KVA vs KW. Te lo explica Pitágoras:
Haremos uso de su célebre teorema para, explicando el "Triangulo de Potencia", expliquemos los diferentes conceptos.
Si querés saber de dónde sale esto, qué tiene que ver Pitagóras; y porqué multiplicamos por 0,8 y no por otro número, seguí leyendo.
Vamos a usar a Pitágoras (o su teorema, en realidad) para explicar gráficamente de dónde sale esta cuestión. Según este teorema del siglo VI a.C., en un triángulo rectángulo (sólo en un rectángulo), se demuestra que la suma del cuadrado de sus lados es igual al cuadrado de su hipotenusa.
Bien, ocurre que en electricidad existe lo que se conoce como "Triangulo de Potencia eléctrica", que es un triángulo rectángulo compuesto en sus lados por la "potencia activa" (que se mide en W) y la "potencia reactiva" (se mide en VAr); y su hipotenusa es la "potencia aparente" (se mide en VA). Así lo podemos ver en la segunda imagen.
Potencia activa, reactiva y aparente.
Definamos ahora las potencias teniendo en cuenta que la mayoría de los equipos eléctricos poseen potencia activa y reactiva simultáneamente, en distintas proporciones:
● Potencia Activa (KW - Kilovatios):
- ¿Qué es KW? Es la unidad para medir la potencia activa, que es la cantidad real de energía que se utiliza para realizar trabajo en un circuito eléctrico.
- Significado: Representa la cantidad de energía que realmente se convierte en trabajo útil, como la luz emitida por una bombilla o la rotación de un motor.
- Ejemplo: Un horno eléctrico utilizado en la industria.
- Explicación: El horno eléctrico convierte la energía eléctrica en calor para fundir metales u otros
● Potencia Reactiva (KVAr - Kilovoltiamperios Reactivos):
- ¿Qué es KVAr? Es la unidad de medida de la potencia reactiva, que no realiza trabajo útil directamente, pero es necesaria para mantener la tensión y el flujo de corriente en sistemas con elementos inductivos o capacitivos.
- Significado: Es la energía intercambiada entre la fuente de alimentación y los dispositivos inductivos o capacitivos en el circuito, sin ser convertida en trabajo mecánico o térmico.
- Ejemplo: Un motor eléctrico.
- Explicación: Cuando un motor eléctrico está en funcionamiento, puede tener una componente inductiva que requiere potencia reactiva para mantener el flujo magnético en sus bobinas. Esta potencia reactiva no realiza trabajo directamente, pero es necesaria para el funcionamiento del motor. Los motores eléctricos son dispositivos comunes en la industria y el hogar que contribuyen a la potencia reactiva en un sistema eléctrico. Es común agregar dispositivos como capacitores para compensar esta potencia reactiva y mejorar el factor de potencia en instalaciones eléctricas.
● Potencia Aparente (KVA - Kilovoltiamperios Aparentes):
- ¿Qué es KVA? Es la potencia aparente, la combinación de la potencia activa y la potencia reactiva en un sistema eléctrico.
- Significado: Representa la carga total en un sistema eléctrico, considerando tanto la potencia real (activa) como la potencia reactiva. Es la magnitud total de la energía que fluye en el sistema, incluyendo la parte que realiza trabajo y la que contribuye al flujo de corriente en el sistema.
La diferencia entre entre KW y KVA, es que a pesar de que ambas miden potencias eléctricas, el KW expresa la Potencia activa (la energía que se convierte en trabajo útil), y el KVA la Potencia aparente, que es la combinación eléctrica entre la potencia activa y la potencia reactiva como vimos en el triángulo de potencia.
Factor de Potencia y coseno de ϕ (phi)
Para hacer el análisis comprensivo a gente que busca una idea, los usaremos como sinónimos, aunque no lo sean, pero ambos se obtienen realizando las mismas operaciones matemáticas.
ϕ (phi) es una letra griega, que por convención se utilizan para nombrar ángulos. En nuestro triángulo de potencia, ϕ es el ángulo que se forma entre la potencia aparente y la potencia activa. Para calcular su coseno, divimos:
Factor de potencia (cos ϕ) = la potencia activa (KW) / potencia aparente (KVA).
¿Y para qué sirve saber este "factor de potencia"?, bueno es un valor estándard que brindan los fabricantes de equipos eléctricos y se relaciona con la eficiencia en la conversión de energía eléctrica en el trabajo esperado.
Si el Factor de potencia tiene un valor próximo a 0, significa que la potencia activa (la que realmente genera trabajo) es muuuucho menor a la potencia aparente. O sea, que la mayoría de la corriente absorvida por el equipo no se transformará en nada útil, sólo en calor que recaliente bobinados y componentes, etc. En cambio, si el Factor de potencia se aproxima a 1, significa que prácticamente toda la corriente absorvida por el equipo se tranforma en trabajo útil (para que esta división sea 1, la potencia aparente debería ser igual a la potencia activa).
Mientras los equipos se aproximen más a 1, estamos más cerca del caso ideal. Por ejemplo, en el caso de la UPS, 3000W serían equivalentes a 3000VA.
Pero, ¿qué sucede en la práctica?. Estas potencias no suelen ser iguales, sino que la potencia activa suele tener un valor menor. Las UPS suelen tener factores de potencia de 0,8 o 0,9, dependiendo modelo y fabricante. En la imagen 3 podemos ver distintos ejemplos.
Factores de potencias de diferentes equipos eléctricos.
Potencia activa (KW) = Potencia aparente (KVA) x Factor de potencia.
Asimismo, si tenemos los datos de potencia activa y Factor de potencia y necesitamos potencia aparente:
Potencia aparente (KVA) = Potencia activa (KW) / Factor de potencia.
Esperamos que haya sido clarificador y de utilidad.
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