Potencia activa y reactiva. I
En la década de 1880 surgió la rivalidad entre Nikola Tesla y Thomas Edison para establecer la electrificación en Estados Unidos. Usando la Corriente Alterna, como defendía Tesla o la Corriente Continua, como defendía Edison.
Finalmente, en 1893 la Feria Mundial de Chicago eligió la corriente alterna para iluminar sus instalaciones. Desde entonces la distribución de energía eléctrica se realiza en corriente alterna, dadas sus ventajas en el transporte a largas distancias. La energía eléctrica alterna se produce en lo que denominamos generalmente la fuente de potencia AC (Corriente Alterna o Altern Current).
La potencia generada tiene que distribuirse a las zonas de consumo o cargas y podemos considerar que sigue un flujo de potencia activa desde la fuente a las cargas. Estas cargas pueden clasificarse en resistivas, capacitivas o inductivas. Las cargas resistivas están formadas por resistencias, las capacitivas por condensadores y las inductivas por bobinas. Es importante destacar que las resistencias no alteran el flujo de la potencia activa alterna, no ocurre lo mismo con los condensadores y las bobinas. Los condensadores los encontramos en el banco de condensadores y las bobinas en los motores.
Figura 1: Flujo de potencia activa
Cuando el flujo de la potencia activa se aplica a condensadores y bobinas aparece la potencia reactiva. Es decir, se produce una reacción a la acción de la variación del flujo electromagnético en forma de corriente inducida (ii). Establecida por la ley de inducción electromagnética de Faraday y expresada por la siguiente ecuación:
Es una ecuación complicada, pero puede explicarse gráficamente en el caso de las bobinas. Una bobina es un conductor al que se le han dado varias vueltas. En cada vuelta aparece un área o superficie encerrada por el conductor, donde inicialmente circula la intensidad dada por la potencia activa, a esta intensidad inicial la denominamos i0 y recordemos que es una corriente alterna que oscila 50 veces por segundo.
Figura 2: Esquema de corrientes en una bobina
La corriente inicial i_0 al recorrer el circuito circular, en cada bucle genera un campo magnético B en el sentido mostrado en la figura. Ahora es cuando se produce la reacción a la acción de crear este campo magnético. El campo magnético B induce la creación de una corriente que se opone al crecimiento del propio campo magnético, es la corriente inducida ii , que se opone a la corriente inicial i0. El resultado final es que la intensidad en la salida de la bobina no es la misma que en la entrada. La corriente de entrada es i0 y la corriente de salida is es la corriente de entrada i0 menos la corriente inducida ii . Esto se traduce en un desfase entre la tensión de entrada v0 y la corriente de salida is. No olvidemos que la corriente es alterna y por tanto el ciclo se repite de forma oscilatoria. En el siguiente semiperiodo el esquema será el siguiente.
Pero sigue manteniéndose el desfase entre la tensión de entrada y la corriente de salida en la bobina. Este desfase es el resultado de la reacción a la acción de introducir una corriente variable en la bobina y genera la potencia reactiva