulo de potencias para calcular Qc, tendremos

que hacer Q menos Q1:

Q=P tg φ

Q1=P tg φ1

Qc=Q-Q1

Qc=P(tg φ-tg φ1)

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Conclusiones

Para el uso racional de la energía, es prioritaria la corrección del Factor

de Potencia. El valor del factor de potencia es determinado por el tipo de cargas

conectadas en una instalación y es adimensional tomando valores entre 0 y 1.

En un circuito resistivo puro: φ = 0 Esto es la corriente y la tensión cambian de

polaridad en el mismo instante en cada ciclo, siendo por lo tanto el factor de

potencia la unidad. Por otro lado en un circuito reactivo puro, la corriente y la

tensión están en cuadratura : φ = 90 ° , siendo el factor de potencia igual a

cero.

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Bibliografia

L.I. Eguíluz M. Magaña, P.Benito y J.C. Lavandero “El factor de potencia del

sistema, su relación con las pérdidas de distribución en redes distorsionadas y

efectos del empleo de condensadores en la mejora del fp”.

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Delivery, Vol. 6, No. 3, July 1991.

http://cdigital.dgb.uanl.mx/te/1020147516/1020147516.PDF

http://www.areatecnologia.com/electricidad/potencia-electrica.html

http://www.trifasica.net/pdf/TEMA_9._POTENCIA_EN_SISTEMAS_TRIFASICOS.

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http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lep/mendez_s_j/capitulo1.pd

f

http://electricosaficionados.blogspot.com/2011/10/potencia-activa-reactiva-y-

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https://www.google.co.ve/#q=ejercicios+correcci%C3%B3n+de+factor+de+p

otencia&spell=1

http://www.metas.com.mx/guiametas/La-Guia-MetAs-10-02-

factor_de_potencia.pdf