MEDIDA DE POTENCIA – MÉTODO DE LOS TRES AMPERÍMETROS I. RESUMEN: La experiencia, se realizo con un solo propósito, al de determinar la potencia por método de los tres amperímetros, la cual se realizo satisfactoriamente. También se pudo verificar en dos métodos haciendo que los amperímetros 2 y sean i!uales, es decir los resultados son los mismos, por otro lado también se tiene que "2 diferente de ", la cual es mostrada mas adelante.
II. OBJETIVO: •
#bte #btene nerr la medi medida da de la poten potenci ciaa acti activa va expe experi rime ment ntal al en circu circuit itos os monof monof$sic $sicos os de "%, utiliz utilizand ando o el método método de los tres amperím amperímetro etross y comparto con el método de lectura directa, mediante el vatímetro.
III. TEORIA: •
Potencia Activa: &s la relación de paso de ener!ía de un flu'o por unidad de tiempo, es decir, la cantidad de ener!ía entre!ada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado. &s la potencia capaz de transformar la ener!ía eléctrica en traba'o. Los diferentes diferentes dispositivo dispositivoss eléctricos eléctricos existentes existentes conviertes conviertes la ener!ía ener!ía eléctrica eléctrica en otras otras formas formas de ener!í ener!íaa tales tales como, como, mec$ni mec$nica, ca, lumíni lumínica, ca, térmica, térmica, térmica, etc. &sta potencia es, por lo tanto, la realmente consumida por los circuitos y, en consecuencia, cuando se habla de demanda eléctrica, es esta potencia la que se utiliza para determinar dicha demanda.
•
Meia e !a "otencia activa "o# e! $%too e !o& t#e& a$"e#'$et#o&: &ste método consiste en conectar en paralelo con la impedancia de car!a ( una resi resist sten enci ciaa pura ura ) de valo alor con conocid ocido. o. *e deter eterm mina ina las las tres tres intensidade intensidadess de corriente y a partir de estos estos valores se puede puede calcular la potencia eléctrica eléctri ca de la impedancia de car!a (. esencialmente, consiste en en conect conectar ar la impeda impedancia ncia ( con car!a car!a descon desconoci ocida, da, en paralel paralelo o con una resistencia patrón ) de valor conocido, y medir las tres intensidades de corriente que circulan por el circuito
P#ocei$iento: a+ %one %onect ctaa en para parale lelo lo la resi resist sten enci ciaa con con la car! car!aa que que quie quiere ress medir edir el f.p. f.p... b+ "nota los valores )* de la corriente c orriente que entre!a la fuente, la corriente que pasa por la resistencia y la corriente que pasa por la car!a. c+ ahora resuelve tu problema como un an$lisis vectorial y aplicando las leyes de -irchoff suponiendo que el $n!ulo del volta'e es cero y calcula el $n!ulo b.
%omo ya conoces las ma!nitudes L, T, ) %alcula el $n!ulo b
Cosb =
I R
2
+ I L
2
− I T
2
2 I R I L
por lo tanto, a / 01 3 b f.p / %os 401 3 b + 5/ 6 %os 4 01 3 b + *i 7 es positiva la car!a es inductiva, la factor de potencia esta en retraso *i 7 es ne!ativo la car!a es capacitiva la factor de potencia esta en adelanto *i 7 es cero la car!a es resistivo factor de potencia.
IV. E(UIPOS ) INSTRUMENTOS: Los equipos y8o instrumentos que utilizaron en la experiencia son los si!uientes. 0 "utotransformador 9 2: 6. 0 6atímetro 9 02 ;. 0 6oltímetro 9 <= 6. "mperímetro 9 = ". 2 ultímetros. 2 )esistencias variables >4Ω+. 0 condensadores. 0 µ? 9 6.
0 nductancia. > 4@+ 9 2= 6. Aestornilladores y alicates. %onductores y conectores de conexión. %inta aislante.
V. PROCEDIMIENTO: 5ara realizar la experiencia, se tiene los si!uientes circuitos y pasosB %onectamos el circuito mostradoB
?i!ura 0 %onectamos el circuito de la fi!ura 0, siendo la car!a una resistencia conectada en
paralelo con un condensador. Los valores tomados para este circuito son presentados en el %uadro 0. *e!uidamente conectamos el circuito mostrado en la fi!ura 2
?i!ura CD 2. Aatos tomados en laboratorioB %/1.:Ef "0 4amp+ "2 4amp+ " 4amp+ 0 .: .G 0.=: 0.0 .<= 2.=G 0.: 0.0= .= 2.2 0.: G.= 2.< 0.H
6 4volt+ 00.= 2 G =
;F0 0 2.= G : H.=
nductanciaB G.:m@ "0 4amp+ "2 4amp+ 0. .1 0.= 0= 2.=0 0.:
6 46olt.+ 0=.2 2.= .=
;F0 0 0.=
" 4amp+ .G .: .H
.2: G.
2.1 2.:=
0.2 0.==
G =.:
= 1
VI. DESARROLLO DEL CUESTIONARIO *.
+UNDAMENTE TEORICAMENTE LA E,PERIENCIA REALI-ADA edición potencia y factor de potencia 4f.p+ con amperímetros &ste método es muy pr$ctico por que en ocasiones no tenemos un vatímetro a la mano o bien no lo podemos comprar por el costo tan elevado, entonces podemos recurrir a este método pr$ctico, el cual sólo necesita una car!a, un voltímetro, tres amperímetros y aplicar unas formulas matem$ticas 4ley de los senos y cosenos+ 5rocedimientoB a+ %onecta en paralelo la resistencia con la car!a que quieres medir el f.p.. b+ "nota los valores )* de la corriente que entre!a la fuente, la corriente que pasa por la resistencia y la corriente que pasa por la car!a. c+ ahora resuelve tu problema como un an$lisis vectorial y aplicando las leyes de -irchoff suponiendo que el $n!ulo del volta'e es cero y calcula el $n!ulo b.
%omo ya conoces las ma!nitudes L, T, ) %alcula el $n!ulo b Cosβ =
I R
2
+ I L
2
− I T
2
2 I R I L
5or lo tanto, a / 01 3 β f.p / %os 401 3 β + 5/ 6 %os 4 01 3 β +
DATOS OBTENIDOS DE LABORATORIO
PRIMER CASO: %#CB ( / 0<.: Ω I )0 / 2 Ω
%/1.:Ef "0 4amp+ 0 0.=: 2.=G .= G.=
"2 4amp+ .: 0.0 0.: 2.2 2.<
" 4amp+ .G .<= 0.0= 0.: 0.H
6 4volt+ 00.= 2 G =
*e!undo casoB %#CB ( / 0<.: J ,2 Ω I )0 / 2 Ω nductanciaB G.:m@ "0 4amp+ "2 4amp+ " 4amp+ 6 46olt.+ 0. .1 .G 0=.2 0.= 0= .: 2.= 2.=0 0.: .H .= .2: 2.1 0.2 G G. 2.:= 0.== =.:
.
;F0 0 2.= G : H.=
;F0 0 0.= = 1
/ALLAR LA POTENCIA ABSORBIDA POR LA CAR0A - 1R2L3R2C43 ) COMPARAR CON LA LECTURA DE AMBOS CASOS %omo se tiene queB Cosβ =
I R
2
+ I L
2
− I T
2
2 I R I L
f.p / %os 401 3 β+ 5/ 6 %os 4 01 3 β + &ntonces teóricamente obtenemosB PARA EL PRIMER CASO %#CB ( / 0<,: Ω I )0 / 2 Ω Cosβ = Cosβ
.:
=
2
+
.G
2
2 F .: F .G 0
−
β
=
ArcCos 4
β
=
012 D
0+
−
2
−0
%alculo del factor de potencia f.p / %os 401 3 β+ f.p / %os 401 301+ f.p / 0 4para las cuatro medidas ya que es una car!a totalmente resistiva+
%alculo de la potencia activa 5/ 62 %os 401 3 β+ 5/ =F2.< %os 401 3 01+ 5/ 0=; %alculo de la potencia reactiva 7 / 6F2Fcos 401 3 β+ 7 /=F2.
"0 4"+ 4t+ 0 0.=: 2.=G .= G.=
"2 4"+ 4r+ .: 0.0 0.: 2.2 2.<
" 4"+ 4l+ .G .<= 0.0= 0.: 0.H
%osβ 30 30 30 30 30
β 01 01 01 01 01
f.p.
5 4;+
746ar+
* 46"+
0 0 0 0 0
:.10 22 G1 11 0=
:.10 22 G1 11 0=
:..10 22 G1 11 0=
%omparando valores teóricos con valores obtenidos de laboratorio. T&#)%# 5 4;+ :.10 22 G1 11 0=
5)"%T%# 5 4;+ 0 2= G : H=
%omo podemos notar que los datos teóricos y los obtenidos por laboratorio no varían en !randes valores. PARA EL SEGUNDO CASO: (con carga inductiva r!sistiva" %#CB ( / 0<.: J ,2 Ω / 0<,1Ω I )0 / 2 Ω
%omparando valores teóricos con valores obtenidos de laboratorio. T&#)%# 5 4;+
5)"%T%# 5 4;+
%omo podemos notar que los datos teóricos y los obtenidos por laboratorio no varían en !randes valores.
5.
CALCULAR PARA CADA VALOR TOMADO3 LAS POTENCIAS6 ACTIVA3 REACTIVA3 APARENTE ) EL +ACTOR DE POTENCIA Aichos datos ya se calcularon en la pre!unta anterior y sonB 5")" &L 5)&) %"*# 6 46+
%osβ 30
f.p. 0
30
β 01 01
30
01
0
30
01
0
0
5")" &L *&KCA# %"*#
5 4;+
746ar+
* 46"+
7.
CUAL ES SU OPINION /ACERCA DEL METODO EMPLEADO ) DE SU E,ACTITUD8 &l método que se empleo en el caso de la primera prueba nos da errores pequeMos que se muestran en el cuadro de errores, por ello podemos decir que la prueba si es exacta y se pudo verificar que si se cumple el método de los tres amperímetros.
9.
PRESENTAR EN +ORMA TABULADA LA DIVER0ENCIA DE LOS VALORES TEORICOS ) E,PERIMENTALES3 DANDO EL ERROR ABSOLUTO ) RELA(TIVO PORCENTUAL. PARA EL PRIMER CASO
PARA EL SEGUNDO CASO:
VII. CONCLUSIONES ) RECOMENDACIONES:
&n la experiencia que se realizo en el laboratorio, la me'or presentación por el método de los tres amperímetros, es cuando las corrientes ) y L son desi!uales y el resultado obtenido por el vatímetro es confiable y existen menores perdidas. Ael !r$fico CD 0, el comportamiento de 6 respecto de para el caso de una car!a inductiva, se puede ver que a medida que aumenta la corriente, también aumenta la tensión y el consumo de potencia también aumenta como se puede notar en la !rafica. %omo recomendación, se tuvo al!unas inconveniencias con los materiales 4resistencias+, la cual para realizar con la experiencia se tuvo que calcular primero los m$ximos valores de estas para evitar al!unos daMos contra los equipos, etc.
&ntonces lo Nnico que pedimos es la implementación de estas que hacen falta para diferentes aplicaciones.
