La potencia activa y reactiva que una máquina síncrona entrega a una red de potencia infinita pueden expresarse como:
P = 3∙U∙E0∙sen δ/Xs
Q = 3∙U∙(E0∙cos δ – U)/Xs
La máxima potencia activa que la máquina puede generar vale:
P = 3∙U∙E0 /Xs
Sí δ > 0 la potencia activa desarrollada por la máquina es positiva y corresponde al funcionamiento como generador síncrono o alternador. Si δ < 0, la potencia activa es negativa, es decir la máquina recibe potencia activa de la red y por ello trabaja como motor síncrono. En definitiva, cuando la máquina síncrona trabaja como generador la f.e.m. E0 se adelanta a la tensión, mientras que cuando la máquina síncrona trabaja como motor la f.e.m. E0 se retrasa respecto de la tensión.
Obsérvese también que la potencia máxima generada (o absorbida) por la máquina se produce para δ = 90°; este ángulo de potencia representa el límite de estabilidad permanente de la máquina síncrona. En la realidad estas máquinas suelen trabajar con un ángulo de potencia inferior a 40°.
Otro aspecto a destacar es el valor de la potencia reactiva producida. Se observa que si se cumple que:
E0∙cos δ > V
la máquina síncrona entrega potencia reactiva inductiva a la red, o lo que es lo mismo: la máquina recibe potencia capacitiva de la red. Se dice entonces que la máquina está sobreexcitada.
En el caso de que se cumpla la desigualdad.
E0∙cos δ < V
entonces la potencia reactiva suministrada por el generador es negativa es decir capacitiva, o de un modo equivalente la máquina recibe potencia inductiva de la red. Se dice entonces que el generador funciona subexcitado.