1. Universidad del Norte. Díaz Jorge, Martínez Julio, Quintero Daniel, Simmonds Felipe. Potencia en CA. 1
Abstract— In this report we will analyze the different
behavior of resistors, capacitors and inductors when they are
connected in series and in parallel to each other and
individually.
Índice de Términos—Resistencias, capacitores, inductores,
factor de potencia, potencia promedio, potencia aparente,
corrección del factor de potencia.
I. INTRODUCCIÓN
La energía es una propiedad que tiene un mecanismo para
realizar un trabajo, existen diferentes tipos de energías, pero
en este caso nos centraremos en la energía eléctrica.
La energía eléctrica es un fenómeno físico, un tipo
fundamental de energía que la humanidad ha aprendido a crear
y controlar a su beneficio. La electricidad es siempre la
energía producida por el proceso de transformar alguna otra
forma de energía (por ejemplo: el calor, el movimiento
mecánico, la luz solar, o moviendo el viento, etc.) en la
energía eléctrica.
En el campo de la electricidad, existen dos ítems
indispensables para la misma, la corriente, o la cantidad de
flujo eléctrico, y la tensión, o la presión que mueve el flujo
eléctrico. Juntos, la tensión y la corriente determinan el
término conocido como potencia eléctrica o la rata con la cual
puede producirse electricidad.
En este informe, analizamos circuitos en AC, para estudiar el
comportamiento de los mismos en un ambiente real vs ideal,
de esta forma podemos comprobar los conceptos estudiados,
introducimos los conceptos de potencia activa y reactiva y
observamos su comportamiento según las diferentes
situaciones a trabajar.
II. MARCO TEORICO
El término conocido como Potencia eléctrica, es el índice o
parámetro que nos indica con que variación en el tiempo se
produce el paso de energía solicitada por un elemento
eléctrico. Esta potencia, indica la velocidad con la que se
produce un trabajo en un sistema, y se representa con un
sistema de unidades llamado WATTS que no es más que un
(J/s) joule por unidad de tiempo.
Dependiendo de la magnitud de la potencia requerida por un
elemento de un circuito cualquiera, esta definirá la cantidad de
Watts de energía eléctrica que estamos consumiendo.
Para calcular este valor tan importante en el análisis de
circuitos, hacemos el producto de la Tensión (Voltios) por la
Intensidad de corriente (Amperes), de esta forma surge la
ecuación P=V.I, sin embargo esta es una formula muy general
que aún no tiene en cuenta las propiedades del circuito (DC o
AC).
Existe potencia activa (P) y potencia reactiva (Q), La potencia
activa son los Watts consumidos por las cargas que contienen
una parte resistiva (Parte Real de una impedancia) que es la
más común, y la potencia Reactiva, son los Var consumidos
por las cargas inductivas o capacitivas (parte imaginaria de la
impedancia). Al analizar estas dos potencias se produce el
concepto de la potencia compleja que no es más que la suma
de las mismas y se denota como Ṡ .
Existe una relación entre la potencia activa y la reactiva en un
circuito eléctrico, que nos indica la naturaleza del mismo, esta
herramienta se llama Factor de potencia, y se denota como
Cos (φv - φi) siendo φ el ángulo de fase de la Tensión y de la
Corriente respectivamente. Al saber este valor podemos
deducir en qué cantidad un circuito es capacitivo, inductivo o
en caso de que sea 1 si es un circuito netamente Resistivo.
III. PROCEDIMIENTOS
Práctica No 1. Consumo de potencia en un circuito AC
A) Potencia de un Circuito Resistivo
Según lo estudiado en clase, la potencia de un circuito
completamente resistivo resulta ser puramente activa, es
decir que idealmente la potencia reactiva del circuitaje será
Q=0.
Para la corroboración de esta práctica se fijó inicialmente,
en la fuente de tensión DL 1013M3 del laboratorio, una
tensión de 120 Vrms a una frecuencia de 60 Hz como
alimentación a una carga resistiva de 246.3 ubicada en un
modulo de resistencias. Simultáneamente, se conectó un
vatímetro digital al circuito de una manera en específico,
con el fin de obtener valores de potencia, tensión y de la
corriente.
Potencia en circuitos de corriente alterna
Jorge Díaz (200040315), Julio Mario Martínez (200040263), Daniel Quintero (200040471), Felipe Simmonds (200039749)
Jminsignares@uninorte.edu.co, eduranj@uninorte.edu.co, qdaniel@uninorte.edu.co, fsimmonds@uninorte.edu.co
Universidad Del Norte.

2. Universidad del Norte. Díaz Jorge, Martínez Julio, Quintero Daniel, Simmonds Felipe. Potencia en CA. 2
Y también para comprobar el comportamiento de la
potencia y la corriente dependiendo de la tensión,
graduamos la tensión en intervalos de 20V desde 0V hasta
120V.
Como resultado a todo este procedimiento se consignaron
estas tablas:
Calculado Medido Error
I [A] 0,487 0,489 0,40%
P [ W] 58,46 58,6 0,23%
Tabla 1. Datos medidos y calculados en circuito resistivo.
Tensión
[V]
20 40 60 80 100 120
I medida
[A]
0,081 0,162 0,244 0,324 0,407 0,487
S medida
[VA]
1,612 6,5 14,9 25,9 40,6 58,4
fpmedida 1 1 1 1 1 1
Tabla 2. Valores I y S bajo diferentes tipos de tensión.
Si observamos la Tabla 1, notamos que la teoría va
conforme a la práctica ya que la taza de error no cubre ni el
0.5%, por lo que podemos confirmar el comportamiento de
un circuito resistivo en CA.
Si observamos la Tabla 2, podemos notar que a pesar de la
corriente, la potencia siempre será netamente activa la cual
mantendrá la relación de S=VI, y para la relación I/V se
puede observar que 1/pendiente de la función lineal será
igual a la resistencia.
Y aquí se muestran las gráficas correspondientes:
Figura 1. Gráfica de I/V en un circuito resistivo
Figura 2. Gráfica de S/V en un circuito resistivo
B) Potencia de un circuito capacitivo.
Según lo discutido en clase, en un circuito puramente
capacitivo, sucede todo lo contrario a un circuito resistivo
en términos de potencia, ya que toda la potencia
consumida será netamente reactiva, en otras palabras, la
potencia activa de este montaje será igual a 0.
Para la demostración de está practica se hace análogamente
la misma conexión de tensión que en el circuito resistivo, y
la del vatímetro digital, solo en esta parte la impedancia a
utilizar será un capacitor de 1,57µF obtenida un modulo de
capacitores dentro del laboratorio.
De la misma manera que el inciso A) se graduó la tensión
en intervalos de 20V desde 0V hasta 120V.
Como resultado a todo este procedimiento se consignaron
estas tablas:
Calculado Medido Error
I [A] 0,071 0,07 1,42%
P [W] 0 0 0
Q [VAR] -8,52 -8,4 1,42%
S [VA] 8,52 8,4 1,42%
Tabla 3. Datos medidos y calculados en circuito capacitivo.
Tensión [V] 20 40 60 80 100 120
I medida [A] 0,011 0,023 0,035 0,047 0,058 0,07
S medida [VA] 0,23 0,94 2,1 3,7 5,8 8,4
fpmedida 0 0 0 0 0 0
Tabla 4. Valores I y S bajo diferentes tipos de tensión.
Luego de consignar los datos, se observa que el
comportamiento del montaje va conforme a lo estudiado en
clase ya que solo existe potencia reactiva y de valores
negativos, ya que en un capacitor su comportamiento es de
ese orden.
A continuación, se muestran las gráficas de I/V y de S/V:
Figura 3. Gráfica de I/V en un circuito capacitivo.

3. Universidad del Norte. Díaz Jorge, Martínez Julio, Quintero Daniel, Simmonds Felipe. Potencia en CA. 3
Figura 4. Gráfica de S/V en un circuito capacitivo.
Como podemos notar, la potencia aumenta según la ecuación
de S=VI, la cual tiende a ver como una función cuadrática ya
que la corriente y la tensión varían al mismo tiempo y de
manera proporcional.
C) Potencia en un circuito inductivo
Nuevamente, según lo estudiado en clase, sabemos que en un
inductor o bobina, la potencia también resultará puramente
reactiva, pero a diferencia de la potencia en un capacitor está
potencia tendrá sentido opuesta a la Q de un capacitor. (Véase
en Sec. Preguntas Finales).
Para la demostración de está practica se hace análogamente la
del vatímetro digital y la misma conexión de tensión que en la
parte A) y B), solo en esta parte la impedancia a utilizar será
un inductor de 3.47H obtenida un modulo de inductores dentro
del laboratorio.
De la misma manera que el inciso A) y B) se graduó la tensión
en intervalos de 20V desde 0V hasta 120V.
Como resultado a todo este procedimiento se consignaron estas
tablas:
Calculado Medido Error
I [A] 0,0917 0,088 4,20%
P [W] 0 0 0
Q [VAR] 11 10,53 4,46%
S [VA] 11 10,53 4,46%
Tabla 5. Datos medidos y calculados en circuito inductivo.
Tensión
[V]
20 40 60 80 100 120
I medida
[A]
0,017 0,032 0,046 0,06 0,074 0,088
S medida
[VA]
0,347 1,299 2,76 4,84 7,41 10,53
fpmedida 0 0 0 0 0 0
Tabla 6. Valores I y S bajo diferentes tipos de tensión.
Y sus respectivas gráficas de I/V y de S/V:
Figura 5. Gráfica de I/V en un circuito inductivo.
Figura 6. Gráfica de S/V en un circuito inductivo.
Según lo observado en las gráficas y las tablas podemos decir
que el comportamiento es semejante al del capacitor, tanto en
términos de la corriente, tensión y potencia aparente.
Ya que la I/V a pesar de tener impedancia inductiva sigue
siendo lineal, y la potencia aparente aun sigue siendo de
función cuadrática.
D) Potencia de un circuito RC.
En los incisos anteriores hemos notado que si tomamos
individualmente cada impedancia, su factor de potencia o es 1
(resistivo) o es 0 (capacitor e inductor), pero ya al relacionar
entre ellos, su factor de potencia variará dentro de ese
intervalo.
En la siguiente practica, montaremos un circuito con una
resistencia y un capacitor en serie para determinar su
comportamiento, los valores correspondientes son 246.3 y
1,57µF los cuales se encuentran alimentados por la fuente De

4. Universidad del Norte. Díaz Jorge, Martínez Julio, Quintero Daniel, Simmonds Felipe. Potencia en CA. 4
Lorenzo DL 1013M3 con una tensión de 120V en AC con una
frecuencia de 60Hz.
Para hallar los valores de potencia, tensión y corriente, se
conecto un vatímetro digital de la siguiente manera:
De esta práctica se obtuvo la siguiente tabla:
Calculado Medido Error
I [A] 0,0703 0,068 3,38%
V1 [V] 17,31 16,94 2,18%
V2 [V] 118,74 118,8 0,05%
P [W] 1,21 1,18 2,54%
Q [VAR] -8,35 -8,1 3,08%
S [VA] 8,436 8,22 1,02%
cos(§) 0,14 0,14 0%
Tabla 7. Valores medido y calculados, circuito RC.
Podemos observar que su factor de potencia está más cercano
al del capacitor que el inductor, pues esto da a entender que la
potencia activa que genera la resistencia no es mayor que la
potencia reactiva que el capacitor genera en el circuito.
E) Potencia en Circuito RL
Para esta práctica hacemos análogamente como en el inciso D)
pero el circuito a realizar ahora será una resistencia y un
inductor en serie, los cuales sus valores correspondientes son
246.3 y 3.47H alimentados por la fuente De Lorenzo DL
1013M3 con una tensión de 120V en AC con una frecuencia de
60Hz.
De esta práctica se obtuvo la siguiente tabla:
Calculado Medido Error
I [A] 0,09015 0,085 6,05%
V1 [V] 22,2 21,08 5,31%
V2 [V] 117,92 116,9 0,87%
P [W] 2 2,65 24,50%
Q [VAR] 10,63 9,9 7,30%
S [VA] 10,81 10,25 5,46%
cos(§) 0,185 0,26 28,80%
Tabla 8. Valores medido y calculados, circuito RL.
De lo anterior podemos deducir que de igual forma el inductor
genera más potencia reactiva que la potencia activa que genera
la resistencia, por lo tanto su facto de potencia va a tender a ser
el del inductor.
En esta práctica se observa un porcentaje de error notorio, pero
puede ser debido a varios factores como por ejemplo la
resistencia de los cables, errores en los valores del vatímetro,
etc. Pero de igual forma el resultado tiende a parece ser lo
calculado antes del laboratorio.
F) Potencia en Circuito RLC
Para está practica, el circuitaje a realizar será un inductor,
un capacitor y una resistencia en serie.
Los valores correspondientes para cada una son 3.47H,
14.97µF y 246.3 , los cuales se encuentran alimentados
por la fuente De Lorenzo DL 1013M3 con una tensión de
120V en AC con una frecuencia de 60Hz.
Para hallar los valores de potencia, factor de potencia
corriente y tensión se coloca el vatímetro junto con el
multímetro de la siguiente forma:
Figura 7. Circuito RLC serie, conectado con un vatímetro
digital y un multímetro.
Los resultados fueron los siguientes:
Calculado Medido Error
I [A] 0,11 0,097 3,09%
V1 [V] 25,55 23,86 7,08%
V2 [V] 135,71 133,6 1,57%
V3 [V] 18,46 17,65 4,58%
P [W] 2,56 3,39 24,40%
Q
[VAR] 11,72 11,1
5,58%
S [VA] 12 11,63 0,0318
cos(§) 0,213 0,29 26,55%
Tabla 9. Valores medido y calculados, circuito RLC.
De todo esto podemos observar que nuevamente el factor
de potencia tiende a ser casi 0 porque es mayor la potencia
reactiva en el circuito que la potencia activa, además la
potencia activa se encuentra en atraso ya que el inductor tiene
más potencia reactiva que el capacitor en el circuito.
Práctica No. 2 Corrección del factor de potencia
A. Corrección del factor de potencia mediante un
elemento conectado en serie
Inicialmente, se monto un circuito eléctrico RL anteriormente
realizado en la práctica 1, el cual está alimentado por una
fuente de voltaje de 120 V en AC y frecuencia de 60 Hz. Los

5. Universidad del Norte. Díaz Jorge, Martínez Julio, Quintero Daniel, Simmonds Felipe. Potencia en CA. 5
valores respectivos de la resistencia y la inductancia utilizadas
corresponden a 246.3Ω y 0.48 H.
Luego de montar el circuito, se observó claramente que el
factor de potencia era bastante alto (0.805) pero no lo
suficiente para cumplir la práctica, por lo tanto se conectó un
capacitor en serie a la carga con el objetivo de aumentar aún
más el factor de potencia. En la siguiente tabla se pueden
observar los valores medidos después de haber puesto el
elemento corrector en serie a la carga.
Calculado Medido Error
I[A] 0.487 0.489 0.4%
P[W] 58.43 58 0.7%
Q[VAR] 0.1 0.09 10%
S[VA] 58.44 58.68 0.4%
Cos[§] 0.999 0.98 1.9%
Tabla 10. Corrección factor de potencia en serie.
La manera en la que se consiguió corregir el factor de potencia
en este caso fue encontrar una capacitancia que cubriera el
mismo valor que tiene la reactancia en un inductor. La
impedancia total de la carga antes de conectar el capacitor era
de 246.3+j180.9Ω, luego la capacitancia más cercana a j180 Ω
fue calculada con la ecuación de la reactancia de un capacitor,
y el valor más próximo que se consigue en el laboratorio fue
de 14.7 µF.
Luego de conectar el capacitor en serie con la carga, la
impedancia total fue de 246.3+j0.5Ω, por lo cual, al reducir su
reactancia, el valor del factor de potencia se aproximo a la
unidad.
Luego de todos los cálculos, el montaje fue medido en el
laboratorio y se sacaron los errores correspondientes los cuales
fueron mínimos.
B. Corrección del factor de potencia mediante un
elemento conectado en paralelo
Para esta parte de la práctica utilizaremos nuevamente una
impedancia resistiva junto con un inductor en serie, pero ahora
la corrección se hará en paralelo, pues en este caso ya que el
inductor genera reactancia positiva, por defecto tenemos que
colocar un capacitor para poder restarle a la reactancia total.
Luego de calcular previamente con una resistencia de 80.4 Ω y
una inductancia de 0.61H, el capacitor en paralelo a utilizar
será de 8 µF.
Calculado Medido Error
I[A] 0,171 0,154 9.94%
P[W] 18.26 16.26 10.95%
Q[VAR] 9.35 8,77 6.20%
S[VA] 20.52 18.48 9.94%
Fp 0,89 0,88 1.12%
Tabla 11. Corrección del factor de potencia en paralelo.
Solución a preguntas del modulo.
Practica No 1.
1. El circuito resistivo consume potencia netamente activa, es
decir, una potencia promedio real “P” que constituye la
potencia útil, la cual es totalmente disipada en la resistencia.
En cambio, los circuitos capacitivos e inductivos consumen
una potencia reactiva “Q”, lo cual es resultado de que estos
elementos solo suelen hacer transferencia de energía en alguna
parte del circuito por lo que no disipan ni suministran potencia
alguna, esta potencia cabe aclarar es considerada la potencia
inútil.
2. A pesar de que ambas consuman potencia “Q” la
orientación de estas no es igual. Al contrario, debido a varios
análisis matemáticos y energéticos la orientación de los
capacitores es considerada negativa (Q<0) pues estas generan
potencia adelantada a la tensión, en cambio la de los
inductores es considerada positiva (Q>0) ya que ellos generan
potencia atrasada a la tensión. Esto puede definirse mejor con
el triangulo de potencia dado en clase.
Imagen recopilada en repositorio.innovacionumh.es
3. Si tenemos en cuenta la ecuación de factor de potencia que
es (fp = P/S), podemos concluir rápidamente que el factor de
potencia en el circuito resistivo es 1, ya que la potencia
aparente es igual a la misma potencia real o activa. En cambio
en los circuitos capacitivos e inductivos el fp es de 0 absoluto
ya que estos no presentan potencia real o activa, solamente
presentan potencia reactiva.
4. La resistencia si cumple con la ley de Ohm pues al no
generar potencia sino disiparla, la corriente y la tensión no
tienen desfase y por lo tanto la relación lineal de la corriente y
la tensión no se pierde. En cambio en los capacitores y los
inductores no se cumple la ley de Ohm, pues su relación I/V se
ve afectada ya que tanto la corriente como la tensión en estos
se calcula de manera no lineal, es decir por integrales y
derivadas, lo cual nos dice que su comportamiento varía
mucho a lo largo del tiempo y el no es de proporcionalidad
directa.
5. En el circuito resistivo-capacitivo, el factor de potencia
obtenido en la respetiva práctica fue de 0.14. Dado que
podemos tomar la resistencia y el capacitor como una sola
carga, el ángulo de desfase entre la tensión y la corriente es el
mismo ángulo que tome la carga, es decir Z=1706<-81.7 Ω,

6. Universidad del Norte. Díaz Jorge, Martínez Julio, Quintero Daniel, Simmonds Felipe. Potencia en CA. 6
entonces el ángulo equivale a -81.7, por lo que podemos decir
que la corriente va en adelanto a la tensión ya que el ángulo es
de valor negativo (Véase Respuesta pregunta 2).Pues
observando todos los porcentajes de error podemos decir que
el cálculo es consistente ya que son muy despreciables los
errores.
6. En el circuito resistivo-inductivo, el factor de potencia
obtenido en la respetiva práctica fue de 0.185. Dado que
podemos tomar la resistencia y el inductor como una sola
carga, el ángulo de desfase entre la tensión y la corriente es el
mismo ángulo que tome la carga, es decir Z=1301<79.33 Ω,
entonces el ángulo equivale a 79.33, por lo que podemos decir
que la corriente va en atraso a la tensión ya que el ángulo es
positivo (Véase Respuesta pregunta 2). Dado los porcentajes
de errores mayores que 20% , concluimos que no pueden ser
consistentes los datos medidos, esto puede deberse a los cables
utilizados o incluso a los instrumentos utilizados en las
mediciones.
7. En el circuito RLC, el factor de potencia obtenido en la
respetiva práctica fue de 0.213. Dado que podemos tomar la
todos los elementos como una sola carga, el ángulo de desfase
entre la tensión y la corriente es el mismo ángulo que tome la
carga, es decir Z=1136<77.706°Ω, entonces el ángulo
equivale a 77.706°, por lo que podemos decir que la corriente
va en atraso a la tensión ya que el ángulo es positivo (Véase
Respuesta pregunta 2).Nuevamente debido al alto nivel de
porcentaje en la potencia activa y el factor de potencia (%
mayor que 20%) concluimos como inconsistentes las medidas
de potencia en este circuito.
Practica No 2.
1. Aunque el factor de potencia inicial fue alto (0.805), el
factor de potencia pudo ser corregido a tal punto de llevarlo a
casi la unidad (resultado 0.998), por lo que efectivamente si se
logro mejorar el factor de potencia. En este caso se utilizo un
elemento capacitivo, ya que como anteriormente se ha dicho,
la potencia reactiva de un capacitor es opuesta a la potencia
reactiva de un inductor hablando en sentido de orientación y
no de magnitud, y ya que en este caso lo que en sí queremos es
reducir la potencia reactiva del circuito y la potencia reactiva
era generada por un inductor, lo más lógico es colocar un
capacitor que tenga aproximadamente la misma magnitud para
que al sumarse (ya que se encuentran en serie) se anulen entre
ellas.
2. Al comparar los valores de la corriente, las tensiones y las
potencias antes y después de agregar el capacitor notamos
cambios significativos, pues al agregar el capacitor lo que
hicimos fue reducir el valor de la impedancia total, por lo que
al haber menor impedancia, hay mayor corriente, y asimismo
al haber mayor corriente hay un incremento en la tensión total,
de la potencia real y la aparente.
Por lo que si analizamos generalmente, el factor de potencia si
aumento, pero a su vez aumentaron otros valores de gran
importancia, esto en resumen no es de gran utilidad para quien
utiliza la energía ya que hay un incremente considerable en la
corriente lo que podría afectar los artefactos que no resistan tal
corriente, además de que la empresa que brinda la energía
tendría que conseguir cableado mucho más grueso, lo que
generaría costos.
3. El factor de potencia fue corregido considerablemente,
(hubo un aumento de casi 0.5 en el factor de potencia), y
análogamente a la pregunta anterior, por haber un inductor
generando potencia reactiva atrasada a la tensión, se le agrego
un capacitor el cual generaría una potencia reactiva adelantada
a la tensión la cual compensará todo el sistema.
4. Se puede observar una reducción en la corriente de todo el
sistema, ya que el factor de potencia aumento, hubo también
una disminución en la potencia reactiva, y las tensiones se
mantienen constantes, es decir que se cumple lo estudiado y
analizado en clase, y en conclusión resultó ser muy efectivo
para quien genera energía y para quien la utiliza.
IV. CONCLUSIONES
1. Para la aplicación de circuitos R, RL y RC, la
magnitud de las tensiones presentes, no exceden la magnitud
de la tensión aplicada como fuente, pero en el circuito RLC,
existen combinaciones de inductores y capacitores, que
generan magnitudes de tensión mayores, a la tensión aplicada
por la fuente, que puede ser vista por medio de un divisor de
tensión, donde la reactancia de mayor valor ya sea el capacitor
o el inductor, contra lo contenido en el denominador, visto de
forma polar, generara un resultado mayor a la unidad, por lo
que hay que tener cuidado al momento de realizar trabajos con
esta clase de circuitos.
2.
3. Para el caso de la corrección del factor de potencia en
paralelo, la corrección puede ser realizada fácilmente, a través
del uso de formulas fijas, gracias a que la tensión entre la
carga, y la carga que corrige el factor, son la misma, mientras
que en la corrección del factor de potencia en serie, al agregar
otro elemento en el mismo lazo, la tensión se reparte de
manera distinta, lo que dificulta mas su cálculo, y al generar
un cambio de tensión en la carga, puede que está entre en
sobre-esfuerzo, estableciendo la analogía con cierto
dispositivo, que trabaje a cierto nivel de tensión estipulado, y
una vez variada la tensión, la corriente también se vería
afectada, disminuyendo la vida útil de este.

7. Universidad del Norte. Díaz Jorge, Martínez Julio, Quintero Daniel, Simmonds Felipe. Potencia en CA. 7
REFERENCIAS
[1] http://ezproxy.uninorte.edu.co:3860/encyclopedia/default.
asp?idreg=8594&ruta=Buscador
[2] http://ezproxy.uninorte.edu.co:2051/doi/pdfplus/10.1201/
9781420028263.ch4
[3] Sadiku, Matthew N. O. (2006) “Elementos De
Electromagnetismo” 3ra edición.