Electrical Power Analysis

Summary

En este video, se explica cómo determinar la potencia eléctrica en sistemas monofásicos, donde la tensión es senoidal y la corriente está distorsionada. Se abordan conceptos clave como la potencia activa, aparente, el factor de potencia y la distorsión armónica total (THD). A través de un análisis detallado, se explica cómo calcular estos parámetros, la importancia de la frecuencia y la relación entre la tensión y la corriente. El video destaca cómo la distorsión armónica afecta la eficiencia de los sistemas eléctricos y proporciona una comprensión completa de estos conceptos en el contexto de la electrónica de potencia.

Takeaways

• 😀 Se explica cómo determinar la potencia eléctrica en sistemas monofásicos con tensión senoidal y corriente distorsionada, un escenario común en la actualidad debido al uso de conversores estáticos.
• 😀 La potencia instantánea es el producto de la tensión y la corriente, las cuales varían con el tiempo en sistemas con distorsión armónica.
• 😀 La potencia activa (o potencia real) se calcula como el valor medio de la potencia instantánea, obtenida mediante la integral de la ecuación de potencia.
• 😀 Para calcular la potencia activa, se separan las componentes fundamentales y se aplican identidades trigonométricas para obtener las parcelas correspondientes.
• 😀 La potencia reactiva se genera cuando las componentes armónicas de la corriente multiplican la tensión, y estas no producen potencia activa, solo energía reactiva.
• 😀 La potencia aparente se define como el producto de la tensión eficaz y la corriente eficaz, y siempre se calcula en la fuente de entrada del sistema.
• 😀 La corriente eficaz se obtiene sumando los cuadrados de las componentes armónicas de la corriente, lo que se aplica a cualquier grandeza que se desee calcular eficaz.
• 😀 La distorsión armónica total (DHT o THD) es un parámetro que mide el nivel de distorsión de la corriente; una DHT alta indica una mayor cantidad de armónicos.
• 😀 Un valor ideal de distorsión armónica total (DHT) es igual a cero, lo que implica una corriente puramente senoidal.
• 😀 El factor de potencia es la relación entre la potencia activa y la potencia aparente. Si la corriente está distorsionada, el factor de potencia disminuye.
• 😀 Cuanto mayor sea la distorsión de la corriente (mayor DHT), menor será el factor de potencia, lo que indica un menor rendimiento del sistema eléctrico.

Q & A

¿Qué es la potencia activa en un sistema monofásico?

La potencia activa es la potencia real o útil que un sistema eléctrico puede entregar. Se calcula a partir del valor medio de la potencia instantánea, que depende de la defasaje entre la tensión y la corriente del sistema.

¿Cómo se calcula la potencia activa en un sistema con distorsión armónica?

Para calcular la potencia activa en un sistema con distorsión armónica, se debe usar el valor medio de la potencia instantánea, considerando que la tensión es la componente fundamental y la corriente puede tener varias componentes armónicas.

¿Qué es la potencia aparente en un sistema monofásico?

La potencia aparente es el producto de la tensión eficaz y la corriente eficaz del sistema. Representa la potencia total en un sistema, sin considerar si se está utilizando efectivamente o si se pierde en forma de potencia reactiva.

¿Qué sucede con la potencia activa cuando la tensión y la corriente tienen una defasaje de 90 grados?

Cuando la defasaje entre la tensión y la corriente es de 90 grados, la potencia activa es igual a cero, ya que en esa condición, no hay transferencia de energía real, solo energía reactiva.

¿Qué es el factor de potencia y cómo se calcula?

El factor de potencia es la razón entre la potencia activa y la potencia aparente. Es un indicador de la eficiencia de un sistema, y se calcula a partir de las componentes fundamentales de la tensión y la corriente, considerando también la distorsión armónica en la corriente.

¿Cómo influye la distorsión armónica en el factor de potencia?

A medida que aumenta la distorsión armónica en la corriente, el factor de potencia disminuye. Esto ocurre porque las componentes armónicas no contribuyen a la potencia activa, solo a la potencia reactiva.

¿Qué es la distorsión armónica total (THD) y cómo se calcula?

La distorsión armónica total (THD) es un parámetro que indica el grado de distorsión en una corriente. Se calcula a partir de las componentes armónicas de la corriente y es un valor que aumenta con el nivel de distorsión. Un valor ideal de THD es cero, lo que indica que la corriente es puramente senoidal.

¿Cómo afecta la presencia de componentes armónicas en la corriente a la potencia activa?

Las componentes armónicas en la corriente no producen potencia activa. Solo las componentes de frecuencia fundamental contribuyen a la potencia activa. Las armónicas contribuyen a la potencia reactiva, pero no a la potencia útil del sistema.

¿Cuál es la diferencia entre potencia activa y potencia reactiva?

La potencia activa es la energía que se utiliza efectivamente en un sistema eléctrico, mientras que la potencia reactiva no se utiliza para realizar trabajo, sino que se almacena y se libera de forma cíclica. La potencia activa depende de la defasaje entre la tensión y la corriente, mientras que la reactiva está asociada a las componentes no activas.

¿Cómo se define la corriente eficaz en un sistema con distorsión armónica?

La corriente eficaz en un sistema con distorsión armónica se calcula como la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de todas las componentes armónicas de la corriente. En un sistema ideal sin armónicas, la corriente eficaz es simplemente el valor de la componente fundamental.