Los CAPACITORES son componentes eléctricos / electrónicos que almacenan energía eléctrica. Los condensadores consisten en dos conductores que están separados por un material aislante o dieléctrico. Cuando una corriente eléctrica pasa a través del par de conductores, se desarrolla un campo eléctrico estático en el dieléctrico que representa la energía almacenada. A diferencia de las baterías, esta energía almacenada no se mantiene indefinidamente, ya que el dieléctrico permite una cierta cantidad de fuga de corriente que resulta en la disipación gradual de la energía almacenada.
Un banco de condensadores es una agrupación de varios condensadores idénticos interconectados en paralelo o en serie entre sí, según sea necesario.
La demanda de energía se expresa en unidades de Kilo watt (kw) o Mega watt (Mw). Esta energía es suministrada por una estación de generación eléctrica. En el sistema de alimentación alterna (CA), la potencia reactiva siempre aparece en la imagen. Esta potencia reactiva se expresa en Kilo VAR o Mega VAR. La demanda de esta potencia reactiva se origina principalmente de la carga inductiva conectada al sistema.
Estas cargas inductivas son generalmente circuitos electromagnéticos de motores eléctricos, transformadores eléctricos, inductancia de redes de transmisión y distribución, hornos de inducción, etc. Esta potencia reactiva debe compensarse adecuadamente; de lo contrario, la relación entre la potencia real consumida por la carga y la potencia total consumida es decir, la suma vectorial de potencia activa y reactiva del sistema se vuelve bastante baja. Esta relación se conoce como factor de potencia eléctrica , y las relaciones más bajas indican un factor de potencia deficiente del sistema. Si el factor de potencia del sistema es pobre, la carga de amperios de la transmisión, la red de distribución, los transformadores, los alternadores y otros equipos conectados al sistema aumentan para la potencia activa requerida. Por otro lado, el usuario pagará mucho más de lo que realmente se está utilizando. Y, por lo tanto, la compensación de potencia reactiva se vuelve tan importante. Esto se hace comúnmente mediante la adición de un banco de condensadores.
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En los circuitos de CA, el factor de potencia es la relación de la potencia real que se utiliza para hacer el trabajo y la potencia aparente que se suministra al circuito. La corrección del factor de potencia es un ajuste del circuito eléctrico para cambiar el factor de potencia cerca de 1, conocido como factor de potencia unitario.
El factor de potencia se define como la diferencia de fase entre el voltaje y la corriente, o se simplifica como la relación de la potencia real (P) y la potencia aparente (S). Las personas a menudo se refieren al factor de potencia como líder o rezagado.
El factor de potencia rezagado es cuando la corriente retrasa el voltaje, esto significa que la forma de onda actual se retrasa después de la forma de onda de voltaje (y el ángulo de potencia es positivo).
Factor de potencia principal : cuando la corriente lidera el voltaje, esto significa que la forma de onda de la corriente viene antes que la forma de onda del voltaje (y el ángulo de potencia es negativo).
Factor de potencia de unidad: se refiere al caso cuando la corriente y el voltaje están en la misma fase. Ni rezagado ni líder.
La importancia física del factor de potencia está en la impedancia de carga. Por lo general, las cargas inductivas (por ejemplo, bobinas, motores, etc.) tienen factores de potencia rezagados, las cargas capacitivas (por ejemplo, capacitores) tienen factores de potencia principales y las cargas resistivas (por ejemplo, calentadores) tienen factores de potencia cercanos a la unidad.
El objetivo de cualquier compañía de servicio eléctrico es un factor de potencia de uno o “factor de potencia de unidad”, ya que si el factor de potencia es menor que uno, deben suministrar más corriente al usuario para una cantidad determinada de uso de energía. Al hacerlo, incurren en más pérdidas de línea. También deben tener equipos de mayor capacidad en lugar de lo que sería necesario. Como resultado, a una instalación industrial se le cobrará una multa si su factor de potencia es muy diferente de 1.
¡Imagínese correr un motor eléctrico de 10 KW y pagar 15 KW de potencia!
Las instalaciones industriales tienden a tener un “factor de potencia rezagado”, donde la corriente retrasa el voltaje (como un inductor). Esto es principalmente el resultado de tener muchos motores de inducción eléctricos: los devanados de los motores actúan como inductores como se ve en la fuente de alimentación. Los condensadores tienen el efecto contrario y pueden compensar los devanados inductivos del motor. Algunos sitios industriales tendrán grandes bancos de condensadores estrictamente con el fin de corregir el factor de potencia hacia uno para ahorrar en los cargos de las compañías de servicios públicos.
El factor de potencia cercano a 1 reducirá la potencia reactiva en el circuito y la mayor parte de la potencia en el circuito será potencia real. Esto también reducirá las pérdidas de las líneas eléctricas. Y, por supuesto, el usuario paga precisamente por lo que está usando.
La corrección del factor de potencia generalmente se realiza agregando condensadores al circuito de carga, cuando el circuito tiene componentes inductivos, como un motor eléctrico.