P. P. Ingeniería Me cánica, Mecánica Eléctrica y Mecatrónica ______________________________________________ ______________________ _________________________________________________ __________________________________ _________ __ Guía de Medidas Eléctricas UNI VERSI DAD CATÓLI CA DE SANTA MARÍ A FACULTAD DE CI ENCI AS E I NGENI ERÍ AS FÍ SI CAS Y FORMALES SESION 09: METODOS DE MEDICION DE LA POTENCIA ELECTRICA ACTIVA EN CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA MONOFÁSICOS I.-OBJETIVO: Analizar en forma experimental los métodos de medición existen tes para la potencia activa en circuitos monofásicos resistivos - capacitivos. II.- MARCO TEÓRICO: El receptor Z, cuyo factor de potencia se pretende determinar, se con ecta en paralelo con una resistencia pura R de valor conocido y se miden l as intensidades de corriente I R que circula por R, I Z que circula por Z e I T corriente total del circuito, por medio de amperímetros. Para que el factor de potencia sea lo mas exacto posible deben cumplirse las siguientes condiciones previas.
Que el valor de la resistencia R sea sea aproximadamente aproximadamente igual al valor de Z. Que los amperímetros tengan una resistencia interior muy muy pequeña
En estas condiciones, se tiene: 1. La tensión tensión V esta en fase con la corriente I R . 2. La corriente I Z , en el receptor Z, esta desfasada en un ángulo respecto a la tensión V.
Del diagrama vectorial correspondiente se expresa la siguiente relación: P = V I
Z Cos = (I T 2 ± I R 2 - I Z 2 ) R 2 En la realización práctica de las mediciones eléctricas, se utilizan diferen tes procedimientos para determinar el factor de potencia de una instalación de corriente alterna. Todos estos procedimientos pueden agruparse en: Procedimientos de Medición Indirecta Procedimientos de Medición Directa I T I Z I R (1.1) Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www. novapdf.com) P. P. Ingeniería Me cánica, Mecánica Eléctrica y Mecatrónica ________________________________________________________________________________ __ Guía de Medidas Eléctricas Medi ción indirecta de la potencia en corriente alterna monofásica Procedimiento del cosfimetro, Voltímetro y Amperímetro
Procedimiento de los tres voltímetros
Procedimiento de tres amperímetros
Medi ción di recta de l a potenci a en corriente alterna monofásica En la práctica industrial, y especialmente en las centrales eléctricas, se emple a preferentemente la medición directa de la potencia, por medio de aparato s de medida denominados vatimetros, analizadores de redes portátiles y en algu nos casos osciloscopios. III.-ELEMENTOS A UTILIZAR: Conductores de conexión *01 Analizador de red portatil 01 vatimetro monofásico anal. *01 Reóstato de 44 Ohm, 4.4 Amp. Capacitancia 30,50 y 70uF *01 Reóstato de 180 Ohm, 1.6 Amp. 04 Multimetros digitales *01 autotransformadores monofásico IV.-PROCEDIMIENTO DE EJECUCIÓN: 1. Para el siguiente circuito encontrar el factor de potencia, mediante los método s
indirectos y directos. 2. La impedancia de carga (Z) será un circuito serie R-C. Donde RL =40 ohmios y C va a variar. 3. Energizar el circuito CON UNA TENSION DE 50 V EN Zx. Procedimiento de los tres voltímetros. Con los mismos valores de resiste ncia e capacitancia encontrar la potencia con este método. A V1 V2 Zx C X C R L
V3
Pexp Pteo R
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www. novapdf.com) P. P. Ingeniería Me cánica, Mecánica Eléctrica y Mecatrónica ________________________________________________________________________________ __ Guía de Medidas Eléctricas 9. Procedimiento de los tres amperímetros. Con los mismos valores de resistencia y capacitancia encontrar el factor de potencia con este méto do. CON UNA TENSION DE 50 V EN Zx V A1 A2 Zx C X C R L
A3
Pexp Pteo R
4. Método directo utilizando un Zx V A Pexp Zx C X C R L
Vatímetro digital. CON UNA TENSION DE 50 V EN
Pteo
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novapdf.com) P. P. Ingeniería Me cánica, Mecánica Eléctrica y Mecatrónica ________________________________________________________________________________ __ Guía de Medidas Eléctricas V.-CUESTIONARIO: 1. Explique el principio de funcionamiento del vatimetro. 2. ¿Qué tipos de vatimetros existen? 3. Dibujar el diagrama fasorial correspondiente a cada circuito armado. 4. ¿En que consiste el método de voltímetro, amperímetro y cosfimetro para hallar la potencia eléctrica? Explicar con detalle. 5. ¿En que consiste el método de los tres amperímetros para hallar la potencia eléctrica? Explicar con detalle. 6. ¿En que consiste el método de los tres voltímetros para la potencia eléctrica? Explicar con detalle. 7. ¿Cuál de los métodos indirectos para la medición de la potencia eléctrica activa monofásico es el más exacto? 8. ¿Cuáles son las condiciones necesarias para que cada método pueda realizarse en forma exacta? 9. Obtener la Potencia Activa, Reactiva y la Potencia Aparente y fact or de potencia experimentales para cada una de las impedancia Z . 10. Presentar en forma tabulada la divergencia en porcentaje dando el error absoluto relativo porcentual del método usado para la Potencia del circuito. VI.-OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES: Hacer las observaciones y conclusiones en forma clara y empleando el menor numero de palabras, 05 de cada una. VII.-BIBLIOGRAFÍA. Indique la bibliografía o página Web utilizada.
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