Jun 032017

 

Este resumen de fórmulas básicas permite realizar la mayoría de cálculos relacionados con la compensación de energía reactiva, y también cuando la red eléctrica esta distorsionada por armónicos y se controla por medio de baterías de condensadores con filtros de rechazo formados por inductancias y condensadores.

Conceptos básicos
SímboloMagnitudUnidadNombre
 U Tensión V voltio
 I Intensidad de la corriente eléctrica A amperio
 P Potencia activa W vatio
 Q Potencia reactiva var volt ampere reactivo
 QL Potencia reactiva inductiva var L volt ampere reactivo inductivo
 QC Potencia reactiva capacitiva var C volt ampere reactivo capacitivo
 S Potencia aparente V·A volt ampere
 C Capacidad F = 106 μF faradio = 106 microfaradios
 L Inductancia H = 103 mH henrio = 103 milihenrios
 f Frecuencia Hz hercio
 φ Desfase, diferencia de fase radián
 λ Factor de potencia comúnmente expresado como FP
 cos φ1 Factor de desplazamiento comúnmente expresado como cos φ

 

Estas fórmulas son validas con ondas sinusoidales y equilibradas.

 

Potencia Activa Trifásica, (P):

Potencia activa trifásica

Potencia Reactiva Trifásica, (Q):

Potencia reactiva trifásica

Potencia Aparente Trifásica, (S):

Potencia-aparente-trifasica

Factor de potencia, (λ (FP)):

Factor de potencia

Relación entre potencia activa y potencia reactiva, (tanφ):

Relación entre potencia activa y potencia reactiva

Factor de desplazamiento, (cosφ):

Factor de desplazamiento

Potencia reactiva capacitiva (Qc) necesaria para compensar de un coseno inicial (cosφI ) a uno final (cosφF):

Potencia reactiva capacitiva (QC) necesaria para compensar de un coseno inicial (cosφI ) a uno final (cosφF)

Capacidad total de un condensador en μF conociendo su potencia Qc en kvar, (C):

Capacidad total de un condensador en μF conociendo su potencia Qc en kvar, (C)

Potencia de un condensador en kvar conociendo su capacidad total en μF, (Qc):

Potencia de un condensador en kvar conociendo su capacidad total en μF, (Qc)

Corriente nominal por fase en amperios de un condensador trifásico de potencia Qc en kvar, (Ic ):

Corriente nominal por fase en amperios de un condensador trifásico de potencia Qc en kvar, (I c )

Potencia de un condensador de tensión nominal Un , para una tensión de red UR, (QUR ):

Potencia de un condensador de tensión nominal Un , para una tensión de red UR, (Q<sub>UR</sub> )

 

Fórmulas utilizadas para la compensación de reactiva.

 

Frecuencia de resonancia de un filtro de rechazo, (f res / Hz):

Frecuencia de resonancia de un filtro de rechazo, (f res / Hz)

Factor de sobretensión de un filtro de rechazo, (p %):

Factor de sobretensión de un filtro de rechazo, (p %)

Frecuencia de resonancia de filtro de rechazo conociendo su p (%), (f res / Hz):

Frecuencia de resonancia de filtro de rechazo conociendo su p (%), (f res / Hz)

Tensión aplicada al condensador, (Uc / V):

Tensión aplicada al condensador, (Uc / V)

Frecuencia de resonancia paralelo de una red eléctrica (f res / Hz):

Frecuencia de resonancia paralelo de una red eléctrica (f res / Hz)   o también   Frecuencia de resonancia paralelo de una red eléctrica (f res / Hz)



Mar 312013

 
Condensador electrolítico

Condensador electrolítico

Cuando al condensador le aplicamos una diferencia de potencial este se carga, ya que al no estar las dos placas metálicas unidas entre si directamente, sino por medio de una batería o pila, cada una de las placas se cargará con electricidad positiva o negativa, ya que una de las placas cederá electrones para que la otra los adquiera.

Normalmente en un circuito, los condensadores se cargarán y se descargarán a través de resistencias. La carga y descarga de un condensador a través de resistencias se produce según una constante de tiempo y dependiendo de la resistencia y de la diferencia de potencial que le administremos según la fórmula t= R · C siendo t el tiempo en segundos, R el valor de la resistencia en Ohmios y C el valor del condensador en Faradios.

En una constante de tiempo el condensador se carga aproximadamente un 63%, en la segunda constante de tiempo se carga otro 63% y así sucesivamente, se considera que el condensador está totalmente cargado en 5 constantes de tiempo. El proceso de descarga es similar al de carga.

En los ejemplos se puede ver las gráficas con las tensiones y el tiempo en los procesos de carga y descarga del condensador.

 

Carga del condensador

Carga de un condensador

Carga de un condensador

Valores de los componentes del circuito:

  • C1=1000 μF
  • R1= 10 K
  • B1= 20V

Formula:

t= R · C

Pasamos los valores de los componentes al Sistema internacional de unidades.

t= 10000 · 0,001

La constante de tiempo nos da 10 segundos, por lo tanto si multiplicamos por 5 esta constante obtendremos el condensador cargado casi completamente.

t= 10 · 5 = 50s

t=50s

Gráfica de la carga del condensador

Gráfica de la carga del condensador

Tabla de los tiempos de carga del condensador y su voltaje
TiempoVoltaje
10s
13,39V
20s
17,63V
30s
18,92V
40s
19,41V
50s
19,61V

 

Descarga del condensador

En el caso de la descarga del condensador el circuito que tendremos sera el del condensador en paralelo con la resistencia, la batería desaparece.

Descarga del condensador

Descarga del condensador

Valores de los componentes del circuito:

  • C1=1000 μF
  • R1= 10 K

 

Gráfica descarga condensador.

Gráfica descarga condensador.

Tabla de los tiempos de descarga del condensador y su voltaje
TiempoVoltaje
0s
20V
10s
6,2V
20s
2,2V
30s
0,9V
40s
0,3V
50s
0,1V