¿Por qué se toma un inductor y un condensador como carga si no consume energía?

Porque crean el medio (campo electromagnético) necesario para entregar energía activa.

En realidad, la inductancia y la capacitancia son propiedades inherentes de cualquier carga. A veces no los queremos pero simplemente están ahí.

En algunas otras aplicaciones, es necesario establecer un campo electromagnético para transportar energía activa, como el caso de hornos de inducción, hornos de microondas, antenas, motores, etc.

La inductancia es necesaria para establecer el campo magnético y la capacidad también puede ser necesaria para filtrar ciertos armónicos.

Cuando son excesivos, se debe aplicar una corrección.

La inductancia se corrige con capacitancia, y viceversa.

Aquí tengo una respuesta muy detallada a una pregunta correlacionada.

¿Cómo aumenta o disminuye una corriente cuando agrega capacitancia a un factor de potencia rezagado en un sistema eléctrico?

Gran pregunta y sí, la corriente debería disminuir, pero también puede aumentar si compensamos en exceso el factor de potencia rezagado (PF) con una capacitancia excesiva.

PF es una información importante sobre la naturaleza de nuestras cargas. Una carga eléctrica se puede dividir en 4 categorías (tres de ellas generalmente se tratan teóricamente como componentes “ideales” y una es realista):

RESISTIVO (R): compuesto de elementos resistivos. Uno puede encontrar resistencias en tostadoras, bombillas incandescentes, unidades de calentadores eléctricos, dispositivos electrónicos, etc.

INDUCTIVO (L): compuesto por un inductor (o bobina) que intercambiará energía por medio de un campo magnético. El inductor existe en motores eléctricos, transformadores, solenoides, dispositivos electrónicos, etc.

CAPACITIVO (C): compuesto por condensadores que intercambiarán energía por medio de un campo eléctrico. Pueden existir condensadores en motores de inducción, hornos microondas, lámparas fluorescentes, dispositivos electrónicos, etc.

CARGAS REALES (RLC): Todo lo anterior. Cualquier carga realista será una composición de potencia resistiva, capacitiva e inductiva. Siempre se mezclan entre sí.

Si equiparamos los componentes de cualquier dispositivo con componentes “ideales”, abrimos el tema de “cargas mixtas” o circuitos RLC.

Se supone que los circuitos RLC funcionan excitados por una corriente alterna (CA) en un modo estacionario llamado “estado estable” o pueden analizarse bajo la respuesta transitoria de una respuesta de CC, CA, paso o impulso.

Hablaremos sobre el estado estacionario o la respuesta estacionaria de un circuito excitado por una fuente con una frecuencia (w = 2 * pi * f) y, en teoría, tendremos:

Un componente resistivo (R): impulsará solo la potencia activa (P), que está en fase con el vector de voltaje de excitación y drenará una corriente (I) también en fase con el voltaje.

P = R * I

Un componente inductivo (L): impulsará solo la potencia inductiva reactiva (Ql) a través de la inductancia reactiva (Xl) y el vector de corriente retrasará el vector de voltaje en un ángulo de 90 grados. Tenga en cuenta que estamos introduciendo un operador (j) para denotar el ángulo de retraso.

Xl = jwL, Ql = jwL * I

Un componente capacitivo (C): impulsará solo la potencia capacitiva reactiva (Qc) a través de la reactancia capacitiva (Xc) y el vector de corriente liderará el vector de voltaje en un ángulo de 90 grados.

Xc = 1 / jwC, Qc = I / jwC

Tenga en cuenta que Ql y Qc están en dirección opuesta sobre el plan cartesiano. Si toma la potencia activa P y la coloca sobre el eje real (x) de un plan cartesiano, Ql se dirigirá a (+ y) y Qc se dirigirá a (-y).

Esta notación hace que nuestro cálculo sea bastante simple porque podemos tratar Ql y Qc como una operación algebraica. Solo necesitamos restarlos para obtener el Poder Reactivo (Q).

Q = Ql – Qc

Si agrega una cierta cantidad de capacitancia a un motor (por ejemplo), entonces el inductor inherente y el capacitor externo intercambiarán la potencia reactiva necesaria para magnetizar el núcleo del motor y, si son iguales, se cancelarán entre sí. De esta manera, la fuente solo “verá” el componente resistivo del motor (potencia mecánica más pérdidas por joule).

En los circuitos de CA, la potencia aparente (S) es la que drena la corriente total. Debido a que la potencia activa (P) y la potencia reactiva (Q) están desfasadas 90 grados (sin importar si se adelantan o retrasan), la corriente (I) estará dada por:

I = S / Vac, I = sqrt (P ^ 2 + Q ^ 2) / Vac

De la ecuación anterior podemos ver que S será mínimo (S = P) si Q = 0, que es el caso de un circuito resonante RLC paralelo. Sin embargo, se maximizará para los circuitos resonantes de la serie RLC.

Por otro lado, si agregamos capacitancia reactiva excesiva y (Qc – Ql)> Ql, entonces la corriente general aumentará en comparación con la corriente inicial sin compensación.

Espero eso ayude !

discos compactos

Un inductor o condensador no consume energía promedio (para una amplitud constante, onda sinusoidal de desplazamiento 0), pero sí consume (o entrega) energía instantánea. Ese poder instantáneo puede importar mucho.

La impedancia del inductor o condensador es una función de frecuencia. Si la carga en cuestión es un conector a una línea doméstica de 60Hz, la frecuencia es relativamente estable durante la operación estable, pero hay varias maneras de obtener frecuencias más altas en su sistema que pueden ocasionar problemas inesperados si no tiene en cuenta Características reactivas de su carga.

Esa es una muy buena pregunta. Veámoslo intuitivamente. Supongamos que está creando un sistema para controlar un largo rastro en una placa base. Tal vez sea para encender el altavoz o leer de memoria. Este gran rastro tiene una gran capacidad e inductancia. El amplificador operacional que maneja esta traza tendrá que enviar suficiente corriente para cambiar los voltajes en estas trazas en un tiempo suficiente para ejecutar la computadora a la velocidad suficiente. Entonces, si una máquina está funcionando a 1Ghz, eso significa un período de tiempo de 1us, por lo que el tiempo necesario para realizar cada tarea en un ciclo debe estar dentro de este período de tiempo. Si bien las inductancias y las capacitancias de la traza no consumen energía por sí mismas, por ejemplo , es la impedancia que crean a frecuencias más altas las que necesitan cierta potencia para mostrar el comportamiento esperado. Es por esta razón que se toman como cargas, cuando la frecuencia / velocidad está en duda.

La corriente de potencia reactiva de inductores y condensadores aumenta la corriente, lo que no solo aumenta el tamaño de cable necesario, sino que también aumenta las pérdidas en el cableado y los transformadores. En una instalación grande, o en la red, las cargas reactivas deben cancelarse, porque la potencia reactiva puede afectar la factura de electricidad.

Se consideran cargas reactivas, es decir, cargas que consumen corriente pero no consumen energía.

Siguiendo la respuesta útil (y maravillosamente concisa) de Roy McCammon …

Estamos interesados ​​en dicha corriente porque el cableado, etc. tiene que ser dimensionado, etc. para la corriente resultante total, no solo la corriente consumida por las cargas resistivas.