Informe de Medida de La Potencia

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECANICA Y ELÉCTRICA LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II

MEDIDA DE LA POTENCIA MONOFASICA MONOFASICA EN CIRCUITOS DE C.A I. OBJETIVOS:

Analizar de forma experimental la medida de la potencia activa en circuitos eléctricos monofásicos de C.A utilizando diversos métodos y compararlos con el método de la lectura directa.

II. MARC MA RCO O TEORICO: POTENCIA ELÉCTRICA Y FACTOR FACTOR DE POTENCIA

Cuando se hace el análisis de la potencia que consume una resistencia (La ley de Joul Joule) e) cuan cuando do es atra atrave vesa sada da por por una una corr corrie ient ntee cont contin inua ua s!lo s!lo era era nece necesa sari rioo multiplicar la corriente por el volta"e entre los terminales. ter minales. ( P=V . I ) Lo anterior tam#ién es cierto en el caso en que se utilice corriente alterna en una resistencia o resistor porque en estos casos la corriente y el volta"e están en $fase$. %sto si&n si&nif ific icaa que que la corri corrien ente te y el volt volta" a"ee tien tienen en sus sus valo valores res máxim máximos os y m'ni m'nimo moss simultáneamente (las formas de onda son i&uales. !lo podr'an diferenciarse en su amplitud)

¿Pero qué sucedería en un circuito que tenga "reactancia”? "reactancia”? %n este caso la corriente se adelantar'a o atrasar'a con respecto al volta"e y sus valores máximos y m'nimos ya no coincidir'an. La potencia que se o#tiene de la multiplicaci!n del volta"e con la corriente ( P=V . I ) es lo que que se llam llamaa una una pote potenc ncia ia apar aparen ente te.. La verd verdad ader eraa pote potenc ncia ia consumida dependerá en este caso de la diferencia de án&ulo entre el volta"e y la corriente. %ste án&ulo se representa como Ø. n circuito que ten&a reactancia si&nifica que tiene un capacitor (condensador) una #o#ina (inductor) o am#os. am#os.

Si el circuito tiene un capacitor Cuando la tensi!n de la fuente va de * voltios a un valor máximo la fuente entre&a ener&'a al capacitor y la tensi!n entre los terminales de éste aumenta hasta un máximo. La ener&'a se almacena en el capacitor en forma de campo eléctrico. Cuando la tensi!n de la fuente va de su valor máximo a * voltios es el capacitor el que entre&a ener&'a de re&reso a la fuente.

Si el circuito tiene un inductor: Cuando la corriente va de * amperios a un valor máximo la fuente entre&a ener&'a al inductor. %sta ener&'a se almacena en forma de campo ma&nético.

1


Cuando la corriente va de su valor máximo a * amperios es el inductor el que entre&a ener&'a de re&reso a la fuente. f uente. e puede ver que la fuente en estos casos tiene un consumo de ener&'a i&ual a $*$ pues la ener&'a que entre&a la fuente después re&resa a ella. La potencia que re&resa a la fuente es la llamada "potencia reactiva" %ntonces en un circuito totalmente resistivo no hay re&reso de ener&'a a la fuente en cam#io en un circuito totalmente reactivo toda la ener&'a re&resa a ella. Ahora es de suponer que en un circuito que ten&a los dos tipos de elementos (reactivo y resistivo) parte de la potencia se consumirá (en la resistencia) y parte se re&resará a la fuente (por las #o#inas y condensadores) condensadores) %l si&uiente &ráfico muestra la relaci!n entre el volta"e la corriente y la potencia.

La potencia que se o#tiene de la multiplicaci!n de la corriente y el volta"e en cualquier momento es la potencia instantánea en ese momento •

•

Cuando el volta"e y la corriente son positivos+ La fuente está entre&ando ener&'a al circuito. Cuando el volta"e y la corriente son opuestos (uno es positivo y el otro es ne&ativo) la potencia es ne&ativa y en este caso el circuito le está entre&ando ener&'a a la fuente

e puede ver que la potencia real consumida por el circuito será la potencia total que se o#tiene con la f!rmula , -  x / (potencia entre&ada por la fuente llamada potencia aparente) menos la potencia que el circuito le devuelve (potencia reactiva).

2


Cuando la corriente va de su valor máximo a * amperios es el inductor el que entre&a ener&'a de re&reso a la fuente. f uente. e puede ver que la fuente en estos casos tiene un consumo de ener&'a i&ual a $*$ pues la ener&'a que entre&a la fuente después re&resa a ella. La potencia que re&resa a la fuente es la llamada "potencia reactiva" %ntonces en un circuito totalmente resistivo no hay re&reso de ener&'a a la fuente en cam#io en un circuito totalmente reactivo toda la ener&'a re&resa a ella. Ahora es de suponer que en un circuito que ten&a los dos tipos de elementos (reactivo y resistivo) parte de la potencia se consumirá (en la resistencia) y parte se re&resará a la fuente (por las #o#inas y condensadores) condensadores) %l si&uiente &ráfico muestra la relaci!n entre el volta"e la corriente y la potencia.

La potencia que se o#tiene de la multiplicaci!n de la corriente y el volta"e en cualquier momento es la potencia instantánea en ese momento •

•

Cuando el volta"e y la corriente son positivos+ La fuente está entre&ando ener&'a al circuito. Cuando el volta"e y la corriente son opuestos (uno es positivo y el otro es ne&ativo) la potencia es ne&ativa y en este caso el circuito le está entre&ando ener&'a a la fuente

e puede ver que la potencia real consumida por el circuito será la potencia total que se o#tiene con la f!rmula , -  x / (potencia entre&ada por la fuente llamada potencia aparente) menos la potencia que el circuito le devuelve (potencia reactiva).

2


NOTA+ s una resta !asorial no arit#ética$ 2

La potencia real se puede calcular mediante la si&uiente formula+ P= I . R • • •

, es el valor de la potencia real en 0atts (vatios).  es la corriente que atraviesa la resistencia en amperios. 1 es el valor de la resistencia en ohmios.

POTN%&A A%T&'A: A%T&'A: P

Es la que efectivamente se aprovecha como potencia 2til en el e"e de un motor la que se transforma en calor en la resistencia de un calefactor etc. 3 se representa por la letra , y se mide en el sistema 45 en vatios o 0atts o por su m2ltiplo 6ilovatio (67) siendo 860 - 8*** 0. e mide con el 7A994%91:. La potencia activa se define matemáticamente como el producto escalar de la corriente por el volta"e eficaces y el coseno del án&ulo donde el án&ulo es el desfasa"e de tensi!n y corriente. P= I rms . V rms . cos ∅

POTN%&A (A%T&' (A%T& 'A: )

Es la potencia necesaria para esta#lecer el campo ma&nético en las máquinas eléctricas construidas con elementos inductivos se mide en volt; ampere reactivos (var) y este se mide con el /A14%91: < /A1=4%91: y se define matemáticamente como el producto de V .I . sin ∅ y se representa por la letra > la unidad de > en el sistema 45 es el voltio;amperio reactivo (/ar) y su m2ltiplo más empleado es el 6ilovoltio; amperio reactivo (6var.) siendo 85/ar - 8*** /ar. Q= I rms . V rms . sin ∅

POTN%&A APA(NT: APA(NT: S

Es

la suma suma faso fasori rial al de las las pote potenc ncia iass acti activa vass y reac reacti tiva vass y se defi define ne matemáticamente como el producto escalar tensi!n por corriente /. /. en el sistema 45

3


es el voltio;amperio (/A) y su m2ltiplo más empleado es el 6ilovoltio;amperio (5/A) siendo 8 5/A - 8*** /A. ¿ = ¿ + ¿ fasorialmente o tambienS =V . I ¿

S P Q

S = P − jQ

FACTOR DE POTENCIA:

l instru#ento de #edida del !actor de potencia: cosi#etro

Denominamos factor de potencia al cociente entre la potencia activa y la potencia aparente que es coincidente con el coseno del án&ulo entre la tensi!n y la corriente cuando la forma de onda es sinusoidal pura etc. : sea que el factor de potencia de#e tratarse que coincida con el coseno phi pero no es lo mismo. %s aconse"a#le que en una instalaci!n eléctrica el factor de potencia sea alto y al&unas empresas de servicio electroener&ético exi&en valores de *? y más. : es simplemente el nom#re dado a la relaci!n de la potencia activa usada en un circuito expresada en vatios o 6ilovatios (57) a la potencia aparente que se o#tiene de las l'neas de alimentaci!n expresada en voltio;amperios o 6ilovoltio;amperios (5/A). Las car&as industriales en su naturaleza eléctrica son de carácter reactivo a causa de la presencia principalmente de equipos de refri&eraci!n motores etc. %ste carácter reactivo o#li&a que "unto al consumo de potencia activa (57) se sume el de una potencia llamada reactiva (5/A1) las cuales en su con"unto determinan el comportamiento operacional de dichos equipos y motores. %sta potencia reactiva ha sido tradicionalmente suministrada por las empresas de electricidad aunque puede ser suministrada por las propias industrias.

4


Al ser suministradas por las empresas de electricidad de#erá ser producida y transportada por las redes ocasionando necesidades de inversi!n en capacidades mayores de los equipos y redes de transmisi!n y distri#uci!n.

TRIANGULOS DE POTENCIA:

Las potencias

antes mencionadas se pueden representar &eométricamente mediante los lados de un trián&ulo llamado @trián&ulo de potencia.

Para un circuito inductivo: •

La intensidad está en retraso+

Para un circuito capacitivo: •

La intensidad está en adelanto

P!" #$% &'()*& $+ ,a-! a/*!" 0& !*&+/(a

La potencia reactiva la cual no produce un tra#a"o f'sico directo en los equipos pero es necesaria para el funcionamiento de elementos tales como motores

5


transformadores lámparas fluorescentes equipos de refri&eraci!n y otros puede volverse aprecia#le en una industria y si no se vi&ila apropiadamente hace disminuir el factor de potencia el cual se paraliza. n alto consumo de ener&'a reactiva puede producirse como consecuencia principalmente de+ • • •

•

n &ran n2mero de motores. ,resencia de equipos de refri&eraci!n y aire acondicionado. na su#;utilizaci!n de la capacidad instalada en equipos electromecánicos por una mala planificaci!n y operaci!n en el sistema eléctrico de la industria. n mal estado f'sico de la red eléctrica y de los equipos de la industria.

na car&a eléctrica industrial en su naturaleza f'sica es reactiva pero su componente de reactividad puede ser controlado y compensado con amplios #eneficios técnicos y econ!micos.

P!" #$% )& &+a(a & ,a-! a/*!" 0& !*&+/(a

El hecho de que exista un #a"o factor de potencia en su industria produce los si&uientes inconvenientes+

*+ Al suscriptor: Aumento de la intensidad de corriente. ,érdidas en los conductores y fuertes ca'das de tensi!n.




ncrementos de potencia de las plantas transformadores y reducci!n de capacidad de conducci!n de los conductores. La temperatura de los conductores aumenta y disminuye la vida de su aislamiento. Aumentos en sus facturas por consumo de electricidad.

,+ A la co#pa-ía de electricidad: 4ayor inversi!n en los equipos de &eneraci!n ya que su capacidad en 5/A de#e ser mayor. 4ayores capacidades en l'neas de transporte y transformadores para el transporte y transformaci!n de esta ener&'a reactiva. Ca'das y #a"a re&ulaci!n de volta"es los cuales pueden afectar la esta#ilidad de la red eléctrica. na forma de que las empresas de electricidad a nivel nacional e internacional ha&an reflexionar a las industrias so#re la conveniencia de &enerar o controlar su consumo de ener&'a reactiva ha sido a través de un car&o por demanda facturado Bs. 5/A es decir co#rándole por capacidad suministrada en 5/AD o a través de un car&o por demanda facturado en B. 57 pero adicionándole una penalizaci!n por #a"o factor de potencia (Bs. 5/A1). Las industrias pueden evitar estos car&os tarifarios si ellas mismas suministran en sus propios sitos de consumo la ener&'a reactiva que ellas requieren la cual puede ser producida localmente a través de condensadores eléctricos estáticos o motores sincr!nicos realizando una inversi!n de relativa poca monta y desde todo punto de vista favora#le econ!mica y técnicamente.

C78! 8&-!"a" & a/*!" 0& !*&+/(a

El factor de potencia exi&ido por la empresa eléctrica se puede conse&uir en una forma práctica y econ!mica instalando condensadores eléctricos estáticos o utilizando los motores sincr!nicos disponi#les en su industria.

%ondensadores eléctricos est.ticos:

6


En

plantas industriales la forma más práctica y econ!mica para la correcci!n del #a"o factor de potencia es la utilizaci!n de condensadores. LA corriente del condensador es usada para suplir en su totalidad o en parte las corrientes ma&netizantes requeridas por las car&as. Los condensadores me"oran el factor de potencia de#ido a que sus efectos son exactamente opuestos a los de las car&as reactivas ya definidas eliminando as' el efecto de ellas.

La potencia reactiva capacitiva de un condensador QC es+ 2

−3

Q C =V . ω . C . 10

, en KVAR

iendo+ •

• •

': %l valor eficaz de la tensi!n de servicio en voltios. /: La frecuencia an&ular (ω=2. π . f ) 0: Erecuencia en Fz. %: La capacidad en faradios.

La potencia del condensador QC ha ser tal que lue&o de su instalaci!n se esta#lezca 1

un valor me"orado de

cos ∅2

comprendido entre *.G y *.G? (inductivo) en lu&ar de

cos ∅1

cos ∅1=

KW KW cos ∅2 = KVAR1 KVAR2

Ho se de#e efectuar una compensaci!n excesiva ( QC > Q L ) ya que en tal caso resulta una potencia reactiva capacitiva con pro#lemas similares a la inductiva. Además en caso de so#re;compensaci!n se puede esta#lecer un aumento de la tensi!n de los equipos con respecto a la de la red.

9


,ara determinar la potencia de los condensadores a utilizar en sistemas de compensaci!n central o por &rupos se suma el consumo de potencia reactiva de todos los equipos teniendo en cuenta un factor de simultaneidad adecuado.

1otores Sincr2nicos:

Los motores sincr!nicos pueden tam#ién actuar como &eneradores de 5/A1. u capacidad para &enerar 5/A1 es funci!n de su excitaci!n y de la car&a conectadaD cuando operan en #a"a excitaci!n no &enera los suficientes 5/A1 para suplir sus propias necesidades y en consecuencia los toman de la red eléctrica. Cuando operan so#rexcitados (operaci!n normal) suplen sus requerimientos de 5/A1 y pueden además entre&ar 5/A1 a la redD en este caso son utilizados como compensadores de #a"o factor de potencia.

EFECTOS DE UN BAJO FACTOR DE POTENCIA: &+ n #a"o factor de potencia aumenta el costo de suministrar la potencia activa a la compaI'a de ener&'a eléctrica porque tiene que ser transmitida más corriente y este costo más alto se le co#ra directamente al consumidor industrial por medio de cláusulas del factor de potencia incluidas en las tarifas. &&+ n #a"o factor de potencia tam#ién causa so#recar&a en los &eneradores transformadores y l'neas de distri#uci!n dentro de la misma planta industrial as' como tam#ién las ca'das de volta"e y pérdidas de potencia se tornan mayores de las que de#er'an ser. 9odo esto representa pérdidas y des&aste en equipo industrial. •

•

3eneradores: La capacidad nominal de &eneradores se expresa normalmente en 6/A. %ntonces si un &enerador tiene que proporcionar la corriente reactiva requerida por aparatos de inducci!n su capacidad productiva se ve &randemente reducida na reducci!n en el factor de potencia de 8** a ?* causa una reducci!n en los 67 de salida de hasta un K. Trans!or#adores: La capacidad nominal de transformadores tam#ién se expresa en 6/A en forma similar a la empleada con &eneradores. Me esta manera a un factor de potencia de N* los 67 de potencia disponi#le son de un N* de la capacidad de placa del transformador. Además el  de re&ulaci!n aumenta en más del do#le entre un factor de potencia de G* y uno de N*. ,or e"emplo+ n transformador que tiene una re&ulaci!n del K a un factor de potencia de G* puede aumentarla al O a un factor de potencia del N*.




•

4íneas de trans#isi2n 5 ali#entadores: %n una l'nea de transmisi!n o alimentador a un factor de potencia de N* 2nicamente un N* de la corriente total produce potencia productiva. Las pérdidas son evidentes ya que un factor de potencia de G* un G* de la corriente es aprovecha#le y a un factor de potencia de 8** toda es aprovecha#le.

VENTAJAS DE LA CORRECCI
De manera invertida lo que no produce un efecto adverso produce una venta"aD por lo tanto el corre&ir el factor de potencia a niveles más altos nos da como consecuencia+

a+ 6n #enor costo de energía eléctrica:

1;


Al me"orar el factor de potencia no se tiene que pa&ar penalizaciones por mantener un #a"o factor de potencia.

7+ Au#ento en la capacidad del siste#a: Al me"orar el factor de potencia se reduce la cantidad de corriente reactiva que inicialmente pasa#a a través de transformadores alimentadores ta#leros y ca#les.

c+ 1e8ora en la calidad del volta8e$ n #a"o factor de potencia puede reducir el volta"e de la planta cuando se toma corriente reactiva de las l'neas de alimentaci!n. Cuando el factor de potencia se reduce la corriente total de la l'nea aumenta de#ido a la mayor corriente reactiva que circula causando mayor ca'da de volta"e a través de la resistencia de la l'nea la cual a su vez aumenta con la temperatura. %sto se de#e a que la ca'da de volta"e en una l'nea es i&ual a la corriente que pasa por la misma multiplicada por la resistencia en la l'nea.

III. MATERIALES= E>UIPOS E INSTRUMENTOS: 6N A6TOT(AS0O(1A9O( CA1AC9%1P9CA+ 1O94O: /4/;Q*** POTN%&A: Q5/A NT(A9A: KK*/AC SA4&9A: *;KO*/AC N 9 S(&: 8QGG

•

1OTO( 4%T(&%O 1ONO0AS&%O ;4&%6A9O(A+

CA1AC9%1P9CA+

1A(%A: :9%1

11


1O94O: BL94R; 98O;*O8 0(%6N%&A: O*;N* FS 'O4TA< 9 NT(A9A: KK*/ POTN%&A: TO*7 4A1PA(A

CA1AC9%1P9CA+

1A(%A: FAL:R%H LA4, 'O4TA< 9 NT(A9A: KK*;KT*/ 0(%6N%&A: O*;N*FS POTN%&A 1A=: 8O*7

6NA P&N>A A1P(&1T(&%A • • •

CA1AC9%19CA+ 1A(%A: ,1A%15 1O94O: ,1;OT %APA%&9A9: −¿ N**/ −¿

6N /ATT&1T(O ANA4O3&%O 9 %$A %APA%&9A9:

1 KΩ 3 V

S(&: 8*T8*8TK 6N 164T&TST( 9&3&TA4

12

T**A


1A(%A: 9%CF S(&: 94;8QK 41NTO 9 %A40A%%&ON:

POTN%&A:8***7 PAN4 9 P(6A @ %A4S 9 %ON=&N:

13


IV. PROCEDIMINETO:

? Armar el si&uiente circuito

A B

@ R&$a" a )a(0a 0& a$*!*"a+)!"8a0!" 0&)0& $+ a!" & 50V a)*a $+ a!" 8'(8! 0& 220V  a+!*a" !) a!"&) 0& VOLTAJE DE INGRESO ( V I ), INTENCIDAD DE CORRIENTE ( I s )  POTENCIA INDICADA ( P I )  a+!*a"!) &+ a *a,a)= *!8a" /!8! 8+(8! ;5 a+!*a/(!+&).  tomar las mediciones respectivas cuando en los terminales A y B se conecta una lámpara+

VALORES OBTENIDOS PARA LA LAMPARA N° ; VOLTAJE DE INGRESO (

2

V I )

INTENCIDAD CORRIENTE ( I s )

14

DE

;.

; 2

; 3

2 ; 1 V ; . 5 4 A

1 5 ; V ; . 4  A

; 1

;.

; 5 5 ; V ; . 2 4 A


POTENCIA INDICADA (

1

P I )

1 ; 6 . 5 H

  . 9 H

3

1 1 . 5 H

 a/&" a) 8&0(/(!+&)= /$a+0! &+ !) ,!"0&) A  B )& /!+&/*& $+ /a&a/*!" Ka+/a:

VALORES OBTENIDOS PARA LA CONEXIÓN DE LA PLANCHA N° ; ; ; ; 1 2 3 4 VOLTAJE DE INGRESO ( 2 2 1 1 V I ) 2 ; 5 ; ; 1 ; ; V V V V INTENCIDAD DE 4 4 3 2 . . . . CORRIENTE ( I s ) 4 ; ; ; 5 9 5 4 A A A A POTENCIA INDICADA (  9 4 2 P I ) 6 2 5 ; 9 ; 6 4 . H H . 5 5 H H

; 5 5 ; V ; .  9 A 5 ; H

 1ealizar las mediciones respectivas cuando en los #ordes A y B se conecta un motor monofásico (licuadora) VALORES OBTENIDOS PARA LA CONEXIÓN DE LA LICUADORA N° ; ; ; 2 3 ; VOLTAJE DE INGRESO (

2

V I )

INTENCIDAD

DE

;.

15

2 ; 1 V ; .

1 5 ; V ; .

1

;.

; 5 5 ; V ; .


CORRIENTE ( I s ) POTENCIA INDICADA (

1

P I )

6 6 A 1 5 3 H

 9 A 1 ; ; H



3 6 A 2 ; H

V. CUESTIONARIO:

? Fallar la potencia a#sor#ida por las car&as y compararla con la lectura para cada caso.

VALORES OBTENIDOS PARA LA CONEXIÓN DE LA LAMPARA N° ; ; ; 2 3 ; VOLTAJE DE INGRESO (

2

V I )

INTENCIDAD

DE

CORRIENTE ( I I )

;.

POTENCIA INDICADA ( P I )

1

2 ; 1 V ; . 5 4 A 1 ; 6 . 5 H

%alculo de la potencia para la coneBi2n de la l.#para: PA(A 4 %ASO N: C* PT =V I . I Z PT =( 220 V ) . ( 0.57 A )

1

1 5 ; V ; . 4  A 6 ; H

1

;.

3

; 5 5 ; V ; . 2 4 A 1 1 . 5 H


PT =125.4 W

PA(A 4 %ASO N: C, PT =V I . I Z PT =( 201 V ) . ( 0.54 A ) PT =108.5 W

PA(A 4 %ASO N: CD PT =V I . I Z PT =( 150 V ) . ( 0.46 A ) PT =69 W

PA(A 4 %ASO N: CE PT =V I . I Z PT =( 100 V ) . ( 0.37 A ) PT =37.0 W

PA(A 4 %ASO N: CF PT =V I . I Z PT =( 50 V ) . ( 0.24 A )

PT =12 W

N

;1 ;2 ;3 ;4 ;5

16

CUADRO DE COMPARACION DE LOS DATOS OBTENIDOS PARA LA LAMPRARA POTENCIA POTENCIA TEORICA EPERIMENTAL 125.4H 1;9.5H .;H 36.;H 12.;H

125H 1;6.5H .9H 3.5H 11.5H


Ca!"# $% a &#'%!a &a*a a !#%+ $% a &a!-a.

VALORES OBTENIDOS PARA LA CONEXIÓN DE LA PLANCHA N° ; ; ; ; 1 2 3 4 VOLTAJE DE INGRESO ( 2 2 1 1 V I ) 2 ; 5 ; ; 1 ; ; V V V V INTENCIDAD DE 4 4 3 2 . . . . CORRIENTE ( I s ) 4 ; ; ; 5 9 5 4 A A A A POTENCIA INDICADA (  9 4 2 P I ) 6 2 5 ; 9 ; 6 4 . H H . 5 5 H H PA(A 4 %ASO N: C* PT =V I . I Z PT =( 220 V ) . ( 4.45 A ) PT =979 W


PA(A 4 %ASO N: CD PT =V I . I Z

19

; 5 5 ; V ; .  9 A 5 ; H


PT =( 150 V ) . ( 3.05 A ) PT =457.5 W

PA(A 4 %ASO N: CE PT =V I . I Z PT =( 100 V ) . ( 2.04 A )

PT =204 W

PA(A 4 %ASO N: CF PT =V I . I Z PT =( 50 V ) . ( 0.98 A ) PT =49 W

N

;1 ;2 ;3 ;4 ;5

CUADRO DE COMPARACION DE LOS DATOS OBTENIDOS PARA PLANCHA POTENCIA POTENCIA TEORICA EPERIMENTAL 6H 92;.;9H 456.5H 2;4H 4H

69.5H 92;H 456H 2;4.5H 5;H

Ca/$! 0& a !*&+/(a a"a a /!+&'(7+ 0& a (/$a0!"a:

VALORES OBTENIDOS PARA LA CONEXIÓN DE LA LICUADORA N° ; ; ; 2 3 ; VOLTAJE DE INGRESO (

2

V I )

INTENCIDAD

1

DE

2 ; 1 V ;

1 5 ; V ;

1

; 5 5 ; V ;


CORRIENTE ( I s )

;.

POTENCIA INDICADA (

1

P I )

PA(A 4 %ASO N: C* PT =V I . I Z PT =( 220 V ) . ( 0.8 A )

PT =176 W


PA(A 4 %ASO N: CD PT =V I . I Z PT =( 150 V ) . ( .68 A )

PT =102 W

PA(A 4 %ASO N: CE PT =V I . I Z PT =( 100 V ) . ( 0.59 A ) PT =59 W

PA(A 4 %ASO N: CF

2;

. 6 6 A 1 5 3 H

.  9 A 1 ; ; H

;.



. 3 6 A 2 ; H


PT =V I . I Z PT =( 50 V ) . ( 0.37 A ) PT =18.5 W

N

;1 ;2 ;3 ;4 ;5

CUADRO DE COMPARACION DE LOS DATOS OBTENIDOS PARA LA LICUADORA POTENCIA POTENCIA TEORICA EPERIMENTAL 16H 154.66H 1;2H 5H 19.5H

165H 153H 1;;H ;H 2;H

@ >ue opina d. o#re la exactitud de cada uno de estos métodos realizados.

Después de ha#er realizado las comparaciones respectivas podemos darnos cuenta que los valores o#tenidos con los métodos ya conocidos son muy aproximados a los experimentales con esto podemos darnos cuenta que estos métodos no dan valores precisos y nos dan una idea aproximada de la realidad.

 >ue suceder'a si S es una impedancia puramente reactiva. %xplique para cada caso.

En este caso la corriente se adelantar'a o atrasar'a con respecto al volta"e y sus valores máximos y m'nimos ya no coincidir'an. La potencia que se o#tiene de la multiplicaci!n del volta"e con la corriente ( P=V . I ) es lo que se llama una potencia aparente. La verdadera potencia consumida dependerá en este caso de la diferencia de án&ulo entre el volta"e y la corriente. %ste án&ulo se representa como Ø. n circuito que ten&a reactancia si&nifica que tiene un capacitor (condensador) una #o#ina (inductor) o am#os.

Si el circuito tiene un capacitor

21


Cuando la tensi!n de la fuente va de * voltios a un valor máximo la fuente entre&a ener&'a al capacitor y la tensi!n entre los terminales de éste aumenta hasta un máximo. La ener&'a se almacena en el capacitor en forma de campo eléctrico. Cuando la tensi!n de la fuente va de su valor máximo a * voltios es el capacitor el que entre&a ener&'a de re&reso a la fuente.

Si el circuito tiene un inductor: Cuando la corriente va de * amperios a un valor máximo la fuente entre&a ener&'a al inductor. %sta ener&'a se almacena en forma de campo ma&nético. Cuando la corriente va de su valor máximo a * amperios es el inductor el que entre&a ener&'a de re&reso a la fuente. e puede ver que la fuente en estos casos tiene un consumo de ener&'a i&ual a $*$ pues la ener&'a que entre&a la fuente después re&resa a ella. La potencia que re&resa a la fuente es la llamada "potencia reactiva"$

/ i la falta de un vat'metro que métodos emplear'a para medir la potencia S.

Ante la falta de un vat'metro para medir la potencia activa de una car&a se puede utilizar un amper'metro y un volt'metro que ten&a una impedancia interna muy alta para evitar errores.

 ndicar en una ta#la de diver&encia entre los valores te!ricos y experimentales.

CUADRO DE COMPARACION ENTRE LOS VALORES TEORICOS  EXPERIMENTALES CONEXIÓN DE LAMPARA POTENCI POTENCIA A EXPERIMENTA TEORICA L

CONEXIÓN DE PLANCHA POTENCI POTENCIA A EXPERIMENTA TEORICA L

CONEXIÓN DE LIC POTENCI POT A EXP TEORICA L

125.5H

125H

6H

69.5H

16H

1;9.5H

1;6.5H

92;.;9H

92;H

154.66H

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.;H

.9H

456.5H

456H

1;2H

36H

3.5H

2;4H

2;4.5H

5H

12H

11.5H

4H

5;H

19.5H

Como podemos darnos cuenta existe un valor m'nimo de error entre los valores te!ricos y experimentalesD lo que quiere decir que lo valores calculados mediante f!rmula matemática nos da una #uena aproximaci!n de a realidad con la cual nos permite predecir ciertas fallas y nos ayuda para el diseIo de instalaciones eléctricas.

 Mescri#a las conexiones llamadas corta y lar&a e indique su aplicaci!n. AP4&%A%&N 9 4A %ON=&N %O(TA @ 4A(3A

Es un procedi#iento para deter#inar la resistencia utiliGando un voltí#etro 5 un a#perí#etro: %s un procedimiento que parece más sensato teniendo en cuenta la definici!n de :hmio aunque como veremos suele resultar el que proporciona los resultados menos precisos. %n él el elemento en prue#a se alimenta con una fuente de tensi!n continua y esta#le y se miden lo más simultáneamente posi#le y con los correspondientes instrumentos los valores de diferencia de potencial y de intensidad. %l valor resultante de la resistencia es+ R=

 I

%ON=&N %O(TA:

Es

la conexi!n del volt'metro en paralelo con el resistor y el amper'metro se coloca en serie con el con"unto formado por el volt'metro y el resistor que quedaron el paralelo en este caso el volt'metro indica la ca'da de tensi!n real que cae so#re el resistor y el amper'metro está midiendo la corrienteD pero la corriente que mide no es la corriente real que circula por el resistor sino que es la corriente que circula por el volt'metro mas la corriente que circula por el resistor.

23


%ON=&N %O(TA: l voltí#etro a7arca sola#ente al resistor

%ON=&N 4A(3A

Se llama conexi!n lar&a por que el volt'metro a#arca el con"unto serie formado por el resistor y el amper'metro !sea el volt'metro mide la ca'da de tensi!n que se produce so#re el resistor y el amper'metro que am#os quedan en serie es decir el volt'metro no está indicando la tensi!n real so#re el resistor D sino que está indicando la tensi!n que cae so#re el resistor más la tensi!n que cae so#re el amper'metro mientras tanto el amper'metro está indicando la corriente real que circula por el resistor

%ON=&N 4A(3A: l a#perí#etro a7arca solo al resistor

Q E'(#$& /78! &&/*$a" a) 8&0(0a) 0& a !*&+/(a a/*(a= "&a/*(a  aa"&+*& 0& $+ /("/$(*! 8!+!)(/! 0& /.a.

Para realizar las mediciones de la potencia en circuitos monofásicos de corriente alterna se utilizan las si&uientes f!rmulas matemáticas+

POTN%&A A%T&'A: P P= I rms . V rms . cos ∅

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POTN%&A (A%T&'A: ) Q= I rms . V rms . sin ∅

POTN%&A APA(NT: S ¿ = ¿ + ¿ fasorialmente o tambienS =V . I ¿

S P Q

S = P − jQ

 %xplique la instalaci!n de un transformador de corriente para medir la potencia activa reactiva y aparente.

La instalaci!n de un trasformador de corriente para la medici!n de potencia se hace con la finalidad de aumentar el alcance del vat'metro para medir potencias superiores para el que fue construido+

25


%oneBi2n a través de un trans!or#ador de intensidad 5 de tensi2n$ 1edidor de Potencia Activa para %orriente Alterna 1ono!.sica

 U>ué conexiones adicionales serán precisas cuando deseen medirse con un vat'metro la potencia reactiva de una red monofásicaV

emos visto hasta ahora que en un vat'metro la desviaci!n de la a&u"a es proporcional al producto de /W y por el coseno de su desfase X. i queremos medir la potencia reactiva de#emos conse&uir que la desviaci!n de la a&u"a Y (alfa) sea proporcional al seno del desfase o lo que es lo mismo al coseno de G*;X.

%xisten varias maneras de conse&uir esto para ello lo que se hace es colocar en paralelo y serie con la #o#ina voltimétrica impedancias cali#radas. La ima&en inferior muestra el esquema interno de un var'metro o tam#ién llamado vat'metro inductivo este es el nom#re que reci#e el aparato pues lo que mide es la potencia reactiva al quedar el circuito voltimétrico desfasado G*Z con respecto a la corriente.

2


'atí#etro o vatí#etro inductivo

POTN%&A (A%T&'A: ) Q= I rms . V rms . sin ∅

1 ,ara medir la potencia activa de un receptor monofásico se utiliza un vat'metro de alcance OA [ KK*/ conectado a través de un transformador de intensidad de relaci!n O*OA. i la escala del vat'metro tiene O* divisiones. U>ué potencia estar midiendo cuando indica TK divisionesV UCuál ser'a la potencia máxima que podr'a medir el vat'metroV SO46%&ON:

26


!n "rimer s#$ar %allamos la &onstante 'el (at) metro : K =

!*I '

H: %onstante del vatí#etro : (ango de la 7o7ina volti#etrica$ &: (ango de la 7o7ina a#peri#etrica$ d: N de divisiones de la escala$ +atos : != 220 V , I =5 A  ' =50 K =

( 220 ) . (5 ) 50

K =22

a+ Lue&o si el vat'metro indica TK divisiones+ PV =( ¿ +IVISI-!S ) . ( K )

7+ La potencia máxima está dada por+

⇒

Pma* =( ¿ma* +IVISI-!S ) . ( K )

⇒

PV = ( 42 ) . ( 22 ) Pma* =( 50 ) . ( 22 )

PV = 924 W Pma* =1100 W

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VI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

•

Como podemos darnos cuenta existe un valor m'nimo de error entre los valores te!ricos y experimentalesD con lo que podemos concluir que los valores calculados mediante f!rmula matemática nos da una #uena aproximaci!n de a realidad con la cual nos permite predecir ciertas fallas y nos ayuda para el diseIo de instalaciones eléctricas.

•

Después de ha#er realizado todos los cálculos correspondientes a la práctica

una de nuestras conclusiones más importantes es+ Las técnicas que se desarrollaron resultan 2tiles para analizar muchos de los dispositivos eléctricos que podemos encontrar en nuestra vida cotidiana porque las fuentes sinusoidales constituyen el método predominante para proporcionar ener&'a eléctrica a las viviendas y empresas. •

Se reco#ienda que antes de la realizaci!n de la práctica se de#en de revisar previamente los instrumentos y materiales a utilizar para poder verificar si están defectuososD en caso de estarlo solicitar en cam#io del instrumento para no tener inconvenientes a la hora de desarrollar la práctica.

•

Se reco#ienda que en el momento de realizar la práctica se de#e de tener mucho cuidado con la manipulaci!n de los conductores ya que se está tra#a"ando con corriente alterna y el contacto directo o indirecto de esta puede producir accidentes.

VII. FUENTES DE INFORMACI

Informe de Medida de La Potencia

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