ºMEDICIÓN DE FOCOS AHORRADORES DE 18 WATTS [Aparco Cuchula, Wilson; Coronel Mucha, John; Espinoza Rojas, Edison; Huaman Aroni, Cesar; Cesar; Ramos Gaza, Gaza, José; Vargas Vadillo, Jorge] Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Metrología e Instrumentación Eléctrica Universidad Nacional del Centro del Perú, Ciudad de Huancayo, Junín, Perú Junio - 2010
RESUMEN En la invest investiga igació ción n siguie siguiente nte hemos hemos tratad tratado o de dete determ rmin inar ar si los los foco focos s que que nos nos pres presen enta ta el merc mercad ado o es real realme ment nte e ahor ahorra rado dor, r, medi median ante te medici medicione ones s con instru instrumen mentos tos de labora laborator torio io (de corriente, tensión y potencia), y logramos obtener las verdaderas potencias para cada foco ahorrador llegando así a concluir que el foco Philips es el único que cumple con sus especificaciones dadas en su envoltura. Palabras claves: Veri Verifi fic cació ción si el foc foco • ahorrador. • Potencia de foco. Los focos son ahorradores. •
es
rea realmen lmente te
ABSTRACT In the foll follo owing wing inve invest stig iga atio tion we soug sought ht to determine whether the outbreaks that we present the market is effectively effectively saving, by measuremen measurements ts with laboratory laboratory instrument instruments s (current, (current, voltage voltage and power), and we get the real powers for each bulb saving thus leading to the conclusion conclusion that Philips focus is the only one that meets your specifications given in the wrapper. Keys Words: • • •
Check if the focus is really saving. Power source. The saving bulbs.
INTRODUCCIÓN
Voltaje en corriente alterna ACV: 2 V – 700V ± 1.2% Intensidad en corriente alterna DCA: 2 mA –20A ± 0.8% Intensidad en corriente alterna ACA: 20 mA –20A ± 0.8% Ohmímetro: 200Ω - 200MΩ ± 1.2% Capacimetro: 2 nF – 20 nF ± 2.5% Temperatura: -40°C – 1000°C ± 0.75% Prueba de transistor: Si Prueba de diodo: Si Timbre de continuidad: Si Fuente de poder: 9V Visualización LCD: Si Visualización máxima: 1999 Protección: Uso horizontal
Voltímetro (GANZ HLV - 2) Marca: “Ganz HLV-2” Escala: 300v Valor nominal: 300v ± 0.5%, 60kΩ Error sistemático: 0.5 Protección: Uso horizontal
Vatímetro (GANZ HEW A2) Escala: 120v Valor nominal: 48v ± 0.5%, 16kΩ Error sistemático: 0.5 Protección: Uso horizontal Philips: Tensión: 220 v – 240 v Frecuencia: 50 Hz – 60 Hz Luminiscencia: 1100 lm Duracion: 4000 h Potencia: 18w Base: E27 Luz: clara/fría
Newstar: Ante el uso frecuente de los focos ahorradores y sus diferentes marcas la pregunta sería si: ¿realmente esos focos son ahorradores? Para eso hemos puesto a prueba las distintas marcas en un laboratorio y determinamo determinamos s si realmente realmente lo son, los resultados resultados que obtuvimos obtuvimos nos causo causo una gran impres impresión ión al saber saber que no cumplí cumplían an con sus especi especific ficaci acione ones s dadas en su envoltura salvo la marca Philips. .
MATERIALES Y MÉTODOS En las pruebas de ensayo las lecturas de corriente, tens tensió ión n y pote potenc ncia ia se han han real realiz izad ado o con con los los inst instru rum mento entos s mult multít íte este ster (SAN SANWIN MY6 MY62), voltímetro (GANZ HLV - 2) y vatímetro (GANZ HEW a); a); adem además ás de foco focos s de 18w 18w de las las marc marcas as de: de: Philips, Newstar, Phelix, Ulix.
Multíteste r (SANWIN MY62) Marca: “Samwin” Voltaje en corriente directa DCV: 200 mV – 1000V ± 0.5%
Tensión: 220 v – 240 v Frecuencia: 50 Hz – 60 Hz Luminiscencia: Duracion: 6400 h Potencia: 18w Base: E27 Luz:
Phelix: Tensión: 220 v – 240 v Frecuencia: 50 Hz – 60 Hz Luminiscencia: Duracion: Potencia: 18w Base: Luz:
Ulix: Tensión: 220 v – 240 v Frecuencia: 50 Hz – 60 Hz Luminiscencia: Duracion: 5000 h Potencia: 18w
Modelo: G5X Base: E27 Luz:
vatajes equivalentes incandescentes. incandescentes.
Nota Nota:: Las Las cara caract cter erís ísti tica cas s resa resalt ltad adas as son son porque dichas marcas no muestran valores en sus etiquetas. Método de conexión del vatímetro: El principio en el cual el instrumento funciona en una lámpara es la siguiente: la lámpara recibe la corriente eléctrica; entonces la energía dada a este circuito es medida por el producto de la corriente que atraviesa el circuito en amperios y la diferencia potencial de los extremos de ese circuito en voltios, multiplica multiplicados dos por cierto cierto factor factor llamado llamado el factor factor de la ener energí gía a ( ). La conex onexió ión n que que util utiliz izam amos os para para la medida medida de la pote potenc ncia ia de los los de foco focos s es la siguiente:
a
las
bombillas
Philips datos obtenidos en laboratorio
Tiem po (s) 30 seg 5 min 10 min
Voltaj e (V)
Corrien te (mA)
Pot. Efectiv a (W)
Pot. Aparen te (S)
220
86,5
19
19,030
218
90,1
18,4
19,642
219
86,7 18 Caliente*
18,987
30 seg
219
88,08
18
19,290
1 min
219
87,5
18
19,163
OBSERVACIONES:
Cos φ 0,9 98 0,9 37 0,9 48 0,9 33 0,9 39
Figura 2
1. La corriente en el momento del encendido nos da un valor pequeño que abruptamente se eleva y luego va disminuyendo como se puede observar en la figura 2. 2. La corri corrient ente e obteni obtenida da en la medici medición ón es baja baja por por la alta lta imped mpedan anc cia que que hay hay en el circuito. 3. Exis Existe ten n vari variac acio ione nes s tant tanto o en la corr corrie ient nte e como la potencia en los datos de la simu simula laci ción ón y los los dato datos s obte obtenid nidos os en el laboratorio. 4. Las dife diferen rencia cias s observa observadas das en la la corrie corriente nte y en la potenc potencia ia se dan a caus causa a del del erro errorr sis sistemá temáttico ico obt obtenid enido o a caus ausa de los los inst instru rum mento entos s uti utiliza lizado dos s, por por el erro errorr cometido al visualizar en el instrumento.
Figura 1 Además Además de dichos dichos instru instrumen mentos tos y materi materiale ales s se hizo hizo uso de los siguiente siguientes s progra programas mas:: Multis Multisim im y Excel, para el modelamiento y análisis de los datos obtenidos en las mediciones.
Procedimientos: a. Armar Armar el el circ circuit uito o de la figu figura ra 1. 1. b. Ante Antes s de energi energiza zarr el circu circuit ito, o, verifi verifica carr las las escalas de los instrumentos y su correcta conexión. c. Medi Medirr la tens tensió ión, n, corri corrien ente te y pote potenc ncia ia que muestra el foco, en los tiempos establecidos (30Seg, 1min, 5min y 10min). d. Dese Desene nerg rgiz izar ar el circ circui uito to y camb cambia iarr el foco foco para la próxima próxima medición, medición, luego repetir repetir los pasos indicados.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN Philips: Se obse observ rvo o que que Phil Philip ips s si cump cumple le con con las las espe especi cific ficac acio ione nes s del del produc producto to como como tene tenerr una potencia de 18 watts; además de tener una buena iluminancia y un 95% de factor de potencia, lo cual evidencia evidencia una aceptable aceptable eficiencia eficiencia del producto, producto, esto en comparación con las demás marcas. (1*) (1*) Phil Philip ips s mant mantie iene ne su prom prome esa sobre obre el rendim rendimien iento to de la bombil bombilla. la. Por tanto, tanto, se puede puede confiar en la información que ofrecen los embalajes del producto en cuanto a la calidad, la vida útil y los
Ulix: Esta marca no cumple con las especificaciones del producto producto como como la potencia potencia que ofrece ofrece y es de 12 watt watts, s, ni está estánd ndar ares es de cali calida dad d de prod produc ucto to,, prese presenta nta una luminis luminiscen cencia cia baja baja y un factor factor de potencia de 92.6% lo cual muestra una eficiencia aceptable del producto. Ulix datos medidos en el laboratorio
Tiem Pot. Pot. po Voltaje Corrient Efectiva Aparent Cos (t) (V) e (mA) (W) e (S) φ 30 0,9 seg 220 56,1 12 12,342 72 5 0,9 min 219 60,4 12 13,228 07 10 0,9 min 219,5 59,8 12 13,126 14 Caliente* 30 seg
218
60,3
12
13,145
0,9 13
Figura 3
OBSERVACIONES:
1. La corriente en el momento del encendido nos da un valor pequeño que abruptamente se eleva y luego va disminuyendo como se puede observar en la figura 3. 2. Las dife diferen rencia cias s observa observadas das en la la corrie corriente nte y en la potenc potencia ia se dan a caus causa a del del erro errorr
sis sistemá temáttico ico obten btenid ido o a causa ausa de los los inst instru rum mento entos s util utiliz izad ados os,, por por el error rror cometido al visualizar en el instrumento. 3. Observ Observamo amos s que la la potenc potencia ia obten obtenida ida en en el labora laborator torio io no concue concuerda rda con la potenc potencia ia que nos dan los fabricantes obteniendo una diferencia de 6W. 4. Notamos que iluminancia medida empír empíric icam amen ente te (vis (visua ualm lmen ente te)) es mayo mayorr comparado con las marcas PHELIX y NEW STAR pero menor que PHILIPS.
Phelix: Phenix no cumple cumple con las especi especific ficaci acione ones s del producto producto como como la la potencia potencia que ofrece, ofrece, que es de 9.8 watt watts s apro aproxi xima mada dame ment nte, e, pre present senta a una una luminiscencia aceptable y un factor de potencia de 84.4% lo cual muestra una eficiencia menor a la de Philips.
CONCLUSIONES
Figura 4
Phelix datos obtenidos en laboratorio
OBSERVACIONES:
1. En la figur figura a 3, se obse observ rva a que corr corrie ient nte e obtenida en la medición es baja por la alta impedancia que hay en el circuito. 2. Las difer diferenc encias ias obser observad vadas as en la corri corrient ente ey en la pote potenc ncia ia se dan a caus causa a del del erro errorr sis sistemá temáttico ico obten btenid ido o a causa ausa de los los inst instru rum mento entos s util utiliz izad ados os,, por por el error rror cometido al visualizar en el instrumento. 3. Observ Observamo amos s que la la potenc potencia ia obten obtenida ida en en el labora laborator torio io no concue concuerda rda con la potenc potencia ia que nos dan los fabricantes obteniendo una diferencia de 8W. 4. Notamos que iluminancia medida empír empíric icam amen ente te (vis (visua ualm lmen ente te)) es meno menorr comparado con las marcas ULIX y PHLLIPS.
Newstar: Esta marca no cumple con las especificaciones del producto como la potencia que ofrece como es de 9.5 9.5 watt watts s apro aproxi xima mada dame ment nte, e, ni está estánd ndar ares es de calida calidad d de produc producto, to, presen presenta ta una lumini luminisce scenci ncia a baja. New Star datos medidos en laboratorio
Pot. Pot. Tiem Voltaje Corrien Efectiva Aparent Cos po (t) (V) te (mA) (W) e (S) φ 30 0,83 seg 220 51,7 9,5 11,374 5 0,80 5 min 219 54 9,5 11,826 3 10 0,81 min 220 53,8 9,6 11,836 1 Caliente* 30 seg
218
2. En la simul imulac ació ión n el valor valor obte obtenido nido de la corriente con respecto al valor experimental se diferencia en 0.222 mA. 3. En la simul imulac ació ión n el valor valor obte obtenido nido de la potencia con respecto al valor experimental se diferencia en 0.083 W. 4. Las dife diferen rencia cias s observa observadas das en la la corrie corriente nte y en la potenc potencia ia se dan a caus causa a del del erro errorr sis sistemá temáttico ico obt obtenid enido o a caus ausa de los los inst instru rum mento entos s uti utiliza lizado dos s, por por el erro errorr cometido al visualizar en el instrumento. 5. Observ Observamo amos s que la la potenc potencia ia obten obtenida ida en en el labora laborator torio io no concue concuerda rda con con la potenc potencia ia que nos dan los fabricantes obteniendo una diferencia de 8.4W. 6. Notamos que iluminancia medida empír empíric icam amen ente te (vis (visua ualm lmen ente te)) es meno menorr comparado con las marcas ULIX y PHLLIPS.
53,4
9,5
11,641
0,81 6
Figura 5
OBSERVACIONES:
1. La corriente en el momento del encendido nos da un valor pequeño que abruptamente se eleva y luego va disminuyendo como se puede observar en la FIGURA 5.
Pot. Pot. Tiemp Voltaje Corrient Efectiva Aparent o (t) (V) e (mA) (W) e (S) Cosφ 0,82 30 seg 219 52,3 9,5 11,454 9 0,86 5 min 218 53,1 10 11,576 4 10 0,85 min 220 53,2 10 11,704 4 Caliente* 30 seg
219
52,4
9,5
11,476
0,82 8
1. El
fabricante no especifican l as caracterís características ticas importantes importantes de cada foco, foco, esto esto se corr corrob obor ora a por por la vari variac ació ión n de potencia y luminiscencia, que existe en las diferentes marcas, excepto Philips. 2. Las Las mar marca cas s ULIX ULIX,, PHEL PHELIX IX Y NEW NEW STAR STAR no cumplen con la potencia que nos ofrecen ya que cumplir con los 18w es más costoso y esto se daría a causa de ofrecer un menor prec precio io al clie client nte e en comp compar arac ació ión n con con PHILIPS PHILIPS (que cumpla cumplan n con el estánd estándar ar de calidad). 3. La Lumin Luminisc iscenc encia ia de un foco foco incan incandes descen cente te de 80w es igual al de 18w de PHILIPS, pero no igual a los demás focos ya que consumen entre 9 a 12w. 4. Los foc focos de meno menorr prec precio io aho ahorran rran más energía ya que consumen baja potencia en compa ompara rac ción ión con con las las que que cumpl umple en el estándar de calidad.
RECOMENDACIONES 1. Utiliz Utilizar ar focos focos de de calida calidad d ya que cumpl cumplen en con con el estándar de calidad tanto en la Luminiscencia como en la duración y en los watts de consumo que tienen. 2. No comp compra rarr foco focos s de baja baja cali calida dad d ya que estos estos son adulterad adulterados os ya que ni siquie siquiera ra cumple cumplen n con sus especi especific ficaci acione ones s en su catalogo. 3. El uso uso cuida cuidados doso o de este este foco foco ya que que puede puede producirse un arco. (cuando esta encendido el int interru errupt ptor or no colo coloc car un foc foco ya energizado).
ANEXO 1. NORMAS PARA REFERENCIAS
219
52.962 9.905
11,598 678
0,854
Formulas: Z=V/I “Impedancia” R=P/I*I “Resistenacia” X=
Phelix datos especificados por el fabricante
Pot. Volt Corrie Efect Pot. aje nte iva Apare (V) (mA) (W) nte (S) Cosφ
“Reactancia” L=X/2πf “Herio”
220240
PHILIPS
Philips datos obtenidos en simulación
Volt Pot. Pot. aje Corrien Efectiva Aparent (V) te (mA) (W) e (S)
Cosφ
18,92072 4
0,944
219
86,396
17,861
Volt Pot. Pot. aje Corrien Efectiva Aparent (V) te (mA) (W) e (S) 220240
-----------
18
------------
---------- -----------
18
*La medición realizada después de una hora de estar encendida. encendida. 10 min
Philips datos especificados por el fabricante
----------
220
53.2
10
11.704
0.854
Z=4135.388 R=3533.27 X=2148.72 L=5.7
Cosφ -------------
*La medición realizada después de una hora de estar encendida. 10 min
219
86.7
18
18.987
0.9 48
Simulación:
New Star:
New Star datos obtenidos en simulación
VALORES OBTENIDOS:
Z=V/I=219/86.7mA R=P/IxI=18/(86.7m) 2 =2394.6 X= =833.28 L=833.28/377=2.21H
Phelix : Phelix datos obtenidos en simulación
Pot. Volt Corrie Efect Pot. aje nte iva Apare (V) (mA) (W) nte (S) Cosφ
Volt Pot. Pot. aje Corrien Efectiva Aparent (V) te (mA) (W) e (S)
Cosφ
11,73358 2
0,811
219
53,578
9,517
New Star datos especificados por el fabricante
Volt Pot. Pot. aje Corrien Efectiva Aparent (V) te (mA) (W) e (S) 220240
----------
18
------------
Cosφ -------------
*La medición realizada después de una hora de estar encendida. encendida. 10 min
220
53.8
9.6
11.836
0.8 11
Z=4089.21 R=3316.7 X=2391.89 L=6.344
Según: (1*) http://www.consumer.philips.com/ Unidades básicas del Sistema Internacional de Unidades (SI) Cantidad Unidad Símbolo Observación Tiempo segundo s Corriente eléctrica amperio A Resistencia Ω Ohmios Tensión V Voltaje Inductancia H Potencia W Watts
Fotos:
Ulix:
Ulix datos medidos en la simulación
Voltaj Corrien e (V) te (mA) 219
59,678
Pot. Efectiva (W)
Pot. Aparent e (S)
Cosφ
11,948
13,06948 2
0,914
Ulix datos especificados por el fabricante
Voltaj Corrien e (V) te (mA) 220240
-----------
Pot. Efectiva (W)
Pot. Aparent e (S)
Cosφ
18
--------
----------
*La medición realizada después de una hora de estar encendida. 10 min
219.5
59.8
12
13.126
Z=3670.56 R=3355.66 X=1487.4 L=3.945
ANEXO 2. EL SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI)
0.9 14
