El documento describe conceptos básicos de electrodinámica que se presentarán a los padres de familia. Explica factores como el factor de potencia, métodos para corregirlo, definiciones de potencia activa, reactiva y aparente, así como asociaciones de condensadores y cálculos de consumo de aparatos eléctricos. El objetivo es brindar a los padres conocimientos básicos sobre cómo funciona la electrodinámica en la vida diaria.

1. PROYECTO 3°
PARCIAL
Electrodinámica
Describiremos conceptos básicos de electrodinámica a los padres de familia
con el fin de que tengan un conocimiento de cómo funciona la
electrodinámica en la vida diaria.
17-11-2011

2. Índice
CONTENIDO
FACTOR DE POTENCIA ............................................................................................................3
¿Por qué existe un bajo factor de potencia? .........................................................................3
Método para corregir el factor de potencia en cargas inductivas ........................................... 4
Potencia activa: ....................................................................................................................... 5
Potencia reactiva: .................................................................................................................... 5
Potencia aparente: .................................................................................................................. 5
Condensadores en paralelo ................................................................................................... 6
Condensadores en serie......................................................................................................... 6
Anexo 1 ........................................................................................................................................ 7
Símbolos eléctricos .................................................................................................................. 7
CONSUMO MENSUAL DE APARATOS ELÉCTRICOS ............................................................ 8
Aparatos eléctricos de consumo bajo. .................................................................................. 8
Aparatos eléctricos de consumo medio ................................................................................ 9
Aparatos eléctricos de consumo alto..................................................................................... 9
COMO CALCULAR EL CONSUMO DE ENERGÍA EN EL HOGAR .................................... 9
CONCLUSIONES: ..................................................................................................................... 10
BIBLIOGRAFÍA .......................................................................................................................... 10
INTEGRANTES .......................................................................................................................... 10
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4. FACTOR DE POTENCIA
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.
Sea que el factor de potencia debe tratarse que coincida con el coseno phi pero no es lo
mismo.
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. 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).
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.
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.
Todas estas cargas industriales necesitan de corrientes reactivas para su operación.
¿Por qué existe un bajo factor de potencia?
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:
 Un gran número de motores.
 Presencia de equipos de refrigeración y aire acondicionado.
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5.  Una sub-utilización de la capacidad instalada en equipos electromecánicos, por una
mala planificación y operación en el sistema eléctrico de la industria.
 Un mal estado físico de la red eléctrica y de los equipos de la industria.
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
En muchas instalaciones eléctricas de la industria, hay grandes consumos de corriente.
Este consumo se agrava más cuando se trabaja con muchos motores (carga inductiva),
que causan que exista un gran consumo de corriente reactiva que normalmente es
penalizada por las empresas que distribuyen energía.
Cuando esta situación se presenta, se dice que tenemos un bajo factor de potencia.
El siguiente, es un método para lograr mejorar el factor de potencia, reducir el consumo
de corriente y evitar cualquier penalización
Método para corregir el factor de potencia en cargas inductivas
Se coloca en paralelo con la carga a conectar (motor / motores) (motores de corriente
alterna) y directamente con la tensión de alimentación, un banco de capacitores (grupo o
batería de capacitores) para compensar el efecto de la carga inductiva (los motores, etc.)
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6. dónde:
- φ es el ángulo de desfasamiento de la corriente del motor (Im) con respecto al eje x
- Q es una corriente reactiva que produce pérdidas y no es deseable, por lo tanto hay que
minimizarla
Entonces, tomando como ejemplo un motor trifásico ó monofásico (carga equilibrada
arriba)
Estos datos pueden tomarse en cuenta para la colocación de un banco de condensadores
para corregir el factor de potencia y así reducir la corriente de alimentación o acometida
principal como también cargas parciales.
Potencia activa:
Es la que efectivamente se aprovecha como potencia útil en el
eje de un motor, la que se transforma en calor en la resistencia de un calefactor, etc.
P = U. I. cos ϕ
Potencia reactiva:
Es la que los campos magnéticos de los motores, de los reactores ó balastos de
iluminación etc. intercambian con la red sin significar un consumo de
Potencia activa en forma directa.
Q =U . I .sen ϕ
Potencia aparente:
Es la que resulta de considerar la tensión aplicada al consumo
y la corriente que éste demanda, esta potencia es lo que limita la utilización de
transformadores,
Líneas de alimentación y demás elementos componentes de los circuitos eléctricos.
S = U. I
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7. Efectuadas las definiciones de las potencias y teniendo en cuenta que tanto en las
instalaciones industriales como comerciales y residenciales, el tipo de consumo
Es preponderantemente inductivo puede decirse que el diagrama fasorial de un consumo
Tipo, teniendo en cuenta las potencias será el de la figura 2:
ASOCIACIÓN DE CAPACIDADES.
Vimos en el tema anterior que la asociación en serie y paralelo es una herramienta muy
poderosa para simplificar circuitos. Veremos cómo se realizan estas asociaciones con
condensadores.
Condensadores en paralelo
El valor del condensador equivalente (Ceq) de N condensadores conectados en paralelo
(C1, C1,... CN) es la suma de los valores individuales (figura 7).
Ceq=C1+C2+....+CN
Condensadores en serie
La capacidad equivalente (Ceq) de N condensadores conectados en serie (C1,
C1,... CN) sigue la siguiente expresión (figura 8):
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8. Anexo 1
SIMBOLOGÍA ELÉCTRICA DE LA ELECTRICIDAD
Símbolos eléctricos
Arbotante. Caja para meter alambres Caja de conexión Caja para soporte
de los cables Capacitor Chispero
Contador eléctrico Control de Motor Cordón colgante Corta
circuito Devanado Colocado sobre la línea de un ramal indica dos alambres
Interruptor de aceite dos polos Interruptor de cadenilla Interruptor con
llave Interruptor de cuatro vías Interruptor de dos polos Interruptor de
tres vías Interruptor de un polo Lámpara de arco Lámpara
incandescente Lámpara de techo Luz para salida de emergencia Motor
Motor o generador, depende de la letra que se indica en el medio. Pararrayos
Portalámpara en la pared Portalámpara en el techo Ramal descubierto
Ramal oculto bajo el piso Ramal oculto en el techo Reactor Reloj
Resistencia Tablero de calefacción Tablero de fuerza Tablero de
luz Timbre Tomacorriente doble Tomacorriente en el piso
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9. Tomacorriente sencillo Tomas especiales, según se describe en las especificaciones
Toma para ventilador en la pared Toma para ventilador en el techo
Transformador
Transformador
CONSUMO MENSUAL DE APARATOS ELÉCTRICOS
Las siguientes tablas se refieren a aparatos eléctricos de uso común en casas,
departamentos y condominios.
Los watts y los tiempos de uso se refieren a un promedio de los valores más
comunes de los aparatos considerados en estas tablas.
Aparatos eléctricos de consumo bajo.
Aparato Watts Tiempo promedio de uso Consumo mensual
Abrelatas 60 W 15 min. por semana 0.06 KWh
Licuadora 60 W 3 min. por día 0.09 KWh
Estéreo o Modular 75 W 1hr. cada 3er. día 0.75 KWh
Reloj 2W uso continuo 24 hrs. 1.5 KWh
Secadora de Pelo 300 W 10 min. por día 1.5 KWh
Batidora 200 W 2hrs. por semana 1.6 KWh
2 Lámparas Fluorescentes 10 W 4 hrs. por día 2.4 KWh
Máquina de coser 125 W 2 hrs. cada 3er. día 2.5 KWh
Videocasetera 75 W 12 hrs. por semana 3.6 KWh
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10. Aparatos eléctricos de consumo medio
Aparato Watts Tiempo promedio de uso Consumo mensual
Aspiradora 540 W 2 hrs. por semana 4.3 KWh
Tostador 1,100 W 10 min. por día 5.5 KWh
Lavadora 400 W 30 min. por día 6 KWh
Horno de Microondas 1,000 W 15 min. por día 7.5 KWh
Plancha 1,000 W 30 min. por día 15 KWh
8 Focos Fluoresc. compactos 15 W 5 hrs. por día 18 KWh
Radio 100 W 6 hrs. por día 18 KWh
Cafetera 850 W 1 hr. por día 25.5 KWh
Computadora 350 W 3 hrs. por día 32 KWh
T.V. Mediana 200 W 6 hrs. por día 36KWh
Aparatos eléctricos de consumo alto
Aparato Watts Tiempo promedio de uso Consumo mensual
Abanico 170 W 10 hrs. por día 51 KWh
T.V. Color 300 W 6 hrs. por día 54 KWh
8 focos incandescentes 60 W 5 hrs. por día 72 KWh
Secadora de ropa 5,600 W 4 hrs. por semana 90 KWh
Refrigerador 440 W 8 hrs. por día 106 KWh
Congelador 300 W 12 hrs. por día 108 KWh
Cooler 400 W 20 hrs. por día 240 KWh
Aparato de Ventana 2,200 W 13 hrs. por día 858 KWh
Refrigeración Central 4 Ton. 7,800 W 13 hrs. por día 3,042 KWh
Refrigeración Central 5 Ton. 9,100 W 13 hrs. por día 3,549 KWh
COMO CALCULAR EL CONSUMO DE ENERGÍA EN EL HOGAR
Para calcular en forma eficiente el consumo eléctrico del hogar, debo sumar los
consumos individuales de los artefactos a los que estoy sometiendo el circuito y
dividirlos por el voltaje. Esto dará como resultado la corriente que estoy
consumiendo y a la cual estoy sometiendo el circuito.
El primer paso para hacer que su hogar sea eficiente en el consumo de energía
es el entender en dónde se usa. Se puede lograr un gran impacto en la reducción
de su recibo enfocándose en las áreas de mayor consumo.
Por ejemplo: El televisor tiene un consumo de 50 watts, la lavadora consume 800
watts, el microondas 1.200 watts, una secadora 1.800 watts, más 10 ampolletas
de 100 watts cada una que equivalen a 1.000 watts. (en los catálogos y en las
placas de los artefactos está descrito su consumo)
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11. La suma anterior (50 + 800 + 1.200 + 1.800 + 1.000) da un consumo total de 4.850
watts, lo que dividido por el voltaje de la casa (220 voltios) da un consumo de 22
Amperes.
Al comprar un electrodoméstico hay que fijarse muy bien en las indicaciones de
consumo de electricidad.
Los electrodomésticos tienen mucha importancia en el ahorro de energía. Conocer
el consumo mensual de los artefactos electrodomésticos es de gran importancia.
CONCLUSIONES:
Los padres de familia tendrán un básico conocimiento de la electrodinámica en la vida
Cotidiana para poder comprender algunos de estos fenómenos físicos.
BIBLIOGRAFÍA
www.ilustrados.com/tema/4586/Factor-potencia.html
INTEGRANTES
Pedro Tenorio
Angélica margarita Ruiz
París García
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