¿Qué es la potencia en un circuito AC?

Los circuitos CA suelen ser trifásicos para distribución eléctrica y transmisión eléctrica. Los circuitos monofásicos se utilizan comúnmente en nuestro sistema de suministro doméstico.

El poder total de un circuito trifásico AC es igual a tres veces el poder monofásico.

Por lo tanto, si el poder en una fase de un sistema trifásico es 'P', entonces el poder total del sistema trifásico sería 3P (siempre que el sistema trifásico esté perfectamente equilibrado).

Pero si el sistema trifásico no está exactamente equilibrado, entonces el poder total del sistema sería la suma del poder de las fases individuales.

Supongamos, en un sistema trifásico, el poder en la fase R es PR, en la fase Y es PY y en la fase B es PB, entonces el poder total del sistema sería

Esta es una simple suma escalar, ya que el poder es una cantidad escalar. Por eso, si consideramos solo una fase durante el cálculo y análisis del poder trifásico, es suficiente.

Consideremos que la red A está conectada eléctricamente con la red B como se muestra en la figura siguiente:

Consideremos la expresión de la onda de tensión de un sistema monofásico:

Donde V es la amplitud de la onda, ω es la velocidad angular de propagación de la onda.

Ahora, consideremos la corriente del sistema es i(t) y esta corriente tiene una diferencia de fase respecto a la tensión por un ángulo φ. Esto significa que la onda de corriente se propaga con un retraso de φ radianes respecto a la tensión. La onda de tensión y corriente pueden representarse gráficamente como se muestra a continuación:

La onda de corriente en este caso puede representarse como:

Ahora, la expresión de la potencia instantánea,

[donde Vrms e Irms son los valores eficaces de la onda de tensión y corriente]

Ahora, tracemos el término P versus tiempo,

Se observa en el gráfico que el término P no tiene ningún valor negativo. Por lo tanto, tendrá un valor promedio no nulo. Es sinusoidal con una frecuencia dos veces la frecuencia del sistema. Tracemos ahora el segundo término de la ecuación de potencia, es decir, Q.

Este es puramente sinusoidal y tiene un valor promedio nulo. Así, a partir de estos dos gráficos, queda claro que P es el componente de potencia en un circuito AC que realmente se transporta de la red A a la red B. Esta potencia se consume en la red B como potencia eléctrica.

Por otro lado, Q no fluye realmente de la red A a la red B. Más bien, oscila entre la red A y B. Este también es un componente de potencia, que en realidad fluye hacia y desde los elementos de almacenamiento de energía inductivos y capacitivos de la red.

Aquí, P se conoce como la parte real o activa de la potencia, y Q se conoce como la parte imaginaria o reactiva de la potencia.

Por lo tanto, P se llama potencia real o activa, y Q se llama potencia imaginaria o reactiva. La unidad de la potencia activa es el vatio, mientras que la unidad de la potencia reactiva es voltio-ampere reactivos o VAR.