Conceptos de potencia
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Materia: CIRCUITOS ELÉCTRICOS 2
Clave: T1U3A
Tarea 1: Definiciones de potencia
Alumnos: Silva García Miguel Ángel.
Fecha de realización: 23/Septiembre/2014
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Indicador A de competencia 3,
Potencia.
Silva García Miguel Ángel. Ingeniería Electrónica, Instituto Tecnológico de Celaya. Av.
Tecnológico Av. García Cubas s/n C.P. 38010, Celaya, Gto. México. [email protected]
Introducción
A menudo, una parte integral del análisis de
circuitos es la determinación de la potencia
entregada o la potencia absorbida (o ambas).
Se mide en watios (w) aunque es muy
común verla en Kilowatios (Kw).
Conceptos
1.- Potencia: capacidad para ejecutar algo o
producir un efecto, generalmente, se utiliza
en aquellas situaciones en las que se quiere
dar una noción de fuerza y poder.
2.- Potencia eléctrica: Es la relación de paso
de energía de un flujo por unidad de tiempo,
es decir, la cantidad de energía entregada o
absorbida por un elemento en un tiempo
determinado. La potencia eléctrica se
representa con la letra P y la unidad de
medida es el Vatio (Watt)
P= V * I
𝑃 = 𝐼2 ∗ 𝑅
𝑃 =𝑉2
𝑅
3.- Potencia instantánea: La potencia
instantánea que se suministra a cualquier
dispositivo está dada por el producto de la
tensión instantánea a través del dispositivo y
la corriente instantánea que circula por él. La
unidad de la potencia es el watt (W).
Si el dispositivo en cuestión consiste en una
resistencia R, entonces la potencia quizá se
exprese sólo en términos de su corriente o
nada más mediante la corriente o la tensión:
Si la tensión y la corriente se asocian con un
dispositivo que es completamente inductivo,
entonces:
donde se supone de manera arbitraria que la
tensión es cero en t = −∞. En el caso de un
capacitor;
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4.- Potencia real o activa: Es la porción de
la energía que, como promedio durante un
ciclo completo de la forma de onda de CA,
los resultados en la transferencia neta de
energía en una dirección se conoce como
potencia real y su unidad de medida es el
watt (W).
P= Potencia de consumo eléctrico, (W).
I= Intensidad de corriente que fluye por el
circuito.
Cos(Φ)= Valor del factor de potencia.
También puede calcularse de la siguiente
manera;
𝑃 =𝑉2
𝑅
P= R*I2
5.- Potencia reactiva: La parte imaginaria de
la potencia compleja se simboliza como Q y
se denomina potencia reactiva. Las
dimensiones de Q son las mismas que las de
la potencia real P, de la potencia compleja S,
y de la potencia aparente |S|. Para evitar
confusiones con estas otras cantidades, la
unidad de Q se define como volt-ampere-
reactivo (VAR). A partir de;
También se puede calcular de la siguiente
manera;
6.- Potencia compleja: La potencia compleja
se define con referencia a una tensión
senoidal general Veff = Veff/θ entre un par
de terminales y una corriente senoidal
general Ieff = Ieff_φ que fluye por una de las
terminales, de modo que cumple la
convención pasiva de signos, y su unidad es
volt-ampere (VA).
Si se inspecciona primero la forma polar o
exponencial de la potencia compleja;
resulta evidente que la magnitud de S,
VefIef, es la potencia aparente y el ángulo de
S, (θ − φ), es el ángulo FP (es decir, el
ángulo mediante el cual la tensión adelanta a
la corriente).
En forma rectangular, se tiene;
7.- Valor eficaz; La utilización del valor
eficaz simplifica también un poco la
expresión de la potencia promedio que
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entrega una corriente o una tensión senoidal,
al evitar el uso del factor 1/2. Por ejemplo, la
potencia promedio que se entrega a una
resistencia de R ohms a partir de una
corriente senoidal, se calcula mediante;
En razón de que Ieff = Im/√2, la potencia
promedio se escribirá como;
Las otras expresiones también se escribirían
en términos de valores eficaces:
8.- Teorema de Máxima Transferencia de
Potencia; El teorema de la máxima
transferencia de potencia establece lo
siguiente; “Una carga recibirá potencia
máxima de una red de cd lineal o bilateral
cuando su valor resistivo total sea
exactamente igual a la resistencia de
Thevenin de la red como es vista desde a
carga”.
Máxima Transferencia de Potencia, Carga
Resistiva
En el caso particular de que la carga sea una
resistencia Rc, se tiene ;
En este caso la potencia máxima transferida
será:
Máxima Transferencia de Potencia, Carga
arbitraria
Si el circuito de carga conectado es una
carga arbitraria, que no es necesariamente
una resistencia, la condición para máxima
transferencia sigue siendo que
Vcmax=Vth/2, aunque la resistencia de
carga sea diferente de Rth.
La potencia máxima transferida por el
circuito será:
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9.-Factor de potencia; El llamado triángulo
de potencias es la mejor forma de ver y
comprender de forma gráfica qué es el factor
de potencia o coseno de “fi” (Cos ) y su
estrecha relación con los restantes tipos de
potencia presentes en un circuito eléctrico de
corriente alterna.
Como se podrá observar en el triángulo de la
ilustración, el factor de potencia es la
relación existente entre la potencia real de
trabajo y la potencia total consumida por la
carga de un circuito eléctrico de corriente
alterna.
Esta relación también puede ser representada
por;
El resultado de esta operación será “1” o un
número fraccionario menor que “1”. Ese
número responde al valor de la función
trigonométrica “coseno”, equivalente a los
grados del ángulo que se forma entre las
potencias (P) y (S).
Si el número que se obtiene como resultado
de la operación matemática es un decimal
menor que “1”, dicho número representará el
factor de potencia correspondiente al
desfasaje en grados existente entre la
intensidad de la corriente eléctrica y la
tensión o voltaje en el circuito de corriente
alterna.
Bibliografía
William H. Hayt, Jr, Jack E.
Kemmerly, Steven M. Durbin,
“Análisis de circuitos en ingeniería”,
Mc Graw Hill, Séptima Edición.
Robert L. Boylestad, “Introducción al
análisis de circuitos”,Prentice Hall,
Décima Edición.
Dorf, Svoboda, “Circuitos eléctricos”
,Alfaomega, Sexta Edición.
http://www.asifunciona.com/respuesta
s/respuesta_2/respuestas_2.htm
http://centrodeartigos.com/articulos-
educativos/article_10095.html
http://wwwprof.uniandes.edu.co/~ant-
sala/cursos/FDC/Contenidos/06_Thev
enin_Norton_Maxima_Transferencia_
de_Potencia.pdf
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http://www.objetos.unam.mx/fisica/cir
cuitosElectricos/pdf/circuitos.pdf
