adelanto de fase

En un circuito de CA, el adelanto describe la relación de fase en la que la corriente alcanza su pico antes que la tensión. Si se grafican ambos como ondas sinusoidales, la onda de corriente se desplaza hacia la izquierda, llegando a los cruces por cero y a los picos antes que la onda de tensión. Esto ocurre en circuitos capacitivos, donde el comportamiento de carga del condensador hace que la corriente aumente en anticipación a los cambios de tensión. El adelanto se mide en grados; un adelanto de 90 grados representa que la corriente alcanza su pico un cuarto de ciclo antes que la tensión.

El adelanto ocurre específicamente en circuitos con capacitancia. Un condensador permite el paso de corriente más fácilmente cuando la tensión cambia más rápido, lo que ocurre en los puntos de cruce por cero de la onda sinusoidal de tensión. En el pico de tensión, donde la tasa de cambio es cero, la corriente del condensador cae a cero. Esta relación invertida produce el ángulo de fase adelantado. En circuitos puramente resistivos, la corriente y la tensión están en fase. En circuitos inductivos, ocurre lo contrario: la corriente se retrasa con respecto a la tensión.

Factor de potencia y problemas prácticos

Un adelanto excesivo puede reducir el factor de potencia, al igual que el retraso. El factor de potencia representa el coseno del ángulo de fase; un adelanto de 30 grados da un factor de potencia de 0.866, lo que significa que el 13.4 por ciento de la potencia aparente no realiza ningún trabajo útil. Las empresas de servicios públicos penalizan a los clientes cuyas instalaciones producen grandes ángulos de adelanto o retraso porque la potencia reactiva desperdiciada requiere conductores y transformadores más grandes para transportarla.

El adelanto suele aparecer en sistemas de distribución de energía muy cargados con equipos capacitivos: bancos de condensadores utilizados para la corrección del factor de potencia, circuitos convertidores CA-CC y alumbrado fluorescente con ciertos diseños de balasto. Al corregir un factor de potencia atrasado mediante la instalación de condensadores, los ingenieros deben asegurarse de no corregir en exceso, introduciendo adelanto en su lugar. Los relés de protección en sistemas de alta tensión monitorean el adelanto excesivo como una señal de falla o desajuste del condensador.

El término adelanto proviene de la metáfora de una onda que avanza por delante de otra en el tiempo, como si la corriente estuviera guiando la tensión a través del ciclo. Esto lo distingue del retraso, donde la corriente se queda atrás. Tanto el adelanto como el retraso se miden como ángulos de fase en grados o radianes, expresándose el adelanto convencionalmente como un ángulo negativo o declarándose explícitamente como adelantado, dependiendo de la convención de medición utilizada.