La mayoría de los clientes residenciales no tienen que pagar por la potencia aparente, sino solo la potencia activa.
Cosas que pueden cambiar la potencia activa extraída (desde la parte superior de mi cabeza):
- Los cables reales tienen resistencia. Aumentar el factor de potencia reducirá las corrientes, lo que significa que para la misma impedancia real del sistema, tendrá menos pérdidas. Esto puede o no ser un ahorro significativo (generalmente no lo es para aplicaciones residenciales).
- Los inductores tienen resistencia en serie y los condensadores tienen fugas (modelados como una resistencia en paralelo de alto valor) así como ESR. Agregar cualquiera de estos podría aumentar la potencia activa consumida, pero elegir un inductor / condensador adecuado puede hacer que esto sea insignificante.
Nota: En los siguientes cálculos, asumo un sistema de CA lineal (todas las fuentes son sinusoidales, solo tienen resistencias, condensadores e inductores). Tan pronto como introduce algo de no linealidad (por ejemplo, agregue un puente rectificador), la mayor parte de este análisis ya no se aplica.
Mirando las especificaciones, el Kill-a-Watt es capaz de medir la potencia activa, potencia aparente, frecuencia, Vrms e Irms (entre otras cosas, pero estos son los componentes útiles). Técnicamente, no es suficiente información por sí sola para determinar si necesita agregar un inductor o un condensador para aumentar el factor de potencia, pero esto se puede mitigar si conoce su sistema y / o puede hacer un poco de experimentación.
Conociendo los rms voltajes / corrientes y la potencia activa P (o podemos usar la potencia aparente |S| ), podemos encontrar el ángulo de fase (dentro de un signo):
\ begin {align}
\ phi & = \ pm \ cos ^ {- 1} \ left (\ frac {P} {V_ {rms} I_ {rms}} \ right) =
\ pm \ cos ^ {- 1} \ left (\ frac {P} {| S |} \ right)
\ end {align}
Ahora calculando la impedancia compleja del sistema equivalente Z=R+Xi :
\ begin {align}
R & = \ frac {V_ {rms}} {I_ {rms}} \ cos (\ phi) \\
X & = \ frac {V_ {rms}} {I_ {rms}} \ sin (\ phi)
\ end {align}
Solo nos interesa el componente imaginario X . Queremos agregar otro elemento reactivo de tal manera que la impedancia del sistema corregida tenga X=0 . Aquí es donde no saber el signo de \ $ \ phi \ $ es algo perjudicial. Si sabemos que todo lo que tenemos es una gran carga inductiva, podemos suponer que \ $ \ phi \ $ realmente es positivo, y al final, después de haber agregado el condensador apropiado, verifique si eso mejoró la potencia. factor. Del mismo modo, si encontramos que el sistema es capacitivo, entonces \ $ \ phi \ $ debe ser negativo.
Para arreglar una carga inductiva, debe agregar en paralelo un capacitor cuyo valor es:
\ begin {align}
C_ {pfc} = \ frac {1} {2 \ pi f X}
\ end {align}
Del mismo modo, para arreglar una carga capacitiva, debe agregar en serie un inductor cuyo valor sea:
\ begin {align}
L_ {pfc} = \ frac {-X} {2 \ pi f}
\ end {align}