El documento explica el factor de potencia, la relación entre la potencia activa y aparente en una instalación eléctrica. Un bajo factor de potencia requiere cables más grandes y equipos más grandes, mientras que un factor de potencia más alto optimiza la instalación de manera técnica y económica. El documento también describe cómo mejorar el factor de potencia mediante la conexión de bancos de condensadores o inductancias.

1. Factor de potencia

2. El Factor de Potencia (FP) es la relación entre las
Potencias Activa (P) y Aparente (S). Si la onda de
corriente alterna es perfectamente senoidal, FP y
Cosφ coinciden.

3. Si la onda no fuese perfecta S no estaría únicamente compuesta por P y Q, sino
que aparecería una tercera componente suma de todas las potencias que genera
la distorsión. A esta componente de distorsión le llamaremos D.

4. La importancia de factor
del potencia

5. Primer receptor:
Para comprender la importancia del factor de potencia se van a considerar dos
receptores con la misma potencia, 1000W, conectados a la misma tensión de
230V, pero el primero con un f.d.p. alto cos 1=0.96 y el segundo con uno bajo
cos = 0.25
Segundo receptor:

6. Con estos resultados podemos concluir:
Un f.d.p muy bajo comparado con uno alto con una misma potencia, necesitara
un mayor calibre de cable.
La potencia aparente es un poco mayor cuando el f.d.p. es menor, lo que
origina un aumento de dimensiones

7. Optimación tecno-económica de la instalación
Un buen factor de potencia permite optimizar técnico y económicamente una
instalación. Evita el sobredimensionamiento de algunos equipos y mejora su
utilización. Factor multiplicador de la sección de los cables en función del cos
Φ.
Factor 1 1,25 1,67 2,5
Coseno de Φ 1 0,8 0,6 0,4

8. Beneficios
A. Disminución de la sección de los cables
B. Disminución de las pérdidas en las líneas
C. Reducción de la caída de tensión
D. Aumento de la potencia disponible

9. Influencia del tipo de cargas

10. El valor del f.d.p. viene determinado por el tipo de cargas conectadas en una
instalación. De acuerdo con su definición, el factor de potencia es adimensional
y solamente puede tomar valores entre 0 y 1 (cos (φ)). En un circuito resistivo
puro recorrido por una corriente alterna, la intensidad y la tensión están en fase
(φ = 0), esto es, cambian de polaridad en el mismo instante en cada ciclo,
siendo por lo tanto el factor de potencia es 1. Por otro lado, en un circuito
reactivo puro, la intensidad y la tensión están en cuadratura (φ=90º) siendo el
valor del f.d.p. igual a cero, y si es un circuito inductivo φ < 0.

11. En realidad los circuitos no pueden ser puramente resistivos ni reactivos,
observándose desfases, más o menos significativos, entre las formas de onda de
la corriente y la tensión. Así, cuando el f.d.p. está cercano a la unidad, se dirá
que es un circuito fuertemente resistivo por lo que su f.d.p. es alto, mientras
cuando está cercano a cero se dirá fuertemente reactivo y su f.d.p. es bajo.
Cuando el circuito sea de carácter inductivo, caso más común, se hablará de un
f.d.p. en atraso, mientras que se dice en adelanto cuando lo es de carácter
capacitivo.
Las cargas inductivas, tales como; transformadores, motores de inducción y, en
general, cualquier tipo de inductancia (tal como las que acompañan a las
lámparas fluorescentes) generan potencia inductiva con la intensidad retrasada
respecto a la tensión.

12. Esta práctica es conocida como mejora o corrección del factor de potencia y se
realiza mediante la conexión a través de conmutadores, en general automáticos,
de bancos de condensadores o de inductancias, según sea el caso el tipo de
cargas que tenga la instalación. Por ejemplo, el efecto inductivo de las cargas de
motores puede ser corregido localmente mediante la conexión de
condensadores. En determinadas ocasiones pueden instalarse motores
síncronos con los que se puede inyectar potencia capacitiva o reactiva con tan
solo variar la corriente de excitación del motor
Mejora del factor de potencia

13. Supongamos una instalación de tipo inductivo cuyas potencias P, Q y S forma el
triángulo de la figura 1. Si se desea mejora el cosφ a otro mejor cosφ', sin variar la
potencia activa P, se deberán conectar un banco de condensadores en paralelo a la
entrada de la instalación para generar una potencia reactiva Qc de signo contrario
al de Q, para así obtener una potencia reactiva final Qf. Analíticamente:
Por un lado
Y análogamente
Luego,
Donde ω es la pulsación y C la capacidad de la batería de condensadores que permitirá la
mejora del f.d.p. al valor deseado. Sustituyendo en la primera igualdad,
De donde

14. https://www.youtube.com/watch?v=Doq0Hq
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