Potencia elctricaLapotencia elctricaes la relacin de paso de energa de un flujo por unidad de tiempo; es decir, la cantidad deenergaentregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado. La unidad en elSistema Internacional de Unidadeses elvatio(watt).Cuando una corriente elctrica fluye en cualquier circuito, puede transferir energa al hacer untrabajo mecnicoo termodinmico. Los dispositivos convierten la energa elctrica de muchas maneras tiles, comocalor,luz(lmpara incandescente),movimiento(motor elctrico),sonido(altavoz) oprocesos qumicos. La electricidad se puede producir mecnica o qumicamente por lageneracin de energa elctrica, o tambin por la transformacin de la luz en lasclulas fotoelctricas. Por ltimo, se puede almacenar qumicamente enbateras.La energa consumida por un dispositivo elctrico se mide envatios-hora(Wh), o enkilovatios-hora(kWh). Normalmente las empresas que suministran energa elctrica a la industria y los hogares, en lugar de facturar el consumo en vatios-hora, lo hacen en kilovatios-hora (kWh). La potencia en vatios (W) o kilovatios (kW) de todos los aparatos elctricos debe figurar junto con la tensin de alimentacin en una placa metlica ubicada, generalmente, en la parte trasera de dichos equipos. En los motores, esa placa se halla colocada en uno de sus costados y en el caso de las bombillas de alumbrado el dato viene impreso en el cristal o en su base.Potencia en corriente alterna[editar]Cuando se trata decorriente alterna(AC) sinusoidal, el promedio de potencia elctrica desarrollada por un dispositivo de dos terminales es una funcin de losvalores eficaceso valores cuadrticos medios, de la diferencia de potencial entre los terminales y de la intensidad de corriente que pasa a travs del dispositivo.Si a un circuito se aplica una tensin sinusoidalconvelocidad angulary valor de picode forma

Esto provocar, en el caso de un circuito de carcter inductivo (caso ms comn), una corrientedesfasada un ngulorespecto de la tensin aplicada:

Donde, para el caso puramente resistivo, se puede tomar el ngulo de desfase como cero.La potencia instantnea vendr dada como el producto de las expresiones anteriores:

Mediantetrigonometra, la expresin anterior puede transformarse en la siguiente:

Y sustituyendo los valores del pico por los eficaces:

Se obtiene as para la potencia un valor constante,y otro variable con el tiempo,. Al primer valor se le denominapotencia activay al segundopotencia fluctuante.Componentes de la intensidad[editar]

Figura 1.- Componentes activa y reactiva de la intensidad; supuestos inductivo, izquierda y capacitivo, derecha.Consideremos un circuito de C. A. en el que la corriente y la tensin tienen un desfase. Se define componente activa de la intensidad,Ia, a la componente de sta que est en fase con la tensin, y componente reactiva,Ir, a la que est en cuadratura con ella (vase Figura 1). Sus valores son:

El producto de la intensidad,I, y las de sus componentes activa,Ia, y reactiva,Ir, por la tensin,V, da como resultado las potencias aparente(S), activa(P)y reactiva(Q), respectivamente:

Potencia aparente[editar]

Figura 2.- Relacin entre potencia activa, aparente y reactiva.Lapotencia complejade un circuito elctrico de corriente alterna (cuya magnitud se conoce comopotencia aparentey se identifica con la letraS), es la suma (vectorial) de la potencia que disipa dicho circuito y se transforma encalorotrabajo(conocida comopotencia promedio, activa o real, que se designa con la letraPy se mide envatios(W)) y la potencia utilizada para la formacin de los campos elctrico y magntico de sus componentes, que fluctuar entre estos componentes y la fuente de energa (conocida comopotencia reactiva, que se identifica con la letraQy se mide envoltiamperiosreactivos(var)). Esto significa que la potencia aparente representa la potencia total desarrollada en un circuito con impedancia Z. La relacin entre todas las potencias aludidas es.Estapotencia aparente(S) no es realmente la "til", salvo cuando elfactor de potenciaes la unidad(cos =1), y seala que la red de alimentacin de un circuito no slo ha de satisfacer la energa consumida por loselementos resistivos, sino que tambin ha de contarse con la que van a "almacenar" las bobinas y condensadores. Se mide envoltiamperios(VA), aunque para aludir a grandes cantidades de potencia aparente lo ms frecuente es utilizar como unidad de medida el kilovoltiamperio (kVA).La frmula de la potencia aparente es:Potencia activa o Potencia absorbida[editar]Es la potencia capaz de transformar laenerga elctricaen trabajo. Los diferentes dispositivos elctricos existentes convierten la energa elctrica en otras formas de energa tales como: mecnica, lumnica, trmica, qumica, etc. Esta potencia es, por lo tanto, la realmente consumida por los circuitos y, en consecuencia, cuando se habla de demanda elctrica, es esta potencia la que se utiliza para determinar dicha demanda.Se designa con la letraPy se mide en vatios -watt-(W)o kilovatios -kilowatt-(kW). De acuerdo con su expresin, laley de Ohmy el tringulo deimpedancias:

Resultado que indica que la potencia activa se debe a loselementos resistivos.Potencia Reactiva Inductiva[editar]Esta potencia no se consume ni se genera en el sentido estricto (el uso de los trminos "potencia reactiva generada" y/o "potencia reactiva consumida" es una convencin) y en circuitos lineales solo aparece cuando existen bobinas o condensadores. Por ende, es toda aquella potencia desarrollada en circuitos inductivos. Considrese el caso ideal de que un circuito pasivo contenga exclusivamente, un elementoinductivo(R = 0; Xc = 0 y Xl = o) al cual se aplica una tensin senoidal de la forma u(t) = Umx * sen w*t. En dicho caso ideal se supone a la bobina como carente de resistencia y capacidad, de modo que slo opondr su reactancia inductiva a las variaciones de la intensidad del circuito. En dicha condicin, al aplicar una tensin alterna a la bobina la onda de la intensidad de corriente correspondiente resultar con el mximo ngulo de desfasaje (90). La onda representativa de dicho circuito es senoidal, de frecuencia doble a la de red, con su eje de simetra coincidiendo con el de abscisas, y por ende con alternancias que encierran reas positivas y negativas de idntico valor. La suma algebraica de dichas sumas positivas y negativas da una potencia resultante nula, fenmeno que se explica conceptualmente considerando que durante las alternancias positivas el circuito toma energa de la red para crear el campo magntico en la bobina; mientras en las alternancias negativas el circuito la devuelve, y a dicha devolucin se debe la desaparicin temporaria del campo magntico. Esta energa que va y vuelve de la red constantemente no produce trabajo y recibe el nombre de "energa oscilante", correspondiendo a la potencia que vara entre cero y el valor (Umx*Imx)/2 tanto en sentido positivo como en negativo.Por dicha razn, para la condicin indicada resulta que P = 0 y por existir como nico factor de oposicin la reactancia inductiva de la bobina, la intensidad eficaz del circuito vale:

El desfasaje angular de la corriente (I) respecto de la tensin (U) es de 90, tal como se puede apreciar en este diagrama de un circuito inductivo puro. Ntese como la sinusoide correspondiente a la Potencia (P = U*I) es positiva en las partes en que tanto I como U son positivas o negativas, y cmo es negativa en las partes en que ya sea U o I es positiva y la otra negativa.En circuitos inductivos puros, pese a que no existe potencia activa alguna igual se manifiesta la denominada "Potencia reactiva" de carcter inductivo que vale:

Siendo = 90 (Dado que la corriente atrasa con respecto de la tensin)

La potencia reactiva tiene un valor medio nulo, por lo que no produce trabajo y se dice que es una potenciadesvatada(no produce vatios), se mide envoltiamperiosreactivos(var)y se designa con la letraQ.A partir de su expresin,

Lo que reafirma en que esta potencia se debe nicamente a los elementos reactivos.Potencia Reactiva Capacitiva[editar]Es toda aquella potencia desarrollada en un circuito capacitivo. Considerando el caso ideal de que un circuito pasivo contenga unicamente uncapacitor(R = 0; Xl = 0; Xc = 0) al que se aplica una tensin senoidal de la forma U(t) = Umx*sen w*t, la onda correspondiente a la corriente I, que permanentemente carga y descarga al capacitor resultar 90 adelantada en relacin a la onda de tensin aplicada. Por dicha razn tambin en este caso el valor de la potencia posee como curva representativa a una onda senoidal de valor oscilante entre los valores cero y (Umx*Imx)/2 en sentido positivo y negativo.Las alternancias de dicha onda encierran reas positivas correspondientes a los perodos en que las placas del capacitor reciben la carga de la red; significando los perodos negativos el momento de descarga del capacitor, que es cuando se devuelve a la red la totalidad de la energa recibida. En esta potencia tambin la suma algebraica de las reas positivas y negativas es nula dado que dicha reas son de igual y opuesto valor. La potencia activa vale cero, y por existir como nico factor de oposicin la reactancia capacitiva del circuito la intensidad eficaz que recorre al mismo vale:

Siendo = 90 (La tensin atrasa respecto de la corriente)

Diagrama de un circuito puramente capacitivo en el cual la tensin atrasa 90 respecto de la corriente.En los circuitos capacitivos puros no existe potencia activa, pero si existe la potencia reactiva de carcter capacitivo que vale:

Potencia de cargas reactivas e in-reactivas[editar]Para calcular la potencia de algunos tipos de equipos que trabajan con corriente alterna, es necesario tener en cuenta tambin el valor delfactor de potenciao coseno dephi() que poseen. En ese caso se encuentran los equipos que trabajan con carga reactiva o inductiva, es decir, aquellos aparatos que para funcionar utilizan una o ms bobinas o enrollado de alambre de cobre, como ocurre, por ejemplo, con losmotores elctricos, o tambin con los aparatos de aire acondicionado o los tubos fluorescentes.Las cargas reactivas o inductivas, que poseen los motores elctricos, tienen un factor de potencia menor que 1 (generalmente su valor vara entre 0,85 y 0,98), por lo cual la eficiencia de trabajo del equipo en cuestin y de la red de suministro elctrico disminuye cuando el factor se aleja mucho de la unidad, traducindose en un mayor gasto de energa y en un mayor desembolso econmico.

Factor de potencia

Figura 1. tringulo de potencias activa P y aparente S en un caso particular ideal.Se definefactor de potencia, f.d.p., de uncircuitodecorriente alterna, como la relacin entre lapotencia activa, P, y lapotencia aparente, S.1Da una medida de la capacidad de una carga de absorber potencia activa. Por esta razn, f.d.p = 1 en cargas puramente resistivas; y en elementos inductivos y capacitivos ideales sin resistencia f.d.p = 0.ndice[ocultar]1Introduccin2Importancia del factor de potencia3Influencia del tipo de cargas4Regla Nemotcnica5Mejora del factor de potencia6Ejemplo de modificacin del factor de potencia7Clculo del f.d.p. medio de una instalacin8Componentes no senoidales9Vase tambin10Referencias11Enlaces externosIntroduccin[editar]Se define el factor de potencia como:

Donde es el ngulo entre la potencia activa P y el valor absoluto de la aparente S.Si las ondas de voltaje y corriente son PERFECTAMENTE senoidales entonces. v es el ngulo del voltaje. i es el ngulo de la corriente.

El Factor de Potencia (FP) es la relacin entre las Potencias Activa (P) y Aparente (S). Si la onda de corriente alterna es perfectamente senoidal, FP y Cos coinciden.Si la onda no fuese perfecta S no estara nicamente compuesta por P y Q, sino que aparecera una tercera componente suma de todas las potencias que genera la distorsin. A esta componente de distorsin le llamaremos D.Supongamos que en la instalacin hay una Tasa de Distorsin Armnica (THD) alta y debido a que hay corrientes armnicas. Estas corrientes armnicas, junto con la tensin a la que est sometido el conductor por el fluyen da como resultado una potencia, que si fuese sta la nica distorsin en la instalacin, su valor se correspondera con el total de las distorsiones D.El Cos (Coseno de ) no es ms que el coseno del ngulo que forman la potencia activa (P) y la aparente (S) en el tringulo de potencias tradicional.Si las corrientes y tensiones son perfectamente senoidales se tiene la figura 1 y por lo tanto:

Resultando que el f.d.p es el coseno del ngulo que forman losfasoresde lacorrientey latensin. En este caso se puede observar que cos(