Curso de Electricidad texto 6
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Fundamentos de Electrotecnia 130
UNIDAD VI
"CIRCUITOS MONOFÁSICOS"
1. GENERACIÓN DE TENSIÓN MONOFÁSICA En la producción de tensión por inducción se obtiene tensión alterna, que produce corriente alterna en un circuito eléctrico cerrado. Véase Figura N° 1
Figura N° 1: Señal de corriente alterna. Las tensiones alternas se obtienen por inducción en los generadores. Para lo cual, se tienen 2 alternativas. - Se mueven los bobinados en un campo magnético o - Se mantienen los bobinados fijos y el campo magnético se mueve. De esta manera la tensión se obtiene por inducción y se distinguen dos tipos de fenómenos de inducción: a. La inducción por movimiento. b. La inducción en reposo. Se obtiene la tensión en un generador utilizando la inducción por movimiento (ver figura N° 2):
Fundamentos de Electrotecnia 131
Figura N° 2 Generador.
Al mover un imán permanente a través de una bobina de N vueltas varía el flujo magnético en la bobina en un determinado tiempo lo cual implica, según la ley de Faraday, que en los extremos de la bobina se obtenga tensión eléctrica. El valor de esta tensión dependerá de la rapidez con que varíe el flujo y el número de espiras. La ley de Faraday es:
Un generador se puede representar en forma simplificada por una espira que gira en un campo magnético en donde la velocidad de giro es constante y el campo magnético homogéneo (uniforme); la tensión eléctrica se obtiene mediante las dos escobillas de contacto, como muestra la figura N° 3 a continuación:
Figura N° 3: Modelo de un generador - Espira conductora girando en un
campo magnético.
t
N UINDUCIDA
N : N° de vueltas de la bobina ∆ф: variación del flujo ∆t : variación del tiempo
Fundamentos de Electrotecnia 132
1.1. Producción de la tensión alterna senoidal
En los generadores de corriente alterna Figura N° 4 (máquinas eléctricas con polos internos) un rotor que es una rueda polar generalmente con un devanado de excitación gira en un estator (inducido) con bobinas fijas. En la forma más sencilla de un generador el rotor tiene dos polos, esto es, un par polar (N-S); entonces dependiendo de la posición del rotor durante el giro se producirá una señal de tensión alterna senoidal.
Figura N° 4: Generación de una tensión alterna senoidal.
Tomando en consideración el alternador elemental representado en la fig. N° 5 mostrada a continuación en el cual se visualiza: - Bobina abcd. - de la bobina. - Anillos AA' acoplados solidariamente sobre el eje XX'.
Figura N° 5: a) Alternador de fuerza electromotriz (tensión o f.e.m.) b)
Ondas de flujo (ф) y f.e.m.
Fundamentos de Electrotecnia 133
Siendo el campo perpendicular al eje XX', el flujo que atraviesa la bobina en función del ángulo que forma su normal con la dirección del flujo es:
cos S B
Donde: B: Densidad de flujo magnético. S: Área formada por la bobina abcd.
: Desplazamiento angular de la bobina.
Al variar siempre el flujo concatenado con la bobina en función del coseno de su normal se obtiene una función cosenoidal para el flujo, tal como se muestra en la figura anterior parte (b). Por otro lado, si al variar el número de espiras a N vueltas, que giran a una velocidad angular uniforme, entonces:
cos N.B.S
wtcos ... SBN
Derivando la expresión anterior y tomando una variación:
wtSen ...t
WSBN
Según Faraday:
Entonces: e = - N.B.S. ∞. Sen ∞t
e: fuerza electromotriz senoidal instantánea (f.e.m.)
t N e e : Tensión inducida.
: Variación del flujo Magnético.
N : Número de vueltas
de la bobina.
t
Fundamentos de Electrotecnia 134
Si:
MAX = B.S
EMAX = N ∞ MAX e = - EMAX . sen ∞ t EMAX = fuerza electromotriz máxima
Si: sen ∞t = 1 Entonces: e = EMAX El signo negativo supone que se toma como sentido de la f.e.m. la asignada por Lenz teniendo como borne de salida el terminal A' de la bobina, reforzando el campo de esta manera. Lleva signo positivo si la f.e.m. se opusiera al campo como se aprecia en la fig. 6.6, donde se tiene por terminal de salida al borne A.
Figura N° 6: Obtención de una f.e.m. eAA'
El método más utilizado para generar electricidad es el empleo de alternadores con varios pares de polos en los que se pueden obtener ondas prácticamente senoidales a tensiones elevadas.
1.2. Representación grafica de una onda senoidal
Una onda senoidal es aquella expresión gráfica que representa a la función seno, donde: y = sen x En Física, la función seno se puede generar con un movimiento vibratorio armónico en una lámina, con las oscilaciones de un péndulo o las elongaciones de un muelle. El seno de un ángulo en un triángulo rectángulo se representa según la Fig. 6.7, si se desarrolla la tabla mostrada con los valores de los ángulos y los
Fundamentos de Electrotecnia 135
correspondientes valores del seno se puede observar que los senos de los ángulos entre 0° y 90° toman valores entre 0 y 1 de tal manera que los ángulos varían uniformemente y los senos no.
Figura N° 7: Función seno.
Cuadro N° 01
0° 10° 20° 30° 40° 50° 60° 70° 80° 90°
Sen 0 0,174 0,342 0,500 0,643 0,766 0,866 0,940 0,985 1,000
Graficando los valores de sen en función del ángulo ; de la tabla anterior se obtiene la figura N° 8:
Figura N° 8: Obtención y gráfica de una curva senoidal.
2. REPRESENTACIÓN VECTORIAL La cantidad de voltaje, corriente, potencia, resistencia y muchos otros valores numéricos se pueden representar mediante un símbolo gráfico llamado "vector". Para representar debidamente cantidades tales como la tensión y la corriente, el vector debe indicar tanto la magnitud (por medio de su longitud); como
Hipotenusa
Cateto
adyacente
Cateto opuesto
SenCateto opuesto
Cateto adyacente
Fundamentos de Electrotecnia 136
también debe incluir una punta de flecha que indique el sentido (fase) de dicha cantidad.
2.1. Gráfica Y Diagrama Vectorial
Se puede representar en la fig. N° 9 la relación entre sen para una tensión alterna senoidal en donde la hipotenusa se indica mediante una flecha (vector) que representa a la espira del generador elemental representando también la posición del rotor del generador elemental para diferentes ángulos.
Figura N° 9: Relación entre la gráfica y el diagrama vectorial. En la parte derecha de la Figura N° 9, se muestra la curva de tensión alterna
senoidal en función del ángulo de giro de la espira. En la parte izquierda se representa a la tensión mediante un vector que gira en sentido contrario al de las agujas del reloj en este diagrama se puede leer el valor de la tensión, para todos ángulos entre 0° y 360° pues es la proyección del vector tensión sobre el eje AB y que da lugar a los puntos de la función seno mostrada en dicha figura N° 9. Este tipo de diagramas se denomina Diagrama Vectorial.
Las gráficas y los diagramas vectoriales se emplean para representar gráficamente entre otros parámetros de señal alterna tensiones y corrientes alternas senoidales.
2.2. Componentes de una señal alterna
Para describir las magnitudes de una señal alterna es necesario emplear los siguientes conceptos (ver la figura N° 10):
Fundamentos de Electrotecnia 137
Figura N° 10: Componentes de una onda alterna senoidal.
Donde: Velocidad angular (∞) Angulo descrito en la unidad de tiempo, se puede
decir si en 1 es el vector AMAX
radianes en ts describirá radianes. La velocidad angular también recibe el nombre
de velocidad eléctrica o pulsación.
Ω = 2 f (rad/s) A los ángulos de la función senoidal se les llama ángulos eléctricos para distinguirlos de los regles o geométricos descritos por la espira o por el rotor de una máquina eléctrica.
Ciclo Es una oscilación completa de una señal alterna
periódica, que puede ser por ejemplo una tensión o una corriente alterna senoidal, como indica la Figura N° 11
Figura N° 11: Ciclo de una onda alterna senoidal
1 ciclo
1 ciclo
Fundamentos de Electrotecnia 138
Periodo (T) Es el tiempo que dura el ciclo UNIDAD: segundos (s)
Frecuencia (f) Indica el número de ciclos transcurridos en un
segundo. Unidad: Hertz (Hz)
Figura N° 12: Señal de tensión de 60 Hz.
F = 3 ciclos / 1/20 s = 60 ciclos / s = 60 Hz Ecuación de la curva senoidal: de la figura 6.10 se tiene:
A = AMAX sen ∞t = AMAX sen 2 ft ó
A = AMAX sen = AMAX sen t Ej.:
Si = 90° A = AMAX sen 90° sen 90° = 1 A = AMAX
Valor instantáneo: El valor instantáneo de una onda senoidal es el que
toma la ordenada en la fig. 6.10 punto (a) ó (b) es un instante determinado.
Hzs
ciclof
Unf
periodo
ciclo
Tf
1
3 ciclos
1/20 s
t
U
Fundamentos de Electrotecnia 139
Ej. En la figura N° 10. Si tomamos u = A u = tensión eléctrica
Si = 30° u = UMAX sen 30° = 2
1 UMAX
Si = 210° u = UMAX sen 210° = -2
1 UMAX
Valor Máximo El valor máximo se pica o se cresta de una onda
alterna senoidal fig. 6.10; es el que toma la ordenada máxima de dicha magnitud en el intervalo de tiempo considerado. En el caso de la onda senoidal el intervalo de tiempo considerado es un periodo.
Valor pico Se define como dos veces el valor máximo Ej. En la fig. 6.10 si A = U
Upp = 2 UMAX
Valor medio Es la media algebraica de los valores instantáneos durante un semiperiodo (semionda). También se puede decir que el valor medio es una ordenada tal que el área del rectángulo a que da lugar es igual al área del semiperiodo. En la figura N° 13
UMED: valor medio de la señal de tensión
Figura N° 13: Representación de los valores medio y máximo
picoMAXMAXMED U 637,0U 0.637 U 2
U
UMÁX U
MED
02
u
t
Fundamentos de Electrotecnia 140
Ejemplo: Si la tensión pico de un circuito es de 100 voltios
Entonces: UMED = 0,637 x 100 = 63,7 V
NOTA: Debe tenerse cuidado en no confundir el valor medio que es el promedio del medio ciclo; con el promedio de un ciclo compuesto. Puesto que ambos medios ciclos son idénticos. Siendo uno positivo y el otro negativo, el promedio sobre un ciclo completo sería cero.
Valor eficaz El valor eficaz de una tensión o corriente alterna es el que
en un circuito que sólo contenga resistencia, produce la misma cantidad de calor que la producida por una tensión ó corriente continua del mismo valor
Ejemplo: Una coeficiente alterna cuyo valor eficaz sea de la genera
el mismo calor en un una resistencia de 10 que una corriente continua de 1 A.
Al valor eficaz también se le llama raíz cuadrática media o rms pues se obtiene de la raíz cuadrada del valor medio de los cuadrados de todos los valores instantáneos de corriente o tensión, durante medio ciclo.
Figura N° 14: Valor eficaz de una onda senoidal de tensión
Uef = Umáx / 2 = 0,707 Umáx = 0,707 Upico
Ejemplo: Si la tensión pico de un circuito es de 100 V; el valor eficaz o rms es:
Uef = Urms = 0,707 x 100 = 70,7 V
u
t
Uef
Uef
-
+
Fundamentos de Electrotecnia 141
Esto significa que un resistor conectado a una fuente de señal alterna de 100 V producirá el mismo calor que si se colocara en una fuente de 70,7 V de señal continua.
2.3. Fase
La señal de salida de un generador de tensión alterna varía en forma de onda senoidal. Si dos de estos generadores se ponen a funcionar; cada uno generará una señal de salida senoidal completa después de una revolución. Si los generadores se hacen funcionar en el mismo instante y giran exactamente a la misma velocidad, las dos formas de onda comenzarán simultáneamente, alcanzarán sus valores máximos y pasarán por cero al mismo tiempo y también terminarán en el mismo instante. Entonces se dice que las dos ondas senoidales de tensión coinciden y están en fase. El término fase se usa para indicar la relación de tiempo entre tensiones y corrientes alternas. Por otro lado, cabe anotar, el que dos señales de tensión estén en fase no significa que sus magnitudes sean iguales. Las magnitudes máximas se alcanzan al mismo tiempo, pero sus valores pueden ser diferentes. La Figura N° 15 muestra dos ondas en fase (onda de tensión y onda de corriente).
Figura N° 15: Ondas de tensión en fase
Fundamentos de Electrotecnia 142
2.4. Desfase
Si un generador arranca después de otro, ambos girando a la misma velocidad, la señal de tensión alterna que genera alcanzará sus valores máximos y mínimos después de los valores correspondientes al otro generador; en este caso ambas señales están desfasadas o existe una diferencia de fase entre ambas. La magnitud de la diferencia de fase depende de cuánto atraso tenga una salida con respecto a la otra. La diferencia de fase se mide generalmente en grados, como muestra el ejemplo de la Figura N° 16
Figura N° 16: Ondas de tensión desfasadas
Los términos adelantado y atrasado se usan para definir las posiciones relativas en el tiempo de dos señales de tensión o de corriente que estén fuera de fase.
En la Figura N° 16 la onda de tensión "U" está adelantada con respecto a la onda de corriente "i".
2.5. Angulo de fase
Es el ángulo que existe entre dos magnitudes periódicas simples. Cuando se tiene una diferencia de fase entre dos magnitudes entonces se ha producido un desfase. En la Figura N° 17 se puede apreciar la representación vectorial y el desface de dos magnitudes senoidales
Fundamentos de Electrotecnia 143
. Figura N° 17: Ángulo de fase entre dos magnitudes senoidales.
En ángulo de fase ( ) es muy importante para la resolución de problemas en circuito de corriente alterna A la señal alterna senoidal se le asigna su valor absoluto y un sentido vectorial que indique en el tiempo si una magnitud está adelantado o atrasado con respecto a otra de referencia.
La Figura N° 17 muestra vectores giratorios considerados en un instante determinado, adoptando el sentido de giro positivo el contrario al de las agujas del reloj. En todo diagrama vectorial se debe referir una magnitud a otra o con respecto a un eje de referencia.
2.6. Representación vectorial y senoidal de dos ondas desfasadas
Teniendo en cuenta a la Figura N° 18 se tiene:
t
U
I
U
I
a)
t
U
b)
1U
U2
t
U
c)
1U
U2
En la Figura N° 17 (a) en el sentido de giro indicado el vector U
adelanta al vector I estando el vector U en el eje de las abscisas
teniendo este eje como referencia con un ángulo de 0 .
En la Figura N° 17 (b) el vector U1 adelanta al vector U2.
En la Figura N° 17 (c) el vector U2 está atrazado con respecto al vector U1
Fundamentos de Electrotecnia 144
Figura N° 18: Representación vectorial y senoidal del desfasaje de ondas de
tensión y corriente. Cuando un vector gira 360° (como sucede en una onda senoidal) se le aplica el nombre de fasor. Puesto que una onda senoidal se puede representar con un solo fasor, se pueden usar dos fasores para representar dos ondas senoidales, como muestra la Figura N° 18
3. PARÁMETROS RLC Los efectos que produce la corriente alterna en régimen permanente, dependen de la naturaleza de los elementos pasivos del circuito. Los componentes de un circuito eléctrico pueden ser resistivos puros, inductivos puros, capacitivos o la combinación de ellos.
3.1. Resistencia en un circuito de corriente alterna
A la oposición que presenta un componente resistivo o la resistencia que opone un conductor al paso de una señal continua de corriente. Se le llama resistencia óhmicos. Una resistencia que produce el mismo efecto en un circuito de corriente alterna y en un circuito de corriente continua recibe el hombre de resistencia eficaz. Por ejemplo, las lámparas de incandescencia, calefacciones eléctricas, hornillas de cocina, resistencias de película de carbón son resistencias eficaces. La corriente alterna produce los mismos efectos que la corriente continua, en una resistencia eficaz. En toda la resistencia eficaz se produce calor al circular la corriente.
u
I
I
u
U = Umax . sen t
I = Imax . sen( t - )
eje de referencia
Fundamentos de Electrotecnia 145
La resistencia eficaz también recibe el nombre de resistencia ohmica y en circuitos de corriente alterna pueden ser calculadas según la ley de Ohm. En la resistencia eficaz la tensión y la corriente están en fase. En la Figura N° 19 se muestra un circuito resistivo y sus correspondientes diagramas vectoriales y lineales.
Figura N° 19: Circuito resistivo de corriente alterna
De la Figura N° 19 se tiene:
AO I I
V O U U
0
RR
Aplicando la Ley de Ohm
I
UR
I
UUUR
0 0 I
0 R
I
3.2. Bobina en un circuito de corriente alterna
Las bobinas se encuentran en muchos campos de la electrotecnia; por ejemplo en los devanados de motores, generadores y transformadores.
3.2.1. Inductancia de la bobina (L)
La inductancia es la propiedad de un circuito o elemento de un circuito para retardar el cambio en la corriente que circula por él. Es decir, retarda la variación de la intensidad de la corriente; este retardo va acompañado por la absorción o cesión de energía y se asocia con la variación en la magnitud del campo magnético que rodea a los conductores.
Fundamentos de Electrotecnia 146
Cuando varía la intensidad de la corriente en la bobina aparecerá simultáneamente un campo magnético variable, lo que provocará un fenómeno de inducción (Ley de Faraday). La nueva tensión inducida se opone a la tensión exterior, (Ley de Lenz). La tensión inducida es debida a la variación de la corriente en la bobina y se le denomina tensión de autoinducción. El parámetro característico de una bobina es su inductividad o inductancia L. En la inductancia L se resumen todos los factores de influencia que se originan de la estructura de construcción de una bobina.
lm
A ..N L 2
ro
Heney ) (H H 1A
Vs 1 A INDUCTANCI :L
N : Número de espiras de la bobina.
o : Constante de campo.
r : Índice de permeabilidad. A : Superficie de flujo magnético. lm : Longitud media de las líneas de campo. La tensión de autoinducción se puede representar por:
t
I . L
Según la relación una bobina tiene inductividad L = 1 H, cuando una variación de la corriente de ΔI = 1 amperio en 1 segundo genera una tensión de autoinducción de 1 voltio. En la Figura N° 20 se aprecian ejemplos de algunos inductores
Fundamentos de Electrotecnia 147
Figura N° 20: Bobinas inductoras.
3.2.2. Reactancia Inductiva
La inductancia de un circuito retarda el aumento o disminución de la corriente, pero no limita el cambio. La frecuencia limita la amplitud de la corriente en un valor igual a
∞L= 2 f L ohmios.
Donde:
Si f aumenta XL aumenta
Si f disminuye XL disminuye
En corriente continua la f = 0 Hz entonces XL = 0. En la Figura N° 21 se puede apreciar una bobina en un circuito de corriente alterna y sus respectivas ondas de tensión y corriente.
XL = W L = 2 f L
f Hz
L H
XL
Fundamentos de Electrotecnia 148
Figura N° 21: Circuito inductivo de corriente alterna Un circuito inductivo puro corresponde a una bobina o devanado en el que su resistencia óhmica es nula, es decir, se tiene inductancia pura, en un circuito de estas características la corriente alterna I está atrasada 90° con respecto a la tensión U correspondiente en la bobina. En la Figura N° 22 se observa el diagrama vectorial de un circuito puramente inductivo y se cumplen las siguientes relaciones:
Figura N° 22: Diagrama vectorial de un circuito inductivo.
Fundamentos de Electrotecnia 149
XL = 2 fL
90 X IU
900 IX 90 X I 90 X x0 I U
XL I U OHM deLey la Por
V 90 U U
.referencia de v ector como tomado a 0 I I
90 X X
L
LLL
LL
El comportamiento resistivo de la bobina depende del tipo de tensión aplicada. Con tensión continua sólo aparece la resistencia del conductor de cobre (Rcu) debido al bobinado. Con tensión alterna se tendrá una resistencia diferente llamada IMPEDANCIA (z). En la Figura N° 23 se puede ver los componentes de la impedancia y el circuito equivalente de una bobina.
Figura N° 23: Impedancia (Z) de una bobina
Debido a esta resistencia llamada también de pérdidas, el ángulo de desfasaje entre la tensión y la corriente en una bobina real ya no es exactamente 90°, sino que es siempre un poco menor a 90°. La componente reactiva XL tiene un valor cuando la bobina está sometida a una determinada frecuencia f.
4. POTENCIA DE LA CORRIENTE ALTERNA
Si se monta una resistencia eficaz, por ejemplo un calentador, en un circuito de corriente alterna, la tensión y la corriente están en fase (Figura N° 24a). Multiplicando los valores instantáneos correspondientes de la tensión y de la corriente se obtiene un valor instantáneo de la potencia de la corriente alterna.
Fundamentos de Electrotecnia 150
La curva de potencia es siempre positiva, ya que la potencia y la corriente en una resistencia eficaz son siempre simultáneamente positivas o negativas. Potencia positiva significa que la potencia es transferida del generador al consumidor. La potencia tiene una frecuencia doble que la tensión. A causa de la frecuencia doble, la potencia no puede ser representada en el mismo gráfico de vectores que la corriente y la tensión.
La potencia de la corriente alterna tiene el valor máximo --
i . u y puede ser transformada en una potencia de corriente continua del mismo valor, llamada potencia activa P, mediante una transformación de superficies. Con una resistencia eficaz, la potencia activa es la mitad del valor máximo de la potencia.
efef efef
-
I . U I . 2 . U . 2 . 2
1 l . u .
2
1P
En caso de una resistencia activa, la potencia activa es igual al producto de la tensión por la corriente. Para la determinación de la potencia de la corriente alterna se opera siempre con los valores eficaces. Al multiplicar los valores de las medidas de la corriente y la tensión con diferencia de fase, se obtiene una potencia aparente. Esta potencia aparente S se mide en voltamperes. S potencia aparente en VA U potencia en V I corriente en A
Al existir una diferencia de fase, la potencia activa P indicada por el medidor de potencia es siempre menor que la potencia aparente calculada S.
Los medidores de potencia indican la potencia activa.
Si en un circuito alterno se dispone, por ejemplo, una bobina, que puede ser considerada como el montaje en serie de una inductancia pura y una resistencia eficaz, deben ser distinguidas tres clases de potencias. Además de la potencia aparente S (o potencia total), en la resistencia eficaz aparece la potencia activa P y en la reactancia inductiva XL la potencia reactiva Q. Para la potencia reactiva se introduce la unidad var* (kvar). * Var = voltampere reactivo.
Si entre la potencia y la corriente existe una diferencia de fase de 90º (Fig. N° 24b), las porciones de superficie positivas son iguales que las negativas. Entonces la potencia activa se nula. Potencia negativa significa suministro de la potencia. Durante un período es devuelta energía dos veces de la bobina al generador. Entonces toda la energía oscila entre el generador y el consumidor.
S = U. I
Fundamentos de Electrotecnia 151
Si existe una diferencia de fase entre 0º y 90º (Fig. N° 24c), la multiplicación de los valores instantáneos u e i proporciona una curva de potencia con mayor superficie en la parte superior del eje de tiempos.
Triángulo de potencias
Las potencias también pueden ser representadas en un triángulo rectángulo. En un circuito en serie de resistencia eficaz y reactancia inductiva, el triángulo de potencias es semejante al triángulo de tensiones, ya que en las ecuaciones de la potencia S = U. I y P = UW. I y Q = UbL . I, aparece siempre la misma corriente I S potencia aparente en VA Q potencia reactiva en VAR P potencia activa en W
22 Q + P=S 22 P + S=Q 22 Q + S=P
El ángulo de un triángulo rectángulo pueden ser calculados con ayuda de las funciones trigonométricas seno y coseno. En un triángulo rectángulo el lado mayor se llama hipotenusa, el lado situado
frente al ángulo es el llamado cateto opuesto y el otro lado es el cateto adyacente.
Seno = hipotenusa
catetoopuesto Coseno =
hipotenusa
catetoadyacente
En el triángulo de potencias la hipotenusa representa la potencia aparente, el cateto adyacente la potencia activa y el otro cateto la potencia reactiva
Coseno = VA en aparente
W en activa
potencia
potencia Cos =
S
P
P = S . cos
P = U . I . cos
La potencia activa es el producto de la tensión por la corriente y por el coseno
de
S = U. I
Potencia eficaz P
Po
ten
cia
re
act
iva
Q
Potencia aparente S
Fundamentos de Electrotecnia 152
Tomando la función seno, se obtiene:
Seno = VAen aparente potencia
var en inductiva potenciaCos =
S
P
Q = S. sen Q = U. I . sen
La potencia reactiva es el producto de la tensión por la corriente y por el
seno de . Factor de potencia
La relación entre potencia activa y potencia aparente se denomina factor de potencia o factor de eficacia.
Factor de potencia = aparente potencia
eficaz potencia
En la corriente senoidal el factor de potencia coincide con el cos . El factor de potencia es una medida que permite calcular la potencia aparente que es transformada en potencia eficaz.
Potencia aparente = potencia de factor
eficaz potencia
Con potencia activa constante, la potencia y con ella la corriente es tanto
mayor cuanto menor es el cos .
Fundamentos de Electrotecnia 153
Figura N° 24: Potencia en la corriente alterna
Fundamentos de Electrotecnia 154
5. PRUEBA DE AUTOCOMPROBACIÓN
1. ¿Cuánto desfasaje existe entre la onda de tensión y la de corriente en un circuito puramente resistivo?
2. Según Faraday ¿de qué depende la tensión inducida en una bobina? 3. ¿A qué que se denomina “frecuencia” de una onda? 4. En una onda de tensión senoidal ¿cuál es mayor: la tensión media o la
tensión eficaz? 5. ¿De qué depende la reactancia en una bobina? 6. ¿En qué unidades se expresa la potencia eficaz (o activa), la potencia
inductiva (o reactiva) y la aparente? 7. ¿Cuánto vale el factor de potencia en un circuito puramente resistivo? 8. ¿Cuánta corriente consume un motor monofásico de 220V, ½ HP y factor
de potencia igual a 0,7? 9. Mencione algunas cargas predominantemente resistivas. 10. La corriente alterna que circula por una bobina, ¿está adelantada o atrasada
a la tensión?
Fundamentos de Electrotecnia 155
6. RESPUESTAS A LA PRUEBA DE AUTOCOMPROBACIÓN
1. Cero, no hay desfasaje ( = Oº). 2. Del número de espiras y la rapidez con que varíe el flujo magnético en la
bobina. 3. Al número de ciclos transcurridos en un segundo. 4. La tensión eficaz:
MAXMAXEF U707,0=2/U=U
UMED = 2UMAX/ = 0,6337 UMAX
5. De la inductancia y la frecuencia (XL = 2 L) 6. En KW, KVAR y KVA. 7. Uno 8. 2,42 A. 9. Lámparas incandescentes, hornillas de cocina, resistores de carbón,
calentador de agua, etc. 10. La corriente está atrasada respecto a la tensión.