MEDIDA DE ENERGÍA, POTENCIA Y CORRECCIÓN DEL FACTOR DE POTENCIA EN CIRCUITOS MONOFÁSICOS

MEDIDA DE ENERGÍA, POTENCIA Y CORRECCIÓN DEL FACTOR DE POTENCIA EN CIRCUITOS MONOFÁSICOS 1. OBJETIVOS:  Anal!a" # $%al&a" la '$((a ($ )*+$na, $n$"-a # /a+*" ($ )*+$na ($ &n "&+* '*n*/0*.  Anal!a" # $%al&a" la '$((a ($ la *""$2n ($ /a+*" ($ )*+$na $n &n "&+* '*n*/0*.

3. FUNDAMENTO TEÓRICO: Pa"a la '$((a ($ la )*+$na $n *""$n+$ *n+n&a 4a+a *n &n %*l+'$+"* # &n a')$"'$+"* )a"a '$(" la +$n2n # la n+$n(a(. Sn $'4a"-*, )a"a '$(" la )*+$na a+%a $n *""$n+$ al+$"na, a($'0 ($ la +$n2n # la n+$n(a( n$$+a'* *n*$" $l /a+*" ($ )*+$na.  P=V ∗ I ∗cos ∅

3.1. EL VATÍMETRO VATÍMETRO L* %a+'$+"* %a+'$+"* *n a)a"a+* a)a"a+* ($+na(* a '$(" la )*+$na )*+$na a+%a *n&'(a $n+"$ (* )&n+* A # B ($ &n "&+* $l5+"* 6F-. 17. L* %a+'$+"* )&$($n $": $l$+"*(n0'*, ($ n(&2n, +5"'* # (-+al$. A *n+n&a2n $ ($"4$ $l /&n*na'$n+* ($ &n %a+'$+"* $l$+"*(n0'*. L* %a+'$+"* $l$+"*(n0'* *n+an )"n)al'$n+$ ($: •

• • •

Una 4*4na '2%l B %, ($ -"an n8'$"* ($ $)"a ($ 9l* '&# /n* )a"a &$ & "$+$na $a '&# $l$%a(a. La 4*4na '2%l $+0 )%*+a(a *4"$ &n $;$ )a"a &$ )&$(a -"a". Una 4*4na /;a B , ($ '&# )*a $)"a # ($ 9l* '&# -"&$* )a"a &$ & "$+$na $a '&# )$&$
La 4*4na '2%l B %, ($n*'na(a 4*4na %*l+'5+"a, $+0 al'$n+a(a )*" la +$n2n $n+"$ l* )&n+* A # B (*n($ %a '*n+a(* $l %a+'$+"* 6$=+"$'* ($ la a"-a7. La "$+$na ($ la 4*4na %*l+'5+"a $ '&# $l$%a(a )a"a &$ la *""$n+$ &$ $ ($"%$ )*" $lla $a ($)"$a4l$ 6a"a+$"+a )"*)a ($ &n %*l+'$+"*7. La 4*4na /;a B , ($n*'na(a a')$"'5+"a, $ "$*""(a )*" la *""$n+$ &$ "&la )*"  la a"-a. La "$+$na ($ la 4*4na a')$"'5+"a $ '&# )$&$
En la F-. 1 $ "$)"$$n+a la *n++&2n ($ &n %a+'$+"* $l$+"*(n0'* # la 'an$"a ($ *n$=*na" la 4*4na %*l+'5+"a # a')$"'5+"a )a"a $/$+&a" la '$((a ($ la )*+$na a+%a *n&'(a )*" la a"-a.

Fig.1

La 4*4na a')$"'5+"a # %*l+'5+"a "$an $n(* a')* 'a-n5+* &$ "$)*n($n $n $l +$')* a l* ''* %al*"$ al+$"n* ($ la n+$n(a( # la +$n2n "$)$+%a'$n+$. P*" l* +an+*, $n+"$ l* (* a')* $ *"-nan la /&$"!a &$ (an l&-a"  a &n ($)la!a'$n+* ($ la a-&;a, &$ $ )"*)*"*nal a la )*+$na a+%a. La *n+an+$ ($ )"*)*"*nal(a( $ la ($n*'na(a *n+an+$ ($l %a+'$+"*, ($ '*(* &$ la )*+$na a+%a '$((a $ $l )"*(&+* ($l n8'$"* ($ (%*n$ &$ 'a"a la a-&;a )*" (9a *n+an+$.  P=¿ divisiones∗ KW 

3.3. POTENCIA EN CORRIENTE ALTERNA MONOFÁSICA En $l &)&$+* ($ &$ $l "&+* $+&%$"a /*"'a(* )*" $l$'$n+* "$+%* )&"*, )"*$($"a'* -&al &$  $ +"a+a"a ($ &n "&+* ($ *""$n+$ *n+n&a. Pa"a l* a* $n &$ n&$+"* "&+* $+5 *n++&(* )*" ')$(ana >, n* $ &/$n+$ *n *n*$" la +$n2n # la n+$n(a(, )&$ *'* 4$n a4$'* a $+a al+&"a ($l &"* $=+$ &n ($/a$ $n+"$ a'4a # la )*+$na ($)$n($ ($ 5l.  A )&$, *n%$n$ "$*"(a" la )*+$na &$ $ (an $n &n "&+* ($ *""$n+$ al+$"na: Potencia aparente

Potencia activa

Potencia reactiva

3.?. EL FACTOR DE POTENCIA El /a+*" ($ )*+$na $ ($/n$ *'* $l *$n+$ ($ la "$la2n ($ la )*+$na a+%a $n+"$ la )*+$na a)a"$n+$@ $+* $: /.(.).  PS El /a+*" ($ )*+$na $ &n +5"'n* &+l!a(* )a"a ($"4" la an+(a( ($ $n$"-a $l5+"a &$ $ 9a *n%$"+(* $n +"a4a;*. El %al*" ($al ($l /a+*" ($ )*+$na $ 1, $+* n(a &$ +*(a la $n$"-a *n&'(a )*"  l* a)a"a+* 9a (* +"an/*"'a(a $n +"a4a;*. P*" $l *n+"a"*, &n /a+*" ($ )*+$na '$n*" a la &n(a( -n/a &n 'a#*" *n&'* ($ $n$"-a n$$a"a )a"a )"*(&" &n +"a4a;* 8+l. La )*+$na $/$+%a * "$al $ la &$ $n $l )"*$* ($ +"an/*"'a2n ($ la $n$"-a $l5+"a $ a)"*%$9a *'* +"a4a;*: $ la )*+$na a+%a P.

3.. COMPENSACIÓN DEL FACTOR DE POTENCIA EN UN CIRCUITO MONOFÁSICO La a"-a n(&+%a "$&$"$n )*+$na "$a+%a )a"a & /&n*na'$n+*. E+a ($'an(a ($ )*+$na "$a+%a $ )&$($ "$(&" $ nl&* an&la"  $ *l*an *n($na(*"$ $n )a"al$l* *n la a"-a. C&an(* $ "$(&$ la )*+$na "$a+%a, $ '$;*"a $l /a+*" ($ )*+$na.

D$ la /-&"a -&$n+$ $ ($(&$ &$ la )*+$na "$a+%a ($l *n($na(*" 9a ($ $":



      P6+a- ϕ   +a- ϕ7

C

C*'* C  UIC  U3HC U3HC  P6+a- ϕ   +a- ϕ7

C

= P·(tag

' - tag ) / U2w

?. ELEMENTOS A UTILI>ARSE: • • • • • • • • • • • •

1 Va+'$+"* 67 1 M$((*" ($ $n$"-a 33 % 6K97 1 Pn!a A')$"'5+"a 6A7 1 M&l+'$+"* D-+al 6V7 1 C*/'$+"* 6C* φ7 1 M*+*" M*n*/0* ($ 33 % 1 Pan$l ($ L0')a"a Inan($$n+$ 1 l0')a"a Fl&*"$$n+$  *n($na(*"$ ($ (/$"$n+$ a)a(a($: C1, C3, C? # C 1 In+$""&)+*" 4)*la" 6S7 1 C"*n*'$+"* C*n(&+*"$ )a"a *n$=*n$

. PROCEDIMIENTO: 1. M$(" la a)a(a($ ($l 4an* ($ *n($na(*"$. 3. An*+a" la $)$/a*n$ +5na &$ )"$$n+an $l %a+'$+"*, $l '$((*" ($ $n$"-a # $l C*/'$+"*.

CASO A: MEDIDA DE LA POTENCIA, ENERGÍA  !ACTOR DE POTENCIA EN UN CIRCUITO MONO!"SICO 1. I')l$'$n+a" $l "&+* ($ la /-&"a, n *n$+a"l* a la "$( ($ 33%, 9!:

!#g$%a &

3. V$"/a" la $ala ($ l* n+"&'$n+* )a"a $%+a" )*4l$ (a<*. S n* $ *n*$ la )*+$na * *""$n+$ ($ la a"-a, )*" )"$a&2n $l a')$"'$+"*, %a+'$+"* # C*/'$+"* ($4$"0n $+a" a la '0='a $ala. ?. C$""a" $l n+$""&)+*" S # *n$+a" a la "$( 633%, 9!7 $l "&+* ($ la /-&"a 1. M$(" l* %al*"$ ($ V, A, K9, * φ # . . D$*n$+an(* la l0')a"a &na )*" &na ($l "&+* a(a 3 'n&+*, '$(" l* %al*"$ ($ V, A, K9, * φ # . . C*n$+an(* *l* $l '*+*", '$(" l* %al*"$ ($ V, A, K9, * φ # .

CASO : CORRECCIN DEL !ACTOR DE POTENCIA EN UNA CARGA INDUCTI*A RL (MOTOR & ) 1. I')l$'$n+a" $l "&+* ($ la /-&"a, n *n$+a"l* a la "$( ($ 33%, 9!:

!#g$%a 2 3. C*n$+a" $l "&+* ($ la /-&"a 3 al ala "$( ($ 33%, 9!: # $""a" $l n+$""&)+*" S. M$(" l* %al*"$ ($ V, A, K9, * φ # . ?. R$$')la!a" C1 )*" C3 # C? # '$(" l* %al*"$ ($ V, A, K9, * φ #  )a"a a(a &n* ($ l* a*.

. CUADROS DE DATOS CASO A: C#%+$#t +.0t

1$#ta3 4$%05+0t0

1$#ta3 4$%05+0t0 6 4+

S t% 

M03#3%(789)

,

,

.



*at0t%(8)

33

3

1

13

C540t%(;)





.



,3

.

.

.

A.0%0t%(A )

CASO :

Ca.a+#3a3(
M03#3%(789) *at0t%(8)

C540t%(;)

A.0%0t%(A)



.1

13



.

>

.1

13



.??

&?

.3

13

?

?.

@ CUESTIONARIO

CASO A: 1. Comparar las indicaciones del vatímetro con las expresiones teóricas ANALISIS REAL Quitando Solo fuoresce mot nte  or !oco

Circuito complet o

Quitando fuorescente

568,5

568,75

568.85

569

6! 6"

!" 58

##6 59.5

!5! 6"

7,6!

5."6

.88

.77

"edidor#$%& ' (at)metro#%' Cos!)metro#*' Amper)metro #A'

ANALISIS +E,RIC,   ",+,R FL,RESCEN+E F,C,

(

I

!!" .6 !!" $ !!" $

C,S#-'

%

".! $ $

!6.5# 15 1""

C,"PARACI,N /E LAS "E/I/AS ELE"EN+,S

C%&C'%(O CO)*+(O '%(A/0O '/ +'O&SC/( '%(A/0O '/ OCO SO+O )O(O&

% +E,RIC,

% REAL

ERR, R

61.5# 6.5# #6.5# !6.5#

6! !" ##6 !5!

".16.##.1!.!-

+a di2erencia en el valor de medida de la potencia de la car3a 4e a entre el teórico  lo experimental es principalmente deido a la perdida de potencia en los cales de transmisión o a la inencia de los propios instrmentos de medida. !. 0ia3rama de car3a

0%A&A)A 0 CA&A 5"" "" #"" *O(/C%A ;<=> !"" 1"" " "

5

1"

15

 (%)*O

#. ra?ca potencia @ corriente.

*O(/C%A $ CO&&%/( 5"" 5" "" #5" #"" !5" !"" 15" 1"" 5" " 7,6!

5."6

.88

.77

AC(O& 0 *O(/C%A $ CO&&%/( 6".5 6" 59.5 59 58.5 58 57.5 57 7,6!

5."6

.88

.77

. (rian3lo de potencias para cada car3a.

8"".!

7!7.

6!

!"

581.9 A& ##6 CASO  1. ra?ca de la potencia activa @ capacitancia tiliBada

#6.5 !5!

*O(/C%A AC(%A $ CA*AC%(A/C%A 1 1! 1" 8 6  ! "

#

5

1"

!. ra?ca *otencia reactiva @ capacitancia

*O(/C%A &AC(%A $ CA*AC%(A/C%A !5.""" !".""" 15.""" 1".""" 5.""" "."""

#

5

#. ra?ca actor de potencia @ capacitancia.

1"

.*. $ CA*AC%(A/C%A ".6!" ".6"" ".58" ".56" ".5" ".5!" ".5"" ".8"

#

5

1"

. &A%CA 0 (&%A/'+OS

19.! A&

19.! A&

1! > 1! > CAPACI+ANCIA 0

19.! A&

1! > CAPACI+ANCIA 0

CAPACI+ANCIA 0

5. DE inencias tiene el 2actor de potencia indctivo  capacitivo en el re3istro de ener3íasF .xpli4e l 2actor de potencia nos da la relación 4e a entre la potencia activa  reactiva, esta Gltima se verH a2ectada por el valor de la capacitancia o indctancia del circito en 3eneral. 6. DE inencia tiene la corrección de 2actor de potencia en las instalaciones elEctricas indstrialesF Se sa la corrección del 2actor de potencia en instalaciones elEctricas indstriales para disminir costos del sministro elEctrico, a 4e al sar 3ran cantidad de motores la potencia reactiva es m alta, se considera n 2actor de potencia aceptale cando es maor a ".8.

4. 5I5LI,6RAFIA

ttp:IIedcativa.cated.esI7""165IalaIarcivosIrepositorioII#"""I#"89Itml I#!JpotenciaJenJcorrienteJalternaJmono2sica.tml ttp:IIKKK.tveras.comI2dpI2dp.tm 3. ANE7,S

)0%0O& 0  (&%MS%CO

/&LA

CO/CC%N/ )O(O& )O/OMS%CO

A/CO

0 CO/0/SA0O&S '(%+%A0OS