Hay una diferencia entre la energía que se convierte en trabajo y la energía eléctrica que se suministra.
Y la relación entre estas dos cantidades se llama: factor de potencia
En otras palabras: Factor de potencia es el cociente entre la voltaje total aplicado a un circuito y el voltaje en la parte resistiva del mismo.
También se llama factor de potencia al:
- Coseno del ángulo (cos0) entre los vectores de potencia aparente y potencia real.
- Coseno del ángulo (cos0) entre los vectores de Impedancia y resistencial.
Ver los gráficos más abajo:
La potencia en corriente alterna, consumida por una un circuito con elementos resistivos (resistencias) y reactivos (capacitores y/o inductores) se puede obtener con las siguientes fórmulas:
P = I x V x (factor de potencia) ó
P = IRMS x VRMS x (factor de potencia)
Nota: RMS se refiere a valores efectivos. Ver: Valor RMS, Valor Pico, Valor Promedio
Ver el siguiente circuito y el correspondiente diagrama fasorial. (a pesar de que el diagrama representa un valor inductivo, el procedimiento es válido en sentido general)
En la resistencia R la corriente está en fase con la tensión en la resistencia VR y se sabe que la potencia (potencia real) que se disipa en una impedancia (R + jX), se debe solo a la resistencia.
Entonces: P = I x VR
Del diagrama fasorial:
VR = V cos(0) y …
Combinando las dos últimas fórmulas se obtiene: P = I x Vcos(0)
Comparando esta última ecuación con la expresión: P = I x V x factor de potencia, se deduce que:
Factor de potencia = cos(0)
Donde 0 es el ángulo de fase de la impedancia o lo que es lo mismo el ángulo entre la tensión y la corriente en el circuito.
Entonces:
Factor de potencia = f.p. = cos(0) = VR / V = R / |Z|
Donde: |Z| significa: el valor absoluto de Z. (El valor de Z es siempre positivo, sin tomar en cuenta el signo)
El valor del ángulo siempre estará entre:
- 0º: Cuando entre V e I no hay desfase (circuito totalmente resistivo).
Cos(0) = 1. Factor de potencia = 1
- 90º: Cuando entre V e I hay un desfase de 90º (circuito totalmente reactivo).
Cos(0) = 0. Factor de potencia = 0
Lo normal es mantener el factor de potencia lo más alto posible donde cos(0) tienda a “1” (lo más resistivo posible).
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