Factor de Potencia Líder vs Retardado | Explicación de la Diferencia de Fase

El factor de potencia adelantado y el factor de potencia retrasado son dos conceptos clave relacionados con el factor de potencia en sistemas eléctricos de corriente alterna. La principal diferencia radica en la relación de fase entre la corriente y el voltaje: en un factor de potencia adelantado, la corriente adelanta al voltaje, mientras que en un factor de potencia retrasado, la corriente se retrasa respecto al voltaje. Este comportamiento depende de la naturaleza de la carga en el circuito.

¿Qué es el Factor de Potencia?

El factor de potencia es un parámetro crucial e indimensional en los sistemas eléctricos de corriente alterna, aplicable tanto a circuitos monofásicos como trifásicos. Se define como la relación entre la potencia real (o activa) y la potencia aparente.

En los circuitos de corriente directa, la potencia puede determinarse directamente multiplicando las lecturas de voltaje y corriente. Sin embargo, en los circuitos de corriente alterna, este producto da la potencia aparente, no la potencia realmente consumida. Esto se debe a que la potencia total suministrada (potencia aparente) no se utiliza por completo; la parte que realiza trabajo útil se llama potencia real.

En resumen, el factor de potencia es el coseno del ángulo de fase entre el voltaje (V) y la corriente (I). Para cargas lineales en circuitos de corriente alterna, el factor de potencia varía de -1 a 1. Un valor más cercano a 1 indica un sistema más eficiente y estable.

Definición del Factor de Potencia Adelantado

Un factor de potencia adelantado ocurre cuando hay una carga capacitiva en el circuito. En cargas puramente capacitivas o resistivo-capacitivas (RC), la corriente adelanta al voltaje de alimentación, resultando en un factor de potencia adelantado.

Dado que el factor de potencia es la relación entre la potencia real y la potencia aparente—y para formas de onda sinusoidales, el coseno del ángulo de fase entre el voltaje y la corriente—la corriente adelantada crea un ángulo de fase positivo, dando lugar a un factor de potencia adelantado.

Como se evidencia en la figura anterior, la corriente $I$ cruza el eje de tiempo en cero antes en fase que el voltaje $V$. Esta condición se conoce como factor de potencia adelantado. La figura a continuación ilustra el triángulo de potencia para un factor de potencia adelantado.

Definición del Factor de Potencia Retrasado

Un factor de potencia retrasado en un circuito de corriente alterna ocurre cuando la carga es inductiva. Esto se debe a que, en presencia de una carga puramente inductiva o resistivo-inductiva, existe una diferencia de fase entre el voltaje y la corriente, de tal manera que la corriente se retrasa respecto al voltaje. Como resultado, el factor de potencia de tales circuitos se dice que es retrasado.

Considere las formas de onda del voltaje de alimentación y la corriente a través de una carga puramente inductiva:

Aquí, la corriente cruza el punto cero del eje de tiempo en una fase posterior en comparación con el voltaje, resultando en un factor de potencia retrasado. El triángulo de potencia para un factor de potencia retrasado se muestra a continuación:

Conclusión

A partir de la discusión anterior, se puede concluir que, idealmente, se asume que el voltaje y la corriente están en fase, lo que resulta en un ángulo de fase de 0° entre ellos. Sin embargo, en la práctica, existe una diferencia de fase, y esto se representa por el factor de potencia del circuito.