Factor de potencia

¿Qué calcula esta herramienta?

El factor de potencia indica qué fracción de la potencia aparente se transforma en potencia activa útil.

Ejemplo resuelto

P = 900 W y S = 1000 VA dan fp = 0.9.

Recomendaciones prácticas

• El resultado ideal está entre 0 y 1.
• Un valor bajo incrementa corriente para la misma potencia útil.
• Para compensación real distingue cargas inductivas y capacitivas.

Cuándo resulta útil

Estimación de relación entre potencia activa y aparente en cargas AC.

Error común que conviene evitar

Un valor cercano a uno no garantiza baja distorsión armónica; el cálculo simplificado supone condiciones compatibles.

Fórmulas completas del factor de potencia

En corriente alterna se distinguen tres potencias que forman el llamado triángulo de potencias: la activa P (W), que produce trabajo o calor; la reactiva Q (var), que se intercambia con campos magnéticos o eléctricos; y la aparente S (VA), que es lo que “ve” la red: S = V · I.

• Factor de potencia: fp = P / S
• Con ondas senoidales: fp = cos φ, donde φ es el desfase entre tensión y corriente
• Potencia aparente: S = √(P² + Q²)
• Potencia reactiva: Q = √(S² − P²) = S · sen φ
• Ángulo: φ = arccos(fp)
• Corriente necesaria: I = P / (V · fp) en monofásica
• Compensación con capacitores: Q_c = P · (tan φ₁ − tan φ₂) y C = Q_c / (2π · f · V²)

Con cargas electrónicas no lineales (fuentes conmutadas sin corrección, variadores), la corriente tiene armónicos y fp = P / S sigue siendo válido, pero ya no coincide con cos φ.

Tabla de valores típicos (S = 1000 VA)

La última columna indica cuánta más corriente necesitas para entregar la misma potencia activa que con fp = 1 (es 1 / fp). Con fp = 0.5 los conductores llevan el doble de corriente.

Ejemplo resuelto: corregir el factor de potencia de un motor

Un motor monofásico consume 1500 W a 220 V y 60 Hz con fp = 0.75. Se quiere llevarlo a 0.95.

1. Corriente inicial: I = 1500 / (220 × 0.75) ≈ 9.09 A.
2. tan φ₁ = tan(arccos 0.75) ≈ 0.882 y tan φ₂ = tan(arccos 0.95) ≈ 0.329.
3. Reactiva a compensar: Q_c = 1500 × (0.882 − 0.329) ≈ 830 var.
4. Capacitancia: C = 830 / (2π × 60 × 220²) ≈ 45.5 µF (se usaría un capacitor de valor comercial cercano, para AC y con tensión nominal adecuada).
5. Corriente final: I = 1500 / (220 × 0.95) ≈ 7.18 A, un 21 % menos.

La potencia activa no cambia: el motor hace el mismo trabajo, pero la instalación transporta menos corriente y tiene menos pérdidas.

Errores comunes

• Confundir factor de potencia con eficiencia: el rendimiento compara potencia mecánica y eléctrica; el fp compara potencia activa y aparente. Un motor puede tener buen rendimiento y fp bajo.
• Introducir P mayor que S: es físicamente imposible; revisa las mediciones o las unidades (kW frente a VA).
• Sobrecompensar: demasiada capacitancia vuelve la carga capacitiva y el fp vuelve a bajar, ahora en adelanto.
• Compensar cargas con muchos armónicos con capacitores simples: pueden entrar en resonancia con la red; en esos casos se usan filtros o equipos de corrección activa.