Potencia Electrica

POTENCIA ELECTRICA ELECTRICA EN LOS CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA

Alumnos:

Delgado Eduardo Mery Diaz Diaz Ze arra arra Jerem erem

UNIVERSIDAD C ATOLICA DE SANTA MARIA

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARIA “Facultad de Ciencias e Ingenierías Físicas  F!r"ales# $RO%RAMA $ROFESIONAL DE IN%ENIERIA INDUSTRIAL CURSO&

Electr!tecnia Industrial %ru'!&

() Te"a&

CONE*IÓN DE IM$EDANCIAS Alu"n!s&

Mer Delgad! Eduard! +ere" Dia, -egarra Are.ui'a/ 0(12

$!tencia El3ctrica

UNIVERSIDAD C ATOLICA DE SANTA MARIA I.

OBJETIVO: Analizar y verificar en forma experimental la potencia activa, reactiva y aparente de los circuitos eléctricos de corriente alterna, mediante el vatímetro monofsico y el voltímetro !amperímetro" Analizar y verificar el procedimiento correcto para la utilizaci#n y funcionamiento del instrumento vatímetro"

II.

MARCO TEÓRICO: En circuitos A$ se presenta la siguiente situaci#n, en una resistencia el volta%e y la corriente siempre estn en fase y la resistencia siempre es pasiva, todo el tiempo la energía eléctrica se convierte en calor& los condensadores y las 'o'inas almacenan energía y producen un ngulo de fase de ()* entre la corriente y el volta%e por lo +ue por periodos son activos y periodos son pasivos, significa +ue estos elementos devuelven energía acia los generadores& en un circuito A$ en general se consideran tres tipos de potencia:

Potencia aparente (S: corresponde a la potencia total +ue envía la fuente al circuito de carga, es la suma vectorial de las potencias activa y reactiva, seg-n se muestra en la siguiente figura" .e representa por . y se mide en voltiamperios /0A1" 2ara una tensi#n dada la potencia aparente es proporcional a la intensidad +ue circula por la instalaci#n eléctrica:

$!tencia El3ctrica


Potencia acti!a (P: corresponde a la potencia +ue realmente utiliza el circuito, representa la capacidad de una instalaci#n eléctrica para transformar la energía eléctrica en tra'a%o -til: mecnica /movimiento o fuerza1, lumínica, térmica, +uímica, etc" Esta potencia es realmente la consumida en una instalaci#n eléctrica" .e representa por 2 y se mide en vatios /31":

Donde es el ngulo de fase entre el volta%e y la corriente, al 4cos 5 se le llama el factor de potencia"

Potencia reacti!a (": 6a potencia reactiva /y la energía reactiva1 no es una potencia /energía1 realmente consumida en la instalaci#n, ya +ue no produce tra'a%o -til de'ido a +ue su valor medio es nulo" Aparece en una instalaci#n eléctrica en la +ue existen 'o'inas o condensadores, y es necesaria para crear campos magnéticos y eléctricos en dicos componentes" .e representa por 7 y se mide en voltiamperios reactivos /0Ar1" :

III.

ELEMENTOS A UTILI#AR: o

)8 variac monofsico

o

)9 resistencia varia'le );; omios

o

)8 Multimetro digitales

o

)8 amperímetro anal#gico

o

)8 vatímetro electrodinmico )89) v,
o

)8 vatímetro digital

$!tencia El3ctrica

UNIVERSIDAD C ATOLICA DE SANTA MARIA o

< condensadores, $onductores de conexi#n

IV. ACTIVIDADES: A) Armar el circuito de la siguiente figura:

B =egulando el variac monofsico o'tener en el voltímetro 40>5 una tensi#n de ?) voltios"

C 0ariando la resistencia =8 desde su mximo valor de ?? omios asta 9) omios como mínimo, y para diferentes capacitores en el circuito, no de'er de circular ms de 9"@< A en el circuito, registrar los valores 08, 09, A, 3 del circuito para )? valores de =8 y $"

V.

DIA$RAMA DE CONE%IÓN

TABLA $!tencia El3ctrica


P&nto

A(a'p

V (V

V) (V

VT

* (+att,

R ( 

C (&- 

 )  / 0 1 2 3

)"9 )"<9 )"@9 8"8; 8";? 8"
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B) 9) B) <) @) @) <) <)

C

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P 4 Vr 5 R

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"c 4 Vc 5 %C

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Potencia, con,&'i6a,

VI. CUESTIONARIO: $!tencia El3ctrica

;"() ;9"8) <;"B; (9"9) 8B;"( ) 8;@"? 8 8)?"8 @ @")8

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1. E7p8icar

e8 principio 6e 9&nciona'iento 6e8 !at'etro.

El vatímetro se utiliza para medir la potencia promedio consumida en un circuito" 6os vatímetros son aparatos destinados a medir la potencia activa consumida entre dos puntos A y C de un circuito eléctrico" 6os vatímetros pueden ser: electrodinmicos, de inducci#n, térmicos y digitales" A continuaci#n se descri'e el funcionamiento de un vatímetro electrodinmico"

).;"&< e, 8a potencia e8
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UNIVERSIDAD C ATOLICA DE SANTA MARIA 6a intensidad y la tensi#n en una resistencia por e%emplo un calefactor, conectada en un circuito de corriente alterna tiene la misma fase" 6as curva de potencia activa es siempre positiva" $uando conectamos una resistencia /=1 o carga resistiva en un circuito de corriente alterna, el tra'a%o -til +ue genera dica carga determinar la potencia activa +ue tendr +ue proporcionar la fuente de fuerza electromotriz /FEM1" 6a potencia activa se representa por medio de la letra /21 y su unidad de medida es el Gatt /31" 6a f#rmula matemtica para allar la potencia activa +ue consume un e+uipo eléctrico cual+uiera cuando se encuentra conectado a un circuito monofsico de corriente alterna es la siguiente:

D#nde:

P 4 2otencia de consumo eléctrico, expresada en Gatt /31 I 4 Hntensidad de la corriente +ue fluye por el circuito, en ampere /A1 Co,

4 0alor del factor de potencia o coseno de 4fi5

. ;"&< e, 8a potencia e8
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UNIVERSIDAD C ATOLICA DE SANTA MARIA potencia reactiva" 6os dispositivos +ue poseen enrollados de alam're de co're, re+uieren ese tipo de potencia para poder producir el campo magnético con el cual funcionan" 6a unidad de medida de la potencia reactiva es el voltampere reactivo /0A=1" 6a f#rmula matemtica para allar la potencia reactiva de un circuito eléctrico es la siguiente:

D#nde:

" 4 0alor de la carga reactiva o inductiva, en voltampere reactivo /0A=1

S 4 0alor de la potencia aparente o total, expresada en voltampere /0A1

P 4 0alor de la potencia activa o resistiva, expresada en Gatt /31

/.;"&< e, 8a potencia e8
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Dado +ue la potencia activa /21 es la +ue define el tra'a%o -til en la instalaci#n /necesidades del edificio o planta industrial1 podemos considerarla fi%a" 2or tanto a mayor potencia reactiva /71 mayor potencia aparente /.1 y por tanto mayor circulaci#n de intensidad por la instalaci#n eléctrica" Es decir, si en una instalaci#n eléctrica existe potencia reactiva /71, ace +ue la intensidad +ue circula sea mayor +ue la necesaria para el tra'a%o -til demandado" 6a potencia aparente /.1, llamada tam'ién Ipotencia totalI, es el resultado de la suma geométrica de las potencias activa y reactiva" Esta potencia es la +ue realmente suministra una planta eléctrica cuando se encuentra funcionando al vacío, es decir, sin ning-n tipo de carga conectada, mientras +ue la potencia +ue consumen las cargas conectadas al circuito eléctrico es potencia activa /21" 6a potencia aparente se representa con la letra 4.5 y su unidad de medida es el voltampere /0A1" 6a f#rmula matemtica para allar el valor de este tipo de potencia es la siguiente:

De donde: •

S 4 2otencia aparente o total, expresada en voltampere /0A1

•

V 4 0olta%e de la corriente, expresado en volt

•

I 4 Hntensidad de la corriente eléctrica, expresada en ampere /A1

6a potencia aparente o potencia total es la suma de la potencia activa y la aparente" Estas dos potencias representan la potencia +ue se toma de la red de distri'uci#n eléctrica, +ue es igual a toda la potencia +ue entregan los generadores en las plantas eléctricas" Estas potencias se transmiten a través de las líneas o ca'les de distri'uci#n para acerla llegar asta los consumidores, es decir, asta los ogares, f'ricas, industrias, etc"

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0.

;C>'o ,e conecta e8 !at'etro= Di?&@e e8 e,&e'a.

El

vatímetro est compuesto por un amperímetro y un voltímetro" En tendrs 8 par de de ellos"

Multisim puntas

para

cada

uno

.upongamos +ue deseamos medir la potencia de una resistencia de carga =6" 8* $onectamos las puntas del voltímetro en paralelo con la resistencia" Es decir, a cada extremo de ella" 9* $onectamos las puntas del amperímetro en serie antes de la resistencia" Es decir, el alam're pasar primero por el amperímetro y a su salida recién se conecta a la resistencia"

El resultado en pantalla es el mismo +ue medir con un voltímetro y amperímetro independientes y realizar los clculos por f#rmula" 6as 'o'inas fi%as se conectan en serie con el circuito, mientras la m#vil se conecta en paralelo" Adems, en los vatímetros anal#gicos la 'o'ina m#vil tiene una agu%a +ue se mueve so're una escala para indicar la potencia medida" na corriente +ue circule por las 'o'inas fi%as genera un campo electromagnético cuya potencia es proporcional a la corriente y est en fase con ella" 6a 'o'ina m#vil tiene, por regla general, una resistencia grande conectada en serie para reducir la corriente +ue circula por ella

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1.;"&< in,tr&'ento, no, per'iten encontrar 8a potencia e8

G.Di?&@ar e8 6iara'a 9a,oria8 co'p8eto corre,pon6iente a8 circ&ito ar'a6o. F. A partir 6e 8o, 6ato, a88ar 8a, potencia, acti!a reacti!a  aparente te>rica,. . A partir 6e 8o, 6ato, e7peri'enta8e, a88ar 8a, potencia, acti!a reacti!a  aparente e7peri'enta8e,. ). En 9or'a ta?&8a6a 6ar 8a 6i!erencia 6e !a8ore, e7i,tente, entre 8o, !a8ore, te>rico,  e7peri'enta8e,.

VII. Reco'en6acione,: VIII. Conc8&,ione,: I%.

Bi?8iora9a

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