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voltios-amperios

El voltiamperio ( símbolo SI : VA , [1] a veces V⋅A o VA ) es la unidad de medida de la potencia aparente en un circuito eléctrico . Es el producto del voltaje cuadrático medio (en voltios ) y la corriente cuadrática media (en amperios ). [2] Los voltios-amperios se utilizan generalmente para analizar circuitos de corriente alterna (CA). En los circuitos de corriente continua (CC), este producto es igual a la potencia real , medida en vatios . [3] El voltiamperio es dimensionalmente equivalente al vatio : en unidades SI , 1 V⋅A = 1 W. La clasificación VA se usa más para generadores y transformadores, y otros equipos de manejo de energía, donde las cargas pueden ser reactivas (inductivas o capacitivo).

Formulación

Para un circuito eléctrico simple que funciona con corriente continua , la corriente eléctrica y el voltaje son constantes. En ese caso, la potencia real ( P , medida en vatios ) es el producto de la corriente ( I , medida en amperios ) y el voltaje de un lado del circuito al otro ( V , medido en voltios ):

Para la corriente alterna , tanto el voltaje como la corriente oscilan. La potencia instantánea sigue siendo el producto de la corriente instantánea y el voltaje instantáneo, pero si ambas son ondas sinusoidales ideales que impulsan una carga puramente resistiva (como una bombilla incandescente), la potencia promedio se convierte en (con subíndices que designan el promedio (av), la amplitud máxima ( pk) y raíz cuadrática media (rms)):

De manera más general, cuando la tensión y la corriente no están en fase, estos productos ya no representan la potencia media sino una nueva potencia aparente ( S ), medida en voltios-amperios:

Uso

La relación entre potencia real y potencia aparente se describe mediante el factor de potencia . Con una carga puramente resistiva ocurre lo mismo: la potencia aparente es igual a la potencia real. Cuando hay un componente reactivo (capacitivo o inductivo) en la carga, la potencia aparente es mayor que la potencia real ya que el voltaje y la corriente ya no están en fase. En el caso límite de una carga puramente reactiva, se consume corriente pero no se disipa potencia en la carga.

Algunos dispositivos, incluidas las fuentes de alimentación ininterrumpida (UPS), tienen clasificaciones tanto para voltamperios máximos como para vatios máximos. Una unidad derivada con prefijo común es "kilovoltio-amperio" (símbolo kVA). La clasificación VA está limitada por la corriente máxima permitida y la clasificación en vatios por la capacidad de manejo de energía del dispositivo. Cuando un UPS alimenta equipos que presentan una carga reactiva con un factor de potencia bajo, no se puede exceder ninguno de los límites de manera segura. [4] Por ejemplo, un sistema UPS (grande) clasificado para entregar 400.000 voltios amperios (400 kVA) a 220 voltios puede entregar una corriente de 1818 amperios (estos son valores RMS).

Las clasificaciones VA también se utilizan a menudo para transformadores; La corriente de salida máxima es entonces la clasificación VA dividida por el voltaje de salida nominal. [5] Los transformadores con núcleo del mismo tamaño suelen tener la misma clasificación VA.

El estándar SI permite la convención de utilizar el voltiamperio para distinguir la potencia aparente de la potencia real. [6] [ página necesaria ]

Volt-amperio reactivo

En la transmisión y distribución de energía eléctrica , el voltiamperio reactivo ( var ) es una unidad de medida de potencia reactiva . La potencia reactiva existe en un circuito de CA cuando la corriente y el voltaje no están en fase. El término var fue propuesto por el ingeniero eléctrico rumano Constantin Budeanu e introducido en 1930 por la IEC de Estocolmo , que lo adoptó como unidad de potencia reactiva .

Hay instrumentos especiales llamados varmetros disponibles para medir la potencia reactiva en un circuito. [7]

La unidad "var" está permitida por el Sistema Internacional de Unidades (SI), aunque la unidad var es representativa de una forma de poder. [8] Según la directiva de la UE 80/181/EEC (la "directiva métrica"), el símbolo correcto es "var" en minúscula, [1] aunque las grafías "Var" y "VAr" se ven comúnmente, y "VAR " se utiliza ampliamente en toda la industria energética.

Referencias

  1. ^ ab Directiva del Consejo sobre unidades de medida 80/181/CEE Capítulo 1.2.3., p. 6: "Nombres especiales para la unidad de potencia: el nombre voltio-amperio (símbolo 'VA') cuando se usa para expresar la potencia aparente de la corriente eléctrica alterna, y var (símbolo 'var') cuando se usa para expresar energía eléctrica reactiva."
  2. ^ Ciletti, MD, Irwin, JD, Kraus, AD, Balabanian, N., Bickard, TA y Chan, SP (1993). Análisis de circuitos lineales. En Manual de ingeniería eléctrica, editado por RC Dorf. Boca Ratón: CRC Press. (págs. 82–87)
  3. ^ IEEE 100: el diccionario autorizado de términos de estándares IEEE.-7ª ed. ISBN  0-7381-2601-2 , página 14
  4. ^ Las clasificaciones de vatios difieren de las clasificaciones de voltios y amperios APC
  5. ^ "Transformadores y clasificaciones VA". 27 de junio de 2012 . Consultado el 13 de diciembre de 2016 .
  6. ^ "Folleto de SI" (PDF) (8ª ed.). Archivado desde el original el 29 de marzo de 2019.
  7. ^ Wildi, Theodore (2002). Máquinas Eléctricas, Accionamientos y Sistemas de Potencia . Pearson. pag. 137.ISBN _ 978-0-13-093083-5.
  8. ^ Folleto de SI, 8ª ed.