¿Qué es el factor de potencia? – Definición y Fórmula

El factor de potencia es un parámetro importante para el cálculo de la potencia activa y reactiva en un circuito eléctrico. Tiene importancia solo para el circuito de CA. Para el circuito de CC, no se considera para el cálculo de potencia. Su valor es la unidad para el circuito de CC y puede variar entre cero y uno para el circuito de CA.

Sabemos que la potencia consumida en un circuito de CC viene dada por la multiplicación de la tensión (V) y la corriente (I). Esto significa,

Potencia = VI

Pero para el circuito de CA, la fórmula anterior no es correcta. También se incluye un tercer parámetro, denominado factor de potencia. Por lo tanto, para el circuito de CA,

Potencia = VI x (pf), donde pf es el factor de potencia de la carga.

Índice de contenidos

Definición del factor de potencia:
Fórmula del factor de potencia:
Factor de potencia para resistencia, condensador e inductor:
Calculadora del factor de potencia:

Definición del factor de potencia:

El factor de potencia se define como el coseno del ángulo entre el fasor de tensión y el fasor de corriente en un circuito de CA. Se denota como pf. Para un circuito de CA, 0≤pf≤1 mientras que para un circuito de CC el factor de potencia siempre es 1.

Consideremos un circuito de CA simple para comprender mejor el concepto.

Dado que el circuito anterior es un circuito inductivo, la corriente a través del circuito se retrasará en cierto ángulo con respecto al voltaje. Supongamos que este ángulo sea Ø. Ahora dibujamos el diagrama fasorial.

Si Ø es el ángulo entre el voltaje y el fasor de corriente, por lo tanto, según la definición

pf = CosØ ………(1)

Dado que -1≤CosØ≤ 1, entonces el valor de pf es siempre menor o igual a 1 pero mayor o igual a cero. No puede ser negativo ya que la corriente retrasará o adelantará el fasor de voltaje a un máximo de 90º. Por lo tanto, la magnitud de Ø no puede ser mayor de 90º.

Fórmula del factor de potencia:

Las fórmulas del factor de potencia se enumeran a continuación:

Si conocemos el valor del ángulo de adelanto o retraso, es decir, Ø, entonces pf se puede calcular utilizando la información (1).

pf = CosØ

También se puede calcular a partir del triángulo de potencias. Como potencia activa = VICosØ y potencia aparente = VI, se puede calcular calculando la relación de Potencia Activa y Potencia Aparente. La fórmula para pf en términos de potencia activa y aparente se da como

pf = Potencia Activa / Potencia Aparente

Factor de potencia para resistencia, condensador e inductor:

La corriente que fluye a través de la resistencia siempre está en fase con el voltaje aplicado. Esto significa que el ángulo entre ellos es 0º y por lo tanto

pf = cos0 = 1

Esto significa que una resistencia solo consumirá potencia activa. No consumirá ninguna potencia reactiva.

La corriente a través del inductor se retrasa 90º con respecto al voltaje aplicado. Por lo tanto, el ángulo entre ellos es de 90 grados y, por lo tanto,

pf = Cos90 = 0

Por lo tanto, un inductor no consumirá ninguna potencia activa. Solo consume potencia reactiva.

De manera similar, la corriente a través del capacitor se adelanta al voltaje en 90º. Por lo tanto

pf = Cos90 = 0

Un condensador es, por tanto, generador de potencia reactiva. No consume ninguna potencia activa.

Calculadora del factor de potencia:

Puede descargar la calculadora pf desde el siguiente enlace. Esta calculadora de pf calcula el pf para una carga, un capacitor de corrección y la calificación de kVA del condensador síncrono requerido para mejorar el factor de potencia a cualquier valor deseado. Es una herramienta muy fácil, solo necesita ingresar algunos parámetros como potencia activa, frecuencia, voltaje, etc. y la calculadora calculará todo lo que necesita saber.

Descargar calculadora de factor de potencia.