El desfase de corriente y voltaje es un problema común en los sistemas eléctricos. Este fenómeno ocurre cuando la corriente y el voltaje no están en fase, lo que puede provocar una disminución en la eficiencia y un aumento en la pérdida de energía. En este artículo, exploraremos cómo detectar y solucionar el desfase de corriente y voltaje.
Desfase de corriente y voltaje
La corriente alterna es un tipo de electricidad en el que el voltaje cambia constantemente de polaridad. Esto significa que el condensador, un componente crucial de los circuitos eléctricos, se carga y descarga continuamente al ritmo de las fluctuaciones del generador. Debido a este fenómeno, la intensidad de la corriente se ve afectada y fluctúa en igual medida.
Si observamos una animación que muestra la corriente que circula por un condensador, podremos ver que el voltaje y la intensidad no están en fase, es decir, no coinciden en el tiempo. De hecho, la intensidad está adelantada respecto al voltaje exactamente 90°, lo que significa que su pico máximo se produce 0.25 ciclos después del pico máximo del voltaje.
A pesar de esta diferencia de fase, la relación entre el voltaje y la intensidad sigue estando determinada por la Ley de Ohm. Sin embargo, en el caso de la corriente alterna, hablamos de una versión generalizada de esta ley. En ella, el valor de la resistencia se sustituye por un valor similar, llamado impedancia, que tiene en cuenta tanto la resistencia como la reactancia del circuito.
Para un condensador, la impedancia viene dada por una fórmula que incluye la frecuencia de la corriente alterna y la capacidad del condensador, medida en Faradios. Es importante tener en cuenta que la frecuencia de la corriente alterna varía según la región geográfica, siendo de 50Hz en Europa y de 60Hz en América.
En resumen, la corriente alterna es un fenómeno eléctrico en el que el voltaje y la intensidad no coinciden en el tiempo debido a los cambios constantes de polaridad. A pesar de esto, la relación entre ambos sigue estando regida por la Ley de Ohm generalizada, en la que se utiliza el concepto de impedancia para tener en cuenta tanto la resistencia como la reactancia del circuito.
¿Qué es el desfase en electricidad?
El tiempo de desfase (td) es un parámetro fundamental en la caracterización y análisis de las ondas, definido como la diferencia temporal entre un punto de una onda y el equivalente en la otra onda.
Esta medida se puede realizar utilizando tanto los nodos como los máximos de las ondas. Cabe destacar que el tiempo de desfase es un indicador crítico de la sincronización y coherencia entre señales, y juega un papel clave en numerosas aplicaciones científicas y tecnológicas, desde la resonancia magnética hasta la comunicación de datos.
¿Cuántos grados son de desfasamiento entre la corriente y el voltaje en un circuito resistivo?
El ángulo de desfasamiento se encuentra en un rango de -90° si la carga es puramente capacitiva, de 0° si la carga es puramente resistiva y de hasta 90° para una carga puramente inductiva. El factor de potencia oscila entre cero (en una carga puramente capacitiva o inductiva) y uno (en una carga puramente resistiva).
En el ejemplo previo, se calculó un factor de potencia de 0.866. Debido a que la corriente se encuentra desfasada con respecto al voltaje, se considera que el factor de potencia es 0.866 atrasado.
Acorde a lo anterior, es importante destacar que los principales desencadenantes de un factor de potencia menor a uno en una industria son los motores existentes, ya que sus embobinados generan un fuerte efecto inductivo que ocasiona que la señal de corriente se atrase con respecto a la señal de voltaje.
¿Qué diferencia existe entre el desfase entre la tensión y la intensidad entre la bobina y el condensador?
En un circuito en serie que contiene un condensador, la intensidad permanecerá constante, pero la tensión será la suma de las tensiones individuales. A diferencia de una bobina, donde la tensión está adelantada 90º con respecto a la intensidad, en el caso del condensador la tensión estará retrasada 90º en relación a la intensidad.
El triángulo de impedancias se invertirá, manteniendo su forma pero al revés.
Si utilizamos números complejos, podemos expresar Xc como 1/(wCj) y, por lo tanto, Z como R + 1/(wCj), en números complejos. Si dibujamos el triángulo de impedancias, encontraremos que la Z resultante en números naturales sería:
Z2 = R2 + (1/(wC))2
Podemos observar que es similar al caso anterior, pero sustituyendo Xl por Xc, que es 1/wC, en lugar de Xl, que es wL.
El desfase de corriente y voltaje es un fenómeno que ocurre en circuitos eléctricos y electrónicos. Aunque no se conoce exactamente quién lo descubrió, se sabe que es importante comprenderlo para evitar problemas en la transmisión de energía eléctrica.
