¿Qué significa que la potencia reactiva se entregue / consuma?
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El poder real tiene sentido ya que existe un consumo real, pero con respecto al poder reactivo; ¿Qué se consume / entrega? ¿Y cómo cambia el circuito una vez que esto sucede?
Parece que estás citando algún documento. Tal vez pueda proporcionar un enlace a esa cita para que se pueda tomar en contexto. Además, ¿por qué habría cambios de circuito?
Andy alias
Esta es una pregunta en general. Me encuentro con muchas preguntas de la forma: "La carga 1 absorbe una potencia promedio de 10kW y entrega 4kVAR de potencia reactiva". Estoy confundido acerca de lo que significa que la potencia reactiva sea entregada o absorbida entre la carga y la fuente. ¿Qué pasa cuando esto pasa? ¿Cómo puedo visualizarlo?
Chris-Al
Respuestas:
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Para responder a la pregunta: un circuito consume energía real. La potencia reactiva se transfiere entre el circuito y la fuente.
La potencia real en W (P) es la potencia útil. Algo que podemos sacar del circuito. Calor, luz, potencia mecánica. Potencia que se consume en resistencias o motores.
La potencia aparente en VA (S) es lo que la fuente pone en un circuito. El impacto total que tiene el circuito en la fuente.
Entonces el factor de potencia es un tipo de eficiencia pf = P / S para un circuito. Cuanto más cerca esté de 1, mejor.
La potencia reactiva en VAR (Volt Amps Reactive) (Q) es la potencia que circula entre la fuente y la carga. Potencia que se almacena en condensadores o inductores. Pero es necesario. Por ejemplo, la potencia reactiva inductiva en motores eléctricos forma los campos magnéticos para hacer girar el motor. Sin él, el motor no funcionaría, por lo que es peligroso considerar que está malgastado, pero es así.
Los condensadores e inductores son reactivos. Almacenan energía en sus campos (eléctricos y magnéticos). Para 1/4 de la forma de onda de CA, el dispositivo reactivo consume energía a medida que se forma el campo. Pero en el siguiente cuarto de onda, el campo eléctrico o magnético colapsa y la energía regresa a la fuente. Lo mismo para los últimos dos trimestres, pero con polaridad opuesta.
Para verlo animado, ver circuitos en serie de corriente alterna . Muestra los 6 circuitos de la serie (R, L, C, RL, RC y RLC). Encienda el poder instantáneo. Cuando p es positivo, la fuente proporciona energía. Cuando p es negativo, se envía energía a la fuente.
Para una R, se consume energía. Para una L o C, la energía fluye entre la fuente y el dispositivo. Para un RL o RC, estas dos relaciones se combinan. La resistencia consume y el dispositivo reactivo almacena / envía energía a la fuente.
El verdadero beneficio es cuando un inductor Y un condensador están en el circuito. La potencia reactiva capacitiva principal es opuesta en polaridad a la potencia reactiva inductiva rezagada. El condensador suministra energía al inductor disminuyendo la potencia reactiva que la fuente tiene que proporcionar. La base para la corrección del factor de potencia.
Seleccione RLC en la referencia. Observe que la fuente de voltaje (hipoteneusa) se forma a partir de y . Es menor que si se forma a partir de yV R V L - V C V R V LVSVRVL−VCVRVL
Si el condensador suministra toda la potencia del inductor, la carga se vuelve resistiva y P = S y pf = 1. El triángulo de potencia desaparece. La fuente de corriente requerida es menor, lo que significa que el cableado y la protección del circuito pueden ser menores. Dentro del motor, existe el triángulo de potencia no corregido, con corriente adicional proveniente del condensador.
La referencia muestra los circuitos en serie, pero cualquier C suministrará energía a cualquier L en el circuito de CA disminuyendo la potencia aparente que debe proporcionar la fuente.
Editar...
Tomemos un ejemplo. P = motor de 1kW a 0.707 pf de retraso con fuente de 120V.
Antes de la corrección del factor de potencia: y (línea discontinua) como en I lags en 45 °. S 1 = 1.42 k V AQL=1kVARS1=1.42kVAΘ1=45°laggingVSI1=11.8A
Aumente el factor de potencia a 0.95 de retraso agregando condensador en paralelo con la carga.
Después de la corrección del factor: P y todavía existen. El condensador agrega . Esto disminuye la fuente de potencia reactiva que debe proporcionar, por lo que la potencia reactiva neta es . e Un 25.8% de ahorro en corriente. Todo en el triángulo de poder existe excepto .QLQC=671VARQT=329VARS2=1.053kVAI2=8.8AS1
El condensador suministra 671VAR de potencia reactiva principal a la potencia reactiva retrasada del motor, disminuyendo la potencia reactiva neta a 329VAR. El condensador actúa como fuente del inductor (bobinas del motor).
El campo eléctrico del condensador se carga. A medida que se descarga el campo eléctrico, se forma el campo magnético de las bobinas. A medida que los campos magnéticos colapsan, el condensador se carga. Repetir. La energía va y viene entre el capacitor y el inductor.
Ideal es cuando . El triángulo de poder desaparece. eQL=QCS2=P=1kVAI2=8.33A
Bien. Entonces, la capacitancia proporciona VAR principal mientras que el inductor proporciona VAR rezagado. El VAR líder ABSORBE cualquier VAR rezagado. Entonces decimos que la Inductancia SUMINISTRA la potencia reactiva, mientras que la Capacitancia ABSORBE la potencia reactiva. Entonces, ¿VAR o potencia reactiva es otro nombre para la corriente atrasada (en oposición a la corriente rezagada o adelantada)?
Chris-Al
Es mejor decir Q (que VAR) como en (Q_L y Q_C). Es al revés. El capacitor suministra energía reactiva líder al Inductor que necesita energía reactiva retrasada. Un inductor tiene un ángulo de fase rezagado. Me queda V_S. Un condensador tiene un ángulo de fase principal. Lidero V_S. Para un circuito con C y L. El condensador actúa como un suministro para el inductor que debe proporcionar la fuente de energía reactiva decreciente.
StainlessSteelRat
Tiene mucho más sentido ahora. La potencia reactiva es una medida de la corriente que conduce el voltaje (fuente). Un condensador suministra Q, mientras que un inductor absorbe Q (induce corriente de retraso). Potencia reactiva cero cuando las fases se cancelan completamente entre sí, lo que resulta en un factor de potencia unitario, lo que significa que la fuente solo necesita proporcionar potencia (activa) para la resistencia.
Chris-Al
3
Si aplicó un suministro de voltaje de CA a una carga que comprendía solo capacitancia o inductancia, el ángulo de fase de la corriente en relación con el voltaje se desplaza 90 grados. Cuando el voltaje y la corriente se desplazan 90 grados, no se suministra energía real a esa carga. Lo que se entrega a la carga se llama potencia reactiva.
Si la carga fuera una resistencia, la corriente y el voltaje estarían exactamente en fase (según la ley de ohmios) y no se entregaría potencia reactiva: la potencia entregada será potencia real y calentará la resistencia.
Entre estos dos límites, se puede suministrar potencia reactiva y real. El coseno del ángulo de fase de la corriente en relación con el voltaje se llama factor de potencia; es posible que haya oído hablar de esto; cuando la fase es cero (carga resistiva) cos (cero) es 1. Cuando la fase es 90 (carga de impedancia reactiva) cos (90) es cero.
La línea diagonal (roja) en el dibujo de arriba es VA, es decir, los voltios-amperios aplicados a la carga, básicamente es voltaje RMS x corriente RMS. VA se llama "potencia aparente" y equivaldría a la potencia real / verdadera (verde) si la carga fuera totalmente resistiva.
Si la carga fuera puramente reactiva, "potencia aparente" = "potencia reactiva" (azul)
Tenga en cuenta que en el diagrama anterior, el ángulo entre la potencia real y reactiva es siempre de 90 grados. A raíz de otros comentarios, el siguiente diagrama debería ayudar a aclarar algunas cosas sobre la potencia reactiva:
Hay cuatro escenarios, cargas resistivas, inductivas, capacitivas y mixtas. La curva negra en los cuatro es "potencia", es decir, . Tenga en cuenta que para el inductor y el condensador, la potencia tiene un valor promedio de cero.v⋅i
gracias, aunque estoy familiarizado con lo anterior. Lo que me confunde es exactamente lo que sucede con este poder reactivo. Corríjame si me equivoco ... Entonces, los inductores y condensadores que resisten el cambio en la corriente y el voltaje causan el cambio de fase, y puedo ver la potencia reactiva como consumida como resultado de esto. Fuente de CA -> carga reactiva -> cambio de fase -> consumo de energía reactiva (temporal)
Chris-Al
Personalmente no me gusta el término "potencia reactiva" porque la potencia implica vatios que implica calor. Prefiero ver que es energía puesta en algo que puede liberarse sin costo. En una carga puramente reactiva, hay una transferencia de energía neta en medio ciclo y esa energía se libera nuevamente al suministro de CA en el segundo medio ciclo. No es diferente para inductores y condensadores en varios circuitos electrónicos: matemáticamente no hay diferencia, pero a los "poderosos" les gusta usar términos con los que se sienten felices.
Andy alias
Vea este diagrama, por ejemplo: physics.sjsu.edu/becker/physics51/images/… - muestra formas de onda de voltaje, corriente y potencia para resistencias, inductores y condensadores. Debería poder ver la naturaleza cíclica de la energía entrando y luego presentándose nuevamente.
Andy alias
@Andy aka Estoy totalmente de acuerdo con tu comentario sobre el uso del término "poder reactivo". Me enseñaron que el término correcto es 'AV reactiva'.
Chu
O, supongo, la forma más fácil de verlo es que la potencia reactiva es el producto del voltaje y la corriente causados por la impedancia de los condensadores / inductos. De modo que sea entregado (neg) o absorbente (pos). La energía asociada con esto está contenida en el circuito, es decir. Sin pérdida de energía. ¿si?
Chris-Al
2
La potencia reactiva no se consume. La potencia reactiva es la consecuencia de la reactancia eléctrica del circuito, es decir, la diferencia de fase entre la fuente y la carga. Toda la potencia se entregará a la carga activa, pero como el circuito no está 100% activo, se necesitará una potencia reactiva para "mover" la energía activa a través de un circuito reactivo. Eso significa que necesitará cables más grandes para mover toda esta potencia (activa + reactiva).
Toma esta explicación humorística. El poder activo es como el efectivo que gastas en los alimentos que comes. Todo va directamente a realizar la función requerida, que es satisfacer su hambre. El poder reactivo es como el efectivo que gasta en una estufa, no puede comerlo, pero lo necesita para preparar su comida. Puede seguir usando la estufa, no está gastada, pero todavía no puede comerla.
En dispositivos como un transformador o motor, se necesita energía reactiva para configurar el campo magnético que se utiliza para la conversión de energía de secundaria a primaria o de energía eléctrica a mecánica. No puede realizar un trabajo directamente con él, pero es necesario que se realice el trabajo. También puedes pensar en ello como combustible y aceite en un automóvil. El aceite no hace funcionar el automóvil, pero sin él el motor no puede funcionar. Esta es una analogía floja.
El problema en un sistema eléctrico es que la potencia reactiva y la potencia activa son producidas por el generador a partir de la misma entrada de energía. (Al igual que en nuestra analogía con la estufa y los alimentos, todo el efectivo sale de su bolsillo). Por lo tanto, queremos tener solo la potencia reactiva mínima que nuestro sistema necesita absolutamente y luego tener toda la fuente de energía producida como energía activa. Aunque, hay algunos casos en los que se prefiere la potencia reactiva
Respuestas:
Para responder a la pregunta: un circuito consume energía real. La potencia reactiva se transfiere entre el circuito y la fuente.
La potencia real en W (P) es la potencia útil. Algo que podemos sacar del circuito. Calor, luz, potencia mecánica. Potencia que se consume en resistencias o motores.
La potencia aparente en VA (S) es lo que la fuente pone en un circuito. El impacto total que tiene el circuito en la fuente.
Entonces el factor de potencia es un tipo de eficiencia pf = P / S para un circuito. Cuanto más cerca esté de 1, mejor.
La potencia reactiva en VAR (Volt Amps Reactive) (Q) es la potencia que circula entre la fuente y la carga. Potencia que se almacena en condensadores o inductores. Pero es necesario. Por ejemplo, la potencia reactiva inductiva en motores eléctricos forma los campos magnéticos para hacer girar el motor. Sin él, el motor no funcionaría, por lo que es peligroso considerar que está malgastado, pero es así.
Los condensadores e inductores son reactivos. Almacenan energía en sus campos (eléctricos y magnéticos). Para 1/4 de la forma de onda de CA, el dispositivo reactivo consume energía a medida que se forma el campo. Pero en el siguiente cuarto de onda, el campo eléctrico o magnético colapsa y la energía regresa a la fuente. Lo mismo para los últimos dos trimestres, pero con polaridad opuesta.
Para verlo animado, ver circuitos en serie de corriente alterna . Muestra los 6 circuitos de la serie (R, L, C, RL, RC y RLC). Encienda el poder instantáneo. Cuando p es positivo, la fuente proporciona energía. Cuando p es negativo, se envía energía a la fuente.
Para una R, se consume energía. Para una L o C, la energía fluye entre la fuente y el dispositivo. Para un RL o RC, estas dos relaciones se combinan. La resistencia consume y el dispositivo reactivo almacena / envía energía a la fuente.
El verdadero beneficio es cuando un inductor Y un condensador están en el circuito. La potencia reactiva capacitiva principal es opuesta en polaridad a la potencia reactiva inductiva rezagada. El condensador suministra energía al inductor disminuyendo la potencia reactiva que la fuente tiene que proporcionar. La base para la corrección del factor de potencia.
Seleccione RLC en la referencia. Observe que la fuente de voltaje (hipoteneusa) se forma a partir de y . Es menor que si se forma a partir de yV R V L - V C V R V LVS VR VL−VC VR VL
Si el condensador suministra toda la potencia del inductor, la carga se vuelve resistiva y P = S y pf = 1. El triángulo de potencia desaparece. La fuente de corriente requerida es menor, lo que significa que el cableado y la protección del circuito pueden ser menores. Dentro del motor, existe el triángulo de potencia no corregido, con corriente adicional proveniente del condensador.
La referencia muestra los circuitos en serie, pero cualquier C suministrará energía a cualquier L en el circuito de CA disminuyendo la potencia aparente que debe proporcionar la fuente.
Editar...
Tomemos un ejemplo. P = motor de 1kW a 0.707 pf de retraso con fuente de 120V.
Antes de la corrección del factor de potencia: y (línea discontinua) como en I lags en 45 °. S 1 = 1.42 k V AQL=1kVAR S1=1.42kVA Θ1=45°lagging VS I1=11.8A
Aumente el factor de potencia a 0.95 de retraso agregando condensador en paralelo con la carga.
Después de la corrección del factor: P y todavía existen. El condensador agrega . Esto disminuye la fuente de potencia reactiva que debe proporcionar, por lo que la potencia reactiva neta es . e Un 25.8% de ahorro en corriente. Todo en el triángulo de poder existe excepto .QL QC=671VAR QT=329VAR S2=1.053kVA I2=8.8A S1
El condensador suministra 671VAR de potencia reactiva principal a la potencia reactiva retrasada del motor, disminuyendo la potencia reactiva neta a 329VAR. El condensador actúa como fuente del inductor (bobinas del motor).
El campo eléctrico del condensador se carga. A medida que se descarga el campo eléctrico, se forma el campo magnético de las bobinas. A medida que los campos magnéticos colapsan, el condensador se carga. Repetir. La energía va y viene entre el capacitor y el inductor.
Ideal es cuando . El triángulo de poder desaparece. eQL=QC S2=P=1kVA I2=8.33A
fuente
Si aplicó un suministro de voltaje de CA a una carga que comprendía solo capacitancia o inductancia, el ángulo de fase de la corriente en relación con el voltaje se desplaza 90 grados. Cuando el voltaje y la corriente se desplazan 90 grados, no se suministra energía real a esa carga. Lo que se entrega a la carga se llama potencia reactiva.
Si la carga fuera una resistencia, la corriente y el voltaje estarían exactamente en fase (según la ley de ohmios) y no se entregaría potencia reactiva: la potencia entregada será potencia real y calentará la resistencia.
Entre estos dos límites, se puede suministrar potencia reactiva y real. El coseno del ángulo de fase de la corriente en relación con el voltaje se llama factor de potencia; es posible que haya oído hablar de esto; cuando la fase es cero (carga resistiva) cos (cero) es 1. Cuando la fase es 90 (carga de impedancia reactiva) cos (90) es cero.
La línea diagonal (roja) en el dibujo de arriba es VA, es decir, los voltios-amperios aplicados a la carga, básicamente es voltaje RMS x corriente RMS. VA se llama "potencia aparente" y equivaldría a la potencia real / verdadera (verde) si la carga fuera totalmente resistiva.
Si la carga fuera puramente reactiva, "potencia aparente" = "potencia reactiva" (azul)
Tenga en cuenta que en el diagrama anterior, el ángulo entre la potencia real y reactiva es siempre de 90 grados. A raíz de otros comentarios, el siguiente diagrama debería ayudar a aclarar algunas cosas sobre la potencia reactiva:
Hay cuatro escenarios, cargas resistivas, inductivas, capacitivas y mixtas. La curva negra en los cuatro es "potencia", es decir, . Tenga en cuenta que para el inductor y el condensador, la potencia tiene un valor promedio de cero.v⋅i
fuente
La potencia reactiva no se consume. La potencia reactiva es la consecuencia de la reactancia eléctrica del circuito, es decir, la diferencia de fase entre la fuente y la carga. Toda la potencia se entregará a la carga activa, pero como el circuito no está 100% activo, se necesitará una potencia reactiva para "mover" la energía activa a través de un circuito reactivo. Eso significa que necesitará cables más grandes para mover toda esta potencia (activa + reactiva).
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Toma esta explicación humorística. El poder activo es como el efectivo que gastas en los alimentos que comes. Todo va directamente a realizar la función requerida, que es satisfacer su hambre. El poder reactivo es como el efectivo que gasta en una estufa, no puede comerlo, pero lo necesita para preparar su comida. Puede seguir usando la estufa, no está gastada, pero todavía no puede comerla.
En dispositivos como un transformador o motor, se necesita energía reactiva para configurar el campo magnético que se utiliza para la conversión de energía de secundaria a primaria o de energía eléctrica a mecánica. No puede realizar un trabajo directamente con él, pero es necesario que se realice el trabajo. También puedes pensar en ello como combustible y aceite en un automóvil. El aceite no hace funcionar el automóvil, pero sin él el motor no puede funcionar. Esta es una analogía floja.
El problema en un sistema eléctrico es que la potencia reactiva y la potencia activa son producidas por el generador a partir de la misma entrada de energía. (Al igual que en nuestra analogía con la estufa y los alimentos, todo el efectivo sale de su bolsillo). Por lo tanto, queremos tener solo la potencia reactiva mínima que nuestro sistema necesita absolutamente y luego tener toda la fuente de energía producida como energía activa. Aunque, hay algunos casos en los que se prefiere la potencia reactiva
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