Trabajo para la Asignatura Circuitos II

1. FACTOR POTENCIA:<br />Denominamos factor de potencia al cociente entre la potencia activa y la potencia aparente, que es coincidente con el coseno del ángulo entre la tensión y la corriente cuando la forma de onda es sinusoidal pura, etc.<br />O sea que el factor de potencia debe tratarse que coincida con el coseno phi pero no es lo mismo.<br />Es aconsejable que en una instalación eléctrica el factor de potencia sea alto y algunas empresas de servicio electro energético exigen valores de 0,8 y más. O es simplemente el nombre dado a la relación de la potencia activa usada en un circuito, expresada en vatios o kilovatios (KW), a la potencia aparente que se obtiene de las líneas de alimentación, expresada en voltio-amperios o kilovoltio-amperios (KVA).<br />Las cargas industriales en su naturaleza eléctrica son de carácter reactivo a causa de la presencia principalmente de equipos de refrigeración, motores, etc. Este carácter reactivo obliga que junto al consumo de potencia activa (KW) se sume el de una potencia llamada reactiva (KVAR), las cuales en su conjunto determinan el comportamiento operacional de dichos equipos y motores. Esta potencia reactiva ha sido tradicionalmente suministrada por las empresas de electricidad, aunque puede ser suministrada por las propias industrias.<br />Al ser suministradas por las empresas de electricidad deberá ser producida y transportada por las redes, ocasionando necesidades de inversión en capacidades mayores de los equipos y redes de transmisión y distribución.<br />Todas estas cargas industriales necesitan de corrientes reactivas para su operación.<br />Por qué existe un bajo factor de potencia?<br />La potencia reactiva, la cual no produce un trabajo físico directo en los equipos, es necesaria para producir el flujo electromagnético que pone en funcionamiento elementos tales como: motores, transformadores, lámparas fluorescentes, equipos de refrigeración y otros similares. Cuando la cantidad de estos equipos es apreciable los requerimientos de potencia reactiva también se hacen significativos, lo cual produce una disminución del exagerada del factor de potencia. Un alto consumo de energía reactiva puede producirse como consecuencia principalmente de:<br /> * Un gran número de motores.<br /> * Presencia de equipos de refrigeración y aire acondicionado.<br /> * Una sub-utilización de la capacidad instalada en equipos electromecánicos, por una mala planificación y operación en el sistema eléctrico de la industria.<br /> * Un mal estado físico de la red eléctrica y de los equipos de la industria.<br />Cargas puramente resistivas, tales como alumbrado incandescente, resistencias de calentamiento, etc. no causan este tipo de problema ya que no necesitan de la corriente reactiva.<br />El bajo factor de potencia es una de las razones por las que algunos sistemas eléctricos funcionan desventajosamente (o sea sujeto a sanciones económicas). El factor de potencia de una carga es, por definición, la razón de los watts de ésta al producto de los volts y amperes medidos en ella.<br />Su valor se expresa con frecuencia como porcentaje. Siempre que esa razón sea menor que la unidad o que 100%, la carga está tomando una corriente mayor que la necesaria para efectuar el mismo trabajo con fp=1. Tal corriente de mayor intensidad produce más caída de potencial en los circuitos alimentadores, así como mayores pérdidas térmicas en alimentadores, transformadores, etc. Estos elementos tendrían que ser de mayor capacidad para evitar recalentamiento. Por supuesto, algunos tipos de cargas, particularmente las inductivas, tienen su propia naturaleza, un f.p. menor que la unidad pero muchas de ellas funcionan con un factor menor que el normal. La mayoría de los casos de bajo f.p. pueden ser corregidos con provecho para el sistema y la cuenta de gastos.<br />Consecuencias<br />Entre las principales consecuencias de un factor de potencia bajo se pueden enumerar las siguientes:<br />1. Disminución de las capacidades entregadas por la generación, las que se encuentran limitadas por corrientes máximas, aun cuando la potencia que se entregue no sea máxima. La capacidad de entregas es directamente proporcional al factor de potencia:<br />P = S cos φ. Como S = UI, entonces P = UI cos φ; donde U es la tensión de la línea.<br />2. Aumento de las pérdidas térmicas en los conductores que son inversamente proporcionales al cuadrado del factor potencia: ΔP = I2R. Como I = P/U cos φ, entonces ΔP = P2/U2 cos2 φ ; donde, ΔP son las pérdidas de potencia y R es la resistencia de los conductores.<br />3. Aumento de la sección transversal de los conductores necesarios para transmitir la misma potencia, en tanto esa sección es inversamente proporcional al cuadrado del factor de potencia.<br />4. Disminución de la tensión terminal en las cargas, lo que tiene considerables desventajas secundarias.<br />5. Los motores primarios (turbinas de vapor) de los generadores en las estaciones eléctricas se calculan sólo para la potencia activa del generador. Por tanto, cuando aumenta la potencia reactiva disminuye el factor de potencia y es necesario disminuir la carga activa, por lo que el motor primario estará sólo parcialmente cargado, lo que implica la disminución de su rendimiento y el consiguiente aumento de los gastos en combustible.<br />I Ejercicio 1. Si tenemos un receptor con una Potencia de 6600 W, en la red de 220 V, en monofásico, ¿cuánto vale la I?.<br />PI = V · I · cos 0 <br />PI = 220·I = 6600 W 0 I= 30 A<br />Ejercicio 1. Si tenemos un receptor con una Potencia de 6600 W, en la red de 220 V, en monofásico, ¿cuánto vale la I?.<br />PI = V · I · cos 0<br />PI = 220·I = 6600 W 0 I= 30 A<br />Cos 0 = 1<br />Si en trifásica, queremos conseguir una potencia de 6600 W, sabiendo que la tensión correspondiente es V = 380 V, calculamos la intensidad necesaria.<br />PIII =Potencia, trabajo y energía eléctrica<br />· V · I · cos 0<br />cos 0 =1 6600=Potencia, trabajo y energía eléctrica<br />·380·I 0 I=Potencia, trabajo y energía eléctrica<br />= 10A.<br />Usamos un valor aproximado de Potencia, trabajo y energía eléctrica<br />·380= 658.17<br />Comprobamos que nos da una tercera parte de la intensidad en monofásica:<br />IIII = Potencia, trabajo y energía eléctrica<br />0 10A =Potencia, trabajo y energía eléctrica cos 0 = 1<br />Si en trifásica, queremos conseguir una potencia de 6600 W, sabiendo que la tensión correspondiente es V = 380 V, calculamos la intensidad necesaria. <br />PIII = · V · I · cos 0 <br />cos 0 =1 6600=·380·I 0 I= = 10A. <br />Usamos un valor aproximado de ·380= 658.17<br />Comprobamos que nos da una tercera parte de la intensidad en monofásica: <br />IIII = 0 10A = <br />CARMEN MENDOZA : 20.502.732<br />