Energia reactiva, armonicos, factor de potencia y condensadores.

Buenas tardes.

Tengo unas dudas, a ver si me podeis resolver, que por aqui se sabe mucho.

La idea es que los consumidores tipo luces de bajo consumo y motores generan energia reactiva que sobrecarga los conductores, y los armonicos no tengo ni idea de lo que son, pero entiendo que tampoco ayuda a que vayan las cosas bien.

El factor de potencia tampoco se que es, pero varía en funcion del tipo de consumo y la cantidad de carga, ya que para cargar el portatil marca 0,60 de factor de potencia, pero para la nevera 0,90.

Y tambien se (que para no tener ni idea se bastantes cosas), que a las industrias les cobran por la reactiva que vuelcan pero a los particulares no.

Ya se que esto no es un consultorio del amor, pero quisiera saber la version practica de que es, como funciona y porque es malo, y sobretodo, que solucion tiene, porque hay unos condensadores que absorven la reactiva y además controlan subidas y bajadas de tension, y sin coste... pero por lo visto tenian fallos, y ahora hay unos nuevos condensadores de bajas perdidas que son "ideales".

Igualmente me gustaria saber como en las aisladas de fotovoltaica, y los inversores llevan este tema, si ya estan preparados, como les afecta la reactiva o si puede ser interesante este tipo de condensadores en las instalaciones aisladas... pero como no se que son, ni que hacen, ni que pretenden corregir, pues por eso os pregunto, a ver que me decis.

Saludos y gracias!

El factor de potencia es la diferencia entre la potencia que hay que suministrar y la que se consume. Viene por que la corriente de carga no está en fase con la tensión, vamos que es una cosa de esas de electricidad que tienes que entender mas por fe que por que te entre en la mollera.

Si tienes algo de 100w con factor 0.60 puedes tienes que meter 166VA para que funcione (por eso los W no son VA).

En las industrias (pesadas o no tanto) significa que chupan mas de lo que un contador marcaría, por eso se la "meten" a parte. Se instalan baterías de condensadores para que se pongan en fase y se acerque a algo mas normal mas razonable. Para viviendas ya hay quien quiere vender estos condensadores como el chollo que te va a ahorrar un riñón en luz, pero ni lo cobran ni una casa tiene equipos como que afecte a la factura. Lo que te ahorras no paga el aparato ni en 15 años por decir algo.

La potencia reactiva es la necesaria para establecer campos magnéticos y cargar condensadores en consumos inductivos y capacitivos. Realmente esta potencia no se pierde, porque luego el consumidor inductivo o capacitativo la devuelve desplazada por 90º, pero igualmente hay que suministrarla y para eso el inversor tiene que pasar estos amperios. Es decir que es potencia que no se consume pero si no la das, no va nada. Resistencias puras por ejemplo no necesitan nada de potencia reactiva, mientras motores necesitan mucha. La otencia reactiva realmente no la nota la batería ni los conductos en CC, la cosa empieza a la salida del inversor solamente en la parte de corriente alterna, no te preocupes que algo consuma más por potencia reactiva, no es el caso (bueno realmente sí que se consume un pelín más por la mayor corriente y la consecuente mayor caída de tensión en alterna, pero es despreciable).

Un saludo.

Hola. Había escrito una parrafada y se me ha colgado esto, así que resumiré al máximo.

Los armónicos son frecuencias múltiplos enteros de una fundamental. En el caso de 50Hz, el 2º armónico sería 100Hz, el 6º 300Hz, etc.

La única forma de onda que es pura desde el punto de vista espectral, es la senoide. Es decir que no tiene armónicos. A medida que esa señal se distorsione, se generan armónicos. Hay formas de onda que contienen armónicos pares, otras impares y otras un compromiso entre ambas.

Las cargas que generan armónicos son las no lineales, por ejemplo las secciones de entrada a cualquier fuente de alimentación ya sea lineal o conmutada. Las fuentes sólo consumen en los picos de la senoide, por lo que la forma de onda de la corriente ya no es senoidal, como sería con una resistencia y eso genera armónicos.

Los armónicos no se curan con una batería de condensadores como se hace con la reactiva, si no que necesitas un buen filtro que al menos los limite, o mejor aún un PFC, que es un corrector activo del factor de potencia.

Porque son malos los armónicos? De entrada si se conducen por la línea eléctrica pueden afectar a ciertos aparatos que tengan relojes que dependan de la frecuencia de red, se pueden radiar e imposibilitar la recepción de señales de radio. Pueden generar saturaciones en núcleos de transformadores, con aumento de temperatura de trabajo y averías.

Este tema tiene mucha tela que cortar y yo ya tengo muy olvidados algunos conceptos y demás.

Saludos.

¿Los inversores habituales para solar cuentan con filtros de armónicos o solo los mejores?

Buenas tardes.

Ya veis que siempre ando buscando las tres patas al gato.

Entonces, vamos a ver, si he entendido algo.

El factor de potencia es la diferencia entre Kw y Kva, es decir, creo que si el factor de potencia fuera 0, entonces serian los W y Va lo mismo y tendriamos eficiencia a tope, que seria el objetivo, no?

Por lo que decis, la compañia como nos cobra por W y no por VA, nos importa un pimiento en la factura el factor de potencia, PERO, en una aislada, supongo que el inversor tendra que tirar con este trabajo extra, no?? Estan preparados para corregir esto o es una perdida que podemos "mejorar"?

¿como se corrige la reactiva? esto no me ha quedado claro.

Tambíen decis que solo afecta a la alterna, pero que sus perdidas son despreciables... que no hay que preocuparse ni en compañia ni en instalaciones aisladas.

De los armonicos no he pillado un pimiento... que determinadas cargas solo consumen en puntos concretos de la senoide y al ser una rsistencia variable desfasan la senoide pudiendo afectar a aparatos que tomen la senoide como referencia para algo, y que se corrige con filtros.

Lo mismo, corregir esto puede beneficiar a la "cantidad" de consumo, ya sea en compañia o en inversor??

Ya se que explicarle estas cosas a un tio que es la primera vez que escucha estas palabras es complicado... en mi medidor de consumo, cuando pongo el portatil pone factor de potencia 0.6 y con la nevera 0.9, y eso es un 30% de diferencia.

Bueno, si alguien quiere ampliar el tema y explicar que tendrian que hacer los condensadores y filtros para corregir estas desviaciones y ganar en eficiencia y consumir menos energia, ya sea de red o de las aisladas, pues genial


Saludos y gracias!

No lo puedo decir a ciencia cierta, ya que no he visto ningún esquema pero está claro que los de senoidal lo llevan obligatoriamente. Si es que la onda es senoidal de verdad y no con una distorsión del 15.

Aun y así un filtro necesita tener una impedancia a la que acogerse y nosotros a la salida del inversor, una carga normal puede ser desde tenerlo en vacío a tenerlo a plena potencia, o incluso cargas reactivas. Me imagino que ese diseño que debe ser la reostia, porque si no, según que cargas se pueden generar unas tensiones peligrosas para lo que haya conectado.

Supongo que la mayor parte del filtrado lo hacen aprovechando la inductancia del propio transformador en el caso de los que suben en BF generando una "senoide por PWM" y que en los que suben en alta frecuencia y chopean "arriba" lo llevan a la salida.

De todos modos si alguno tiene un esquema fiable de un inversor senoidal, se puede saber del cierto.

Saludos.

Yo sin saber mucho del tema creo que si a la compañía eléctrica, esto de la reactiva le influye en el cálculo de los transformadores de barrio, polígono etc., por algo será que la penalizan, quizás como productor si que es un tema que hay que estudiar ya que tendrás que generar una potencia no deseada. Cuanta más carga inductiva tengamos más reactiva se genera, es la física de vectores y esas cosas que pasan en alterna, la verdad que tiene miga.

Salud

Cita:

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Iniciado por mblade

El factor de potencia es la diferencia entre Kw y Kva, es decir, creo que si el factor de potencia fuera 1, entonces serian los W y Va lo mismo y tendriamos eficiencia a tope, que seria el objetivo, no?

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Has acertado XDDD, los armónicos piénsalos como señales de interferencia en una tele, una raya molesta en la señal de 220v, o como si una onda senoidal pura le salen hipos hasta parecerse a un electrocardiograma.

Hay veces que lo mejor es simplificar y lo que dice Rosco es aplicable.

Si quieres aprender sobre estas cosas, lo que suele funcionar es aprender desde la base y viendo que te interesa el tema, te recomendaría que leyeras algún tutorial sobre electricidad básica, donde te explican todo esto. Resistencias, condensadores, bobinas, generadores, etc.

Sabiendo como se comporta cada elemento, te será más fácil comprender porque se pone un condensador (o una batería de condensadores) para corregir el factor de potencia, o porque penalizan la reactiva. Incluso porque tu medidor marca diferente factor de potencia entre tu nevera y el alimentador del PC.

Saludos.

Lo dejo ahí porque seguro que alguien lo sabe y ahora esto me ha generado una duda.

Si para compensar reactiva ( potencia no deseable) tengo que poner una batería de condensadores? Estos no me generarán también un consumo?

Tenemos claro lo primero, pero lo segundo me ha generado una duda razonable, no tengo muy fresca la teoría de los W reales, reactivos y los otros que ahora no me acuerdo.

Salud

Ahí entra la resonancia.

Imagina un circuito paralelo de una resistencia y una bobina. A ti te interesa mantener la corriente de la resistencia, que está en fase con la tensión y es quien realiza el trabajo. Ya sea calor, movimiento, o cualquier otra cosa que se te ocurra.

El problema, es que a parte de la intensidad que circula por la resistencia, 90º retrasada circula la intensidad (sea cual sea) de la bobina.
El condensador adelanta la corriente 90º, por lo que si tu sistema RL anterior, le añades un condensador en paralelo que permita la misma intensidad que circula por la bobina. Las corrientes de ambos se anulan por estar desfasadas entre ellas 180º y sólo queda la que circula la resistencia.

Este efecto es la base de los receptores de radio, osciladores etc..

Saludos.

[QUOTE=The;194567]Ahí entra la resonancia.

Imagina un circuito paralelo de una resistencia y una bobina. A ti te interesa mantener la corriente de la resistencia, que está en fase con la tensión y es quien realiza el trabajo. Ya sea calor, movimiento, o cualquier otra cosa que se te ocurra.

El problema, es que a parte de la intensidad que circula por la resistencia, 90º retrasada circula la intensidad (sea cual sea) de la bobina.
El condensador adelanta la corriente 90º, por lo que si tu sistema RL anterior, le añades un condensador en paralelo que permita la misma intensidad que circula por la bobina. Las corrientes de ambos se anulan por estar desfasadas entre ellas 180º y sólo queda la que circula la resistencia.

Este efecto es la base de los receptores de radio, osciladores etc..

Gracias por el refresco, muy bien explicado.

Salud

Explicado así a lo burro sería:

La potencia reactiva es como una potencia que va y viene por las lineas eléctricas, pero que no genera ningún trabajo en las máquinas.
Esto significa que tambien habrá una intensidad REAL que tambien circula por las líneas, con lo cual habrá unas pérdidas en esos cables, transformadores, generadores, etc. Por ejemplo, un motor que consuma energía reactiva, dará la misma potencia que uno que no la consuma, pero además, consumirá algo más de corriente.
Y esa corriente "extra" es la que las compañias de distribución y generación intentar evitar, pues significan pérdidas en todo el tramo por donde circula esa corriente extra, y un sobredimensionamiento en los cables, elementos de protección, etc.. Por eso se penaliza en la factura eléctrica de la industria, aunque no en el hogar, de momento.

Y existen dos tipos de potencia reactiva: la reactiva inductiva y la reactiva capacitiva. Y da la casualidad de que son de "signo" opuesto. Eso quiere decir que una anula a la otra.
La inductiva la generan los bobinados, transformadores, motores, etc.
La capacitiva la generan los condensadores.
Si el motor de tu frigo, al ser un bobinado, genera una potencia reactiva inductiva, instalando un condensador en paralelo de una capacidad adecuada, la reactiva de uno y la capacitiva del otro anularan la potencia reactiva que pueda consumir. Digamos que la corriente reactiva "ira y vendra" desde el motor hasta el condensador y viceversa. De esta forma no habra una corriente "extra" que circula por la linea que alimenta tu frigo.
En una FV aislada, la corriente reactiva no "consume batería" por sí misma, pero sí circula por el inversor, con las respectivas pérdidas en calor por el simple hecho de circular por sus circuitos electrónicos. Será mayor cuanto mas potencia reactiva tengas en casa.

Para anular este "defecto" puedes instalar unos condensadores en cada receptor que consuma reactiva, calculando la capacidad necesaria para que se anule, porque si instalas mas condensadores de los necesarios, estas en las mismas: tendras una correinte reactiva capacitiva, que a los efectos de pérdidas en el inversor será igual.

saludos

Cita:

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Iniciado por carlos6025

Explicado así a lo burro sería:

La potencia reactiva es como una potencia que va y viene por las lineas eléctricas, pero que no genera ningún trabajo en las máquinas.
Esto significa que tambien habrá una intensidad REAL que tambien circula por las líneas, con lo cual habrá unas pérdidas en esos cables, transformadores, generadores, etc. Por ejemplo, un motor que consuma energía reactiva, dará la misma potencia que uno que no la consuma, pero además, consumirá algo más de corriente.
Y esa corriente "extra" es la que las compañias de distribución y generación intentar evitar, pues significan pérdidas en todo el tramo por donde circula esa corriente extra, y un sobredimensionamiento en los cables, elementos de protección, etc.. Por eso se penaliza en la factura eléctrica de la industria, aunque no en el hogar, de momento.

Y existen dos tipos de potencia reactiva: la reactiva inductiva y la reactiva capacitiva. Y da la casualidad de que son de "signo" opuesto. Eso quiere decir que una anula a la otra.
La inductiva la generan los bobinados, transformadores, motores, etc.
La capacitiva la generan los condensadores.
Si el motor de tu frigo, al ser un bobinado, genera una potencia reactiva inductiva, instalando un condensador en paralelo de una capacidad adecuada, la reactiva de uno y la capacitiva del otro anularan la potencia reactiva que pueda consumir. Digamos que la corriente reactiva "ira y vendra" desde el motor hasta el condensador y viceversa. De esta forma no habra una corriente "extra" que circula por la linea que alimenta tu frigo.
En una FV aislada, la corriente reactiva no "consume batería" por sí misma, pero sí circula por el inversor, con las respectivas pérdidas en calor por el simple hecho de circular por sus circuitos electrónicos. Será mayor cuanto mas potencia reactiva tengas en casa.

Para anular este "defecto" puedes instalar unos condensadores en cada receptor que consuma reactiva, calculando la capacidad necesaria para que se anule, porque si instalas mas condensadores de los necesarios, estas en las mismas: tendras una correinte reactiva capacitiva, que a los efectos de pérdidas en el inversor será igual.

saludos

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Muchas gracias por la explicacion para poco entendidos. Esto que he puesto en negrita no me lo había dicho nadie y parece muy importante, no?

Vamos, entonces tenemos que quitar la reactiva inductiva montando reactiva capacitativa quitará este trabajo en conductores y quitamos esas perdidas.

En cuanto al factor de potencia, ¿de que depende? de la reactiva, armonicos o son cosas independientes?

Los armonicos se quitan con los filtros activos, pero el factor de potencia, ¿como se corrige? porque eso sí es una carga extra en el inversor, no?

Otra pregunta, los condensadores que hablamos aqui, se comportan como condensadores de continua normales y corrientes? es decir, que pueden amortiguar picos de arranque y comerse subidas de tension, etc??

La verdad es que empece con manuales de electronica y sus cositas y estuve leyendo largo y tendido, pero en cuanto llegue a cargas, transistores y todo eso ya no entendia un pimiento, porque lo mio son las cosas practicas y si puedo mejorar rendimientos, pero no dejo de ser "de letras".

De todas formas, volvere a pedir manuales y a echar un ojo por ahi, a ver si me aclaro.

Saludos!

Cita:

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Iniciado por mblade

Muchas gracias por la explicacion para poco entendidos. Esto que he puesto en negrita no me lo había dicho nadie y parece muy importante, no?

Vamos, entonces tenemos que quitar la reactiva inductiva montando reactiva capacitativa quitará este trabajo en conductores y quitamos esas perdidas.

En cuanto al factor de potencia, ¿de que depende? de la reactiva, armonicos o son cosas independientes?

Los armónicos son otra historia. Ya lo han dicho antes. Cuando la senoide no es perfecta, matemáticamente dicha senoide "imperfecta" se puede descomponer en otras senoides múltiplos de esa frecuencia. Y la suma de esas senoides de una frecuencia múltiple componen la senoide "imperfecta" original. Vamos, que es un lio matemático de aupa.
En la práctica, tener armónicos significa que los receptores, al consumir de una forma "no senoidal", inyectan o distorsionan la onda senoidal original y puede perturbar el funcionamiento de otros receptores conectados a la misma línea, incluso al inversor. Y tambien puede ser el propio inversor el que inyecte a la linea una serie de armónicos. Por eso decian antes que con unos filtros se pueden minimizar esos armónicos porque hacen que la senoide "irregular" se suavice.
Pero que no tiene nada que ver, o casi nada, los armónicos con el factor de potencia. Son dos cosas diferentes.


El factor de potencia nos dice la proporcion de potencia reactiva que tiene un receptor. Si es de valor 1, la potencia reactiva es 0, por ejemplo la resistencia de una estufa. Si el factor de potencia es 0, toda la potencia es reactiva, por ejemplo un condensador. Si conectas un condensador directamente a la red, veras que consume una intensidad, sin embargo, no "desarrolla" ningún trabajo, (ni se calienta, no se mueva, ni da luz, etc.) Eso quier decir que su potencia REAL, los watios, es 0., y su potencia reactiva es V x I.

El factor de potencia tambien se llama coseno de fi, y matemáticamente es el coseno del ángulo que forma la potencia activa o real (los watios), con la potencia aparente (los VA), en un triángulo rectángulo, donde la base es la potencia activa y la hipotenusa es la potencia aparente. Y en este caso, la altura del triangulo es la potencia reactiva.

En la práctica, cuanto mas se acerca ese ángulo a 0 grados, mayor es el coseno de fi. Un coseno de fi de 1 significa que no hay potencia reactiva. Un cos de fi de 0,80 es un típico factor de potencia de un motor. Un cos de fi de -0,80 significa que hay un exceso de condensadores para compensar la reactiva inductiva.

El factor de potencia depende del propio receptor y de como trabaja en un momento dado.

Por ejemplo, una bomba de agua, cuanta más agua y a mas altura trabaje, mejor será su factor de potencia (más se acercará a 1), es decir, más se acercará a una resistencia pura. Sin embargo, si trabaja sin agua, no realiza ningún trabajo, no desarrolla ninguna energía, y sin embargo, consumirá una determinada potencia. Bien, pues en ese caso su factor de potencia sera malo, consumirá mucha potencia reactiva.

Otro ejemplo, un transformador en vacío tendrá una bajo factor de potencia. En carga será mejor.

Otro ejemplo, un condensador. Su factor de potencia es 0, porque el ángulo del triangulo es de 90º, y el cos de fi es 0.

Los receptores con potencia reactiva inductiva normalmente siempre son una mezcla entre inductiva y resistencia pura. La mezcla de las dos hacen que su factor de potencia sea entre 0,9-0,7, por ejemplo.



Te dejo un dibujo.




Los armonicos se quitan con los filtros activos, pero el factor de potencia, ¿como se corrige? porque eso sí es una carga extra en el inversor, no?

El factor de potencia se corrige con condensadores. Si, es una carga, aunque no mucha.



Otra pregunta, los condensadores que hablamos aqui, se comportan como condensadores de continua normales y corrientes? es decir, que pueden amortiguar picos de arranque y comerse subidas de tension, etc??

Digamos que "más o menos", pero a una velocidad significativamente mayor, exactamente a 50 ciclos por segundo. Pero no son condensadores de contínua (electrolíticos). No se te ocurra conectar un electrolítico a alterna, sufrirá una explosión.

La verdad es que empece con manuales de electronica y sus cositas y estuve leyendo largo y tendido, pero en cuanto llegue a cargas, transistores y todo eso ya no entendia un pimiento, porque lo mio son las cosas practicas y si puedo mejorar rendimientos, pero no dejo de ser "de letras".

De todas formas, volvere a pedir manuales y a echar un ojo por ahi, a ver si me aclaro.

Saludos!

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El tema es muy interesante.

saludos

Hostia Carlos se nota que te gusta el tema, yo para decir todo eso tengo que nacer dos veces.

Hola mblade, si la sopa esta sosa y te pasas de sal, cagada es verdad que nadie habia apuntado eso, casi siempre los circuitos pecan de exceso de inductancia reactiva y no de capacitiva quiza por eso no hemos caido casi nadie.

Mira una cosa por curiosidad, que sale en google si preguntas el tamano de un condensador de un faradio.

Salud

El tema es principalmente para grandes consumos, para los pequeños como los nuestros, vale mas el collar que el perro, ni las companias electricas se molestan.

La compensacion de energia activa/reactiva en las empresas es por que gastan mas que lo que miden los equipos (contadores), por eso si no ajustan la reactiva, les penalizan el consumo, sumando un tanto % de lo consumido como extra.
En el domicilio con el condensador del frigorifico/lavadora/reactancia de los tubos fluorescentes, etc. es suficiente para compensar, en la industria, piensa en una nave llena de tubos fluorescentes.

Los armonicos como se comento, aparte de modificar la frecuencia de algun equipo que tome el pratron de la red (actualmente no creo que quede algun equipo en estas condiciones) y hacer que los transformadores se calienten mas de la cuenta, son peligrosos por hacer que la corriente que circula por el cable, sea mas alta que lo que puede soportar y el cable se quemara, no es coña, un cable de 2 o 3 cm de diametro ardera sin problemas, pones uno nuevo, mides los amperios (a 50HZ importante) ves que esta bien calculado y de nuevo se quemara, resulta que midiendo los consumos en los armonicos (1°, 2° o 3°), estos son mas altos de lo que puede soportar.

Con armonicos los recalentones son muy importantes en las terminaciones con tornillo, en estos pudes tener temperaturas >70°C y la misma linea sin armonicos esta a temperatura ambiente.

El chiste es que mides con una pinza amperimetrica normal (50hz) y las 2 lines estan igual, pasan los mismos amperios.
Los equipos para medir estos temas, actualmente cuestan mas de 1.500Euros, antes rozando los 4 millones de pesetas y de portatiles nada de nada (20-40Kgs.).

PD: Jo como pasa el tiempo.

Hola a todos.

Aunque ya se ha respondido mucho y muy bien por cierto a este importante tema, siempre un poco misterioso por lo de las energias aparentes (las reactivas), quisiera como siempre "meter la gamba" que ya sabeis es lo mio. Y me pongo la boina y lo escribo en plan "chupado", tal como lo veo.

Nuestras maravillosas compañias electricas que tanto amo, suministran tension alterna senoidal porque es la mas barata de producir (transformar y por tanto transportar -no es por nuestro bien!!).

Cuando un iman gira entre dos bobinas, se produce una tension alterna y senoidal. Es el principio basico de un alternador. Por tanto esta chupado producirla.
Esta tension sigue una grafica en el tiempo que todos hemos visto alguna vez (la famosa senoide) que parte de cero voltios, sube hasta un maximo (tension de pico o amplitud de la senoide), luego baja, pasa otra vez por cero, se hace negativa, pasa por otro maximo negativo (o minimo segun quieras decirlo) y vuelve acero, repitiendose el ciclo tantas veces por segundo como indique su frecuencia. En nuestra red son 50 ciclos por segundo, es decir 50 veces repite la tension este ciclo senoidal. Le llamamos a eso 50 hercios (1hercio = 1 ciclo por segundo).

La senodie matematicamente se expresa como y = sen x. Pero lo importante es que la funcion matematica seno es la unica que tiene una propiedad muy curiosa. Si sumamos senoides, obtenemos otra senoide, si las restamos tambien, si las multiplicamos el resultado es una senoide e incluso si las integramos o diferenciamos, el resultado sigue siendo una senoide. Es por tanto la "forma de onda magica", le hagas lo que le hagas, siempre permanece. Es "la madre del cordero".

Hubo un señor llamado Fourier (que se ve que ligaba poco y se aburría por las tardes ) que se entretuvo en demostrar matematicamente que cualquier forma de onda (una cuadrada por ejemplo) puede obtenerse como la suma de unas cuantas (bastantes) senoides de frecuencia y amplitudes adecuadas. Este es otro hecho que hace a la tension senoidal ser "muy especial" y por tanto la forma de onda preferente porque podremos transformarla como queramos sin que se nos "deforme". Y ademas, a partir de ella (segun Fourier dijo) sumandolas adecuadamente obtener cualquier otra forma de onda que se nos antoje. Un chollo .

Pero esto es solo pura teoría de pizarra. En la practica, las imperfecciones de los materiales hacen que la cosa no sea tan facil. Por ejemplo cuando aplicamos una tension perfectamente senoidal al primario de un transformador, debido a la accion no lineal del nucleo, la salida no es una senoide perfecta, sale algo distorsionada. El señor Fourier dijo, cualquier forma de onda por rara que sea pude ser obtenida mediante la suma de unas senoides perfectas de amplitud y frecuencia adecuadas.

Aplicando este conocimiento matematico la tension distorsionada que nos da a la salida nuestro transformador se la supone como una suma de una senoide perfecta de 50 Hz (llamada fundamental) mas una serie de senoides perfectas ARMONICAS que tendran como frecuencias 100, 150, 200, 250.... hercios, es decir la fundamental multiplicada por 2 , por 3, por 4, ....y asi. A la senoide de 100 hercios se le llama segundo armonico, a la de 150 hercios tercer armonico y tambien asi sucesivamente.

Si la tension que sale de nuestro transformador esta poco deformada, estos armonicos serán pequeños. Si esta muy deformada, los armonicos seran de mayor magnitud. Pero tener en cuenta que esto es un cuento chino, es decir y con perdon, lo que tenemos a la salida del tranformador es una senoide "patatera", la cual a efectos de calculo puede sustituirse por la suma de la fundamental mas sus armonicos. Es solo una teoria, lo que realmente hay es una senoide "patatera" (que se comporta matematicamnete -y en la practica mas o menos- como si fuesen la fundamental y sus armonicos sumados).

La cosa es asi, la teoria esta en la pizarra y la verdad en el osciloscopio. Pido disculpas por ser asi de barbaro, pero mas de uno lo verá claro tal como lo explico. Queda mas fino hablar de presencia de armoncios que de senoide "patatera".

Asi pues, cuando nuestra tension no es una senoide PERFECTA (y nunca lo es) decimos que contiene armonicos (en mas o menos cantidad) y quedamos de un intelectual del copon. Cuanto mas se aparta una tension de la forma senoidal pura, mas armonicos decimos que contiene. Por tanto, por ejemplo, como la forma de onda que representa el consumo de una bombilla led (que lleva dentro un regulador conmutado) no se parece en nada a una senoide verdadera, decimos que contiene muchos armonicos.
La realidad es que contiene cambios (o flancos) de gran velocidad (como una onda cuadrada) y estos cambios bruscos en tension o intensidad producen los mismos efectos (inductivos-capacitivos-radiolectricos) que una (o varias) senoides de alta frecuencia.


Y ahora atacaré lo de la reactiva.

Hay tres tipos de cargas. Resistiva (por ejemplo una bombilla de filamento) , inductiva (por ejemplo el primario de un transformador que no tenga nada conectado al secundario) y capacitiva (un condensador, no se me ocurre otra).
Cuando aplicamos una carga resistiva a una tension senoidal, se cumple la ley de Ohm a secas I=V/R es decir circula una corriente (por supuesto senoidal) que es igual a la tension aplicada (senoidal) dividiva por el valor de la resistencia.
Y no pasa nada. La intensidad senoidal se superpone exactamemente a la tension senoidal aplicada, es decir cuando la tension pasa por cero la intensidad (I= 0/R=0) tambien pasa por cero. Cuando la tension pasa por el maximo de amplitud, la intensidad tambien lo hace. La potencia es W = V x I en watios reales y normales. Y lo es porque cuando la tension de la senoide es positiva, la intensidad tambien lo es ( + por + = + ). Cuando la tension es negativa , la intensidad tambien es negativa ( - por - = +). Por tanto la potencia W=VxI es siempre positiva. No hay fallo.

Pero si a nuestra tension senoidal le aplicamos una carga inductiva (el primario de un trafo por ejemplo) ocurre un fenomeno extraño. La intensidad que circula (tambien senoidal) da la mala leche que no coincide con la tension, es decir cuando la tension pasa por cero, la intensidad no lo hace. La senoide que representa a la intensidad va "por detras" de la senoide que representa la tensión. Esta situacion hace que en determinados instantes, la tension sea negativa y la intensidad positiva (y tambien la situacion contraria) . Como - por + = - ya esta el copon armado, estamos generando una potencia negativa.

Como hablar de potencia negativa es casi una blasfemia fisica, le cambiamos el nombre y a este tipo de potencia le llamamos potencia reactiva y la medimos en VA para diferenciarla de los W (vatios) que son potencia real (la que calienta las estufas).

Un condensador haria exactamente lo contrario, produciria una intensidad adelantada respecto a la tension, por lo que existirian igualmente momentos de potencia negativa.

Se comprende facilmente que una cosa compensa a la otra y por tanto existira un valor de capacidad adecuada para "compensar exactamente" el retraso producido por las cargas inductivas de nuestra instalacion. Pero si te pasas de capacidad, estamos en las mismas, las senoides dejan de "coincidir" en el tiempo y ya tenemos energia negativa (a la que llamamos reactiva).


Asi pues, la potencia reactiva se produce siempre que las senoides de tension y intensidad no coinciden en el tiempo, lo que se llama no estar en fase.

Lo que le jode a las compañias electricas (jeje!!) es que sus contadores normalmente solo cuentan la energia normal o activa, pero no suman la reactiva (pues realmente no existe). Pero la intensidad si que circula como si fuese toda la energia activa y por tanto les produce caidas en los cables, les satura los tendidos, les calienta los transformadores etc (jeje!!).

Y hasta aqui he pegado el rollo que he pretendido sea muy "entendible", huyendo de la mucha teoria matematica que rodea a todos estos conceptos. El que este interesado en ella, la encontrara facilmente.
Si sirve para que alguien lo vea mas claro, doy por bien empleado el tiempo.

Mis mas cordiales saludos

asbergadas te explicas como un libro abierto si señor.

Cita:

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Iniciado por mblade

Buenas tardes.

Ya veis que siempre ando buscando las tres patas al gato.

Entonces, vamos a ver, si he entendido algo.

El factor de potencia es la diferencia entre Kw y Kva, es decir, creo que si el factor de potencia fuera 0, entonces serian los W y Va lo mismo y tendriamos eficiencia a tope, que seria el objetivo, no?

Por lo que decis, la compañia como nos cobra por W y no por VA, nos importa un pimiento en la factura el factor de potencia, PERO, en una aislada, supongo que el inversor tendra que tirar con este trabajo extra, no?? Estan preparados para corregir esto o es una perdida que podemos "mejorar"?

¿como se corrige la reactiva? esto no me ha quedado claro.

Tambíen decis que solo afecta a la alterna, pero que sus perdidas son despreciables... que no hay que preocuparse ni en compañia ni en instalaciones aisladas.

De los armonicos no he pillado un pimiento... que determinadas cargas solo consumen en puntos concretos de la senoide y al ser una rsistencia variable desfasan la senoide pudiendo afectar a aparatos que tomen la senoide como referencia para algo, y que se corrige con filtros.

Lo mismo, corregir esto puede beneficiar a la "cantidad" de consumo, ya sea en compañia o en inversor??

Ya se que explicarle estas cosas a un tio que es la primera vez que escucha estas palabras es complicado... en mi medidor de consumo, cuando pongo el portatil pone factor de potencia 0.6 y con la nevera 0.9, y eso es un 30% de diferencia.

Bueno, si alguien quiere ampliar el tema y explicar que tendrian que hacer los condensadores y filtros para corregir estas desviaciones y ganar en eficiencia y consumir menos energia, ya sea de red o de las aisladas, pues genial


Saludos y gracias!

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No es que sea cero, sino 1 ya que al multiplicar por cero no tendrías potencia. Así una resistencia no presenta desfase y el valor del coseno de fi es 1.

Cita:

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Iniciado por mblade

Buenas tardes.

Ya veis que siempre ando buscando las tres patas al gato.

Entonces, vamos a ver, si he entendido algo.

El factor de potencia es la diferencia entre Kw y Kva, es decir, creo que si el factor de potencia fuera 0, entonces serian los W y Va lo mismo y tendriamos eficiencia a tope, que seria el objetivo, no?

Por lo que decis, la compañia como nos cobra por W y no por VA, nos importa un pimiento en la factura el factor de potencia, PERO, en una aislada, supongo que el inversor tendra que tirar con este trabajo extra, no?? Estan preparados para corregir esto o es una perdida que podemos "mejorar"?

¿como se corrige la reactiva? esto no me ha quedado claro.

Tambíen decis que solo afecta a la alterna, pero que sus perdidas son despreciables... que no hay que preocuparse ni en compañia ni en instalaciones aisladas.

De los armonicos no he pillado un pimiento... que determinadas cargas solo consumen en puntos concretos de la senoide y al ser una rsistencia variable desfasan la senoide pudiendo afectar a aparatos que tomen la senoide como referencia para algo, y que se corrige con filtros.

Lo mismo, corregir esto puede beneficiar a la "cantidad" de consumo, ya sea en compañia o en inversor??

Ya se que explicarle estas cosas a un tio que es la primera vez que escucha estas palabras es complicado... en mi medidor de consumo, cuando pongo el portatil pone factor de potencia 0.6 y con la nevera 0.9, y eso es un 30% de diferencia.

Bueno, si alguien quiere ampliar el tema y explicar que tendrian que hacer los condensadores y filtros para corregir estas desviaciones y ganar en eficiencia y consumir menos energia, ya sea de red o de las aisladas, pues genial


Saludos y gracias!

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No es que sea cero, sino 1 ya que al multiplicar por cero no tendrías potencia. Así una resistencia no presenta desfase y el valor del coseno de fi es 1.
Para corregir el desfase que produce un circuito inductivo (motor o cualquier receptor con bobinas) se monta en paralelo con éste un condensador (componente capacitivo) que tiene la propiedad de provocar un desfase en sentido contrario al del inductivo, para anularlo o hacerlo "1" sin desfase.

En cuanto a los armónicos, el peligro se presenta cuando se suman (si están en fase) los picos de corriente/tensión que generan con los de la red, llegando a tener en algunos puntos de la línea corriente/tensiones peligrosas.

Hola mbl, mira que hemos llegado a decir cosas y mas que se pueden decir, te has dado cuenta? salvo que me haya dejado alguna explicación por leer que aun no sabemos porque se genera la inductiva?
Pues como dice Carlos yo lo explico a lo burro, cuando enrrollas un hilo haces una bobina, eso automáticamente hace que al pasar corriente alterna por ahí genere un campo magnético, hasta ahí perfecto, anda resulta que aquí pasan dos cosas la alterna va subiendo y bajando,esa es la primera, pues la segunda es que los campos magnéticos tienen efecto memoria y van por detrás, pues eso ahí tienes porque se genera un desfase y en consecuencia la reactiva.
Mas burro imposible
Salud

Hola

Yo he intentado explicarlo a mi manera, de forma facil. La potencia reactiva aparece porque la potencia es siempre el producto aritmetico de la tension por la intensidad W=V x I. Eso debe cumplirse en cada instante del ciclo de la senoide. Cuando la tension y la intensidad no estan en fase, hay momentos en los que el voltaje es positivo y la intensidad es negativa ( tambien hay momentos en que es al reves). Y como un valor positivo multiplicado por un valor negativo da un resultado negativo ¿como interpretamos una potencia negativa? . Pues llamandola potencia reactiva para diferenciarla de la real. Es una potencia que realmente no existe, es fruto del desfase de las senoides.

Porque existe este desfase? . Es tambien facil de entender. Supongamos una inductancia recorrida por una intensidad senoidal. Sabemos que la tension en bornas de una inductancia depende de su valor (L en henrios) y de la velocidad con la que "cambia" la intensidad que la atraviesa (variacion de I respecto al tiempo) . Si la intensidad no cambia, la tension en bornas de la inductancia es cero. Si tenemos una inductancia de 1 henrio y la intensidad cambia (crece o decrece) 1 amperio cada segundo la tension en sus bornes será de 1 voltio.

Este fenomeno fisico, lo escribimos matematicamente como V = L x (di/dt) . Es decir tension = inductancia multiplicado por el cambio de la intensidad en relación al tiempo. Para definir el cambio de la intensidad respecto al tiempo empleamos (di/dt) es decir la derivada de la intensidad en relacion al tiempo siendo en un regimen senoidal i = Im x sen wt.

Para que esta igualdad se cumpla en un regimen senoidal, la derivada de la funcion seno (intensidad senoidal) es el coseno, funcion que esta desfasada exactamente 90º de la funcion seno. Por eso, en una inductancia pura, la intensidad esta retrasada 90º respecto a la tensión. En estas condiciones toda la potencia es reactiva, es decir no hay consumo de potencia alguno.

Aqui puedes ver las graficas del seno y del coseno. Estan dsfasadas 90º.

http://t0.gstatic.com/images?q=tbn:A...A0ScO1qkPgYxob

Eso si, en la practica, los elementos parasitos (resistencia de los conductores, conexiones, nucleo de la inductancia si lo hay etc) hacen que el desfase no sea exactamente 90º y por tanto algo de potencia activa se consume.

Lamentablemente son conceptos dificiles de aclarar sin recurrir a la teoria. No es algo "intuitivo" , por desgracia sin introducir unas pocas "mates" no se como explicarlo mejor.

Saludos cordiales

Admítelo Asbergadas.


Te dedicas a vender senoides. :)