Determinación del factor de potencia
En el motor eléctrico, así como en el transformador, es necesario crear un campo magnético para su funcionamiento. Este campo en los circuitos de corriente alterna varía de manera sinusoidal y la energía asociada con él fluye desde el generador al pantógrafo durante medio período y regresa al generador durante el siguiente medio período.
Esta energía se llama energía reactiva. Su flujo se manifiesta en forma de una corriente adicional que va a la zaga del voltaje, como se muestra en la Fig. 1, curva c. Esta corriente que fluye del generador al receptor y viceversa no produce trabajo útil, sino que solo provoca un calentamiento adicional de los cables, es decir, pérdidas adicionales de energía activa.
Lea más sobre la potencia reactiva aquí: Fuente de alimentación de CA y pérdidas de energía
Las corrientes activa y reactiva que fluyen en el cable se suman a una corriente total que se mide con un amperímetro. El producto de esta corriente y voltaje totales se llama potencia aparente.
La relación entre la potencia activa y la potencia total se denomina factor de potencia... Para facilitar los cálculos técnicos, el factor de potencia se expresa como coseno del ángulo condicional «phi» (porqueφ).
A diferentes cargas, el factor de potencia promedio se determina durante un período de tiempo. Para determinar el factor de potencia, se utilizan las lecturas de los medidores activos y reactivos, lo que le permite conocer el valor promedio ponderado de tgφ para todo el período durante el cual se consumió energía.
Si dividimos el consumo de energía reactiva por el consumo de energía activa, obtenemos un valor llamado tangente "phi":
tgφ = Wreacción /WAct
Determinación de tgφcf, encuentre el valor de cosφ.
El valor del factor de potencia también se puede determinar a partir de las lecturas del voltímetro, amperímetro y vatímetro de acuerdo con las siguientes fórmulas:
para corriente monofásica cosφ = P / UI
para corriente trifásica cosφ = P /(1.73UlinAzlin)
Arroz. 1. Cambio de fase entre corriente y voltaje: a — curva de voltaje, b — curva de corriente activa, c — curva de corriente capacitiva, d — curva de corriente inductiva
El factor de potencia se puede determinar utilizando un medidor de fasores. Para más detalles ver aquí: Cómo medir el factor de potencia
Determinación del cosφ con una pinza eléctrica
Es posible determinar el factor de potencia de receptores eléctricos individuales o secciones de la red con una carga que cambia ligeramente utilizando medidores de fase o vatímetros. Sin embargo, estos métodos son difíciles porque requieren la interrupción de circuitos de corriente y para instalaciones de alta potencia es necesario incluir transformadores de corriente.
Para medir el cosφ sin interrumpir el circuito de corriente, se utiliza un método que utiliza una pinza amperimétrica eléctrica tipo D90.
Pinza de medición D90
En circuitos trifásicos con carga equilibrada, la potencia se mide en una fase. Para ello, uno de los hilos de la línea se cubre con el circuito magnético de la pinza, el terminal del generador del circuito paralelo del vatímetro se conecta a la misma fase, y el segundo al hilo neutro. Luego, con una pinza tipo Ts91 o Ts4505, se mide la corriente en la fase y la tensión de fase.
El factor de potencia se calcula mediante la fórmula: cosφ = P / UI
Se deben observar medidas de seguridad cuando se trabaja con pinzas de medición.