UNIVERSIDAD CATOLICA DE SANTA MARIA FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERIAS FISICAS Y FORMALES
PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA, MECANICA ELECTRICA Y MECATRONICA
CURSO: CIRCUITOS ELECTRICOS
TEMA: MEDICION DE ENERGIA ELECTRICA ALUMNO: VARGAS AGUILAR GINER SANTIAGO
CODIGO: 2013202381
AREQUIPA-PERU 2016
MEDICION DE ENERGIA ELECTRICA I. •
OBETIVO: Analizar y verificar la forma de medir la energía en circuitos monofásicos de corriente alterna. Conocer la correcta forma de conectar el medidor de energía en el sistema de energía eléctrica. Finalmente contrastar y verificar su funcionamiento.
II.
MARCO TE!RICO:
Para hablar de la eficiencia de una máquina, hay que hablar no solamente de la otencia utilizada, sino también del tiemo durante el que actu!. Por esto ara saber la energía consumida, debemos de multilicar ambos factores. E"#$%&' ( P)*#"+,' *,#./) 012-34
"a unidad de energía es el 57), que es la energía que consume un circuito eléctrico de un vatio durante el tiemo de un segundo. #l $ulio es una unidad demasiado eque%a, or lo que se establece la unidad ráctica del
7)'*)-9)$' -4. Para medir la energía consumida se utilizan los contadores eléctricos o también llamados medidores de energía eléctrica& en ellos un mecanismo totalizador, efect'a el roducto de la otencia or el tiemo de utilizaci!n en cada instante ,y hace la acumulaci!n o suma refle$ándose en un totalizador. #l contraste del medidor de energía eléctrica consiste en la determinaci!n del grado de e(actitud con el cual el medidor registra la energía. )odos los medidores deben ser contrastados antes de instalarlos, el rimer contraste se efect'a en la fabrica que los roduce, luego, el comrador que or lo general es la emresa concesionaria *en nuestro caso la +#A", quien contrasta los medidores en sus roios laboratorios o los hace contrastar en los laboratorios encargados de la fiscalizaci!n de medidores. +e utilizan dos métodos de contrastaci!n, uno basado en el roducto de Potencia -)iemo, y el otro acusado or un medidor de energía atr!n. Cual de los dos métodos es más conveniente deende de la cantidad de medidores a contrastar y de la e(actitud del a$uste requerida.
III. •
•
•
•
ELEMENTOS A UTILI;AR:
/ vatímetro anal!gico monofásico de 012 3, 2 am. Clase .2 / medidor de energía de 11 3 de 2 am. 4 focos de / 5 cada uno 1 multímetro digitales, / cron!metro
IV.
ACTIVIDADES:
'4 Anotar las características del medidor de energía a utilizarse, constante del medidor, corriente nominal, etc.
<4 Armar el circuito que se muestra en la figura ad$unta.
+4 Conectar el circuito a una fuente monofásica de 11 3, conectar rimero 1 focos y tomar las lecturas de los instrumentos 3, A, 5 y cuantas vueltas dio el disco del medidor y ara esa cantidad de vueltas se tomará el tiemo con un cron!metro, luego aumentar a 6 focos, 7, 2 y 4 focos, tomando lecturas ara todas las cargas *focos, y comarar la energía consumida or el roducto de otencia or tiemo indicada or el vatímetro y el cronometro resectivamente.
89 Focos 1 2
5 *:atts
200 00
*#==) >4 3@ 3@
89 3ueltas
10 2
ETEORICA 0.01 0.0@
EE?PERIMENTAL 0.0103 0.0@6
=4 Con los datos del aso anterior determine el tiemo nominal mediante la siguiente f!rmula;
V.
CUESTIONARIO:
1. E/7+'$ +)" =#*'77# #7 /$"+/) =# "+)"'#"*) =#7 #==)$ =# #"#$%&' )")>+) *7'=) #" 7' #/#$#"+'. #l medidor de energía, conocido también como contador, es un equio que se emlea ara medir la energía suministrada a los clientes. Alicada una tarifa establecida or el #nte ? y act'an sobre un disco rot!rico de aluminio .#stos flu$os roducen ares de giros, que a su vez rovocan un movimiento de rotaci!n del disco de aluminio aun a velocidad angular roorcional ala otencia. #l disco de aluminio es, además, frenado or un imán *freno de corrientes arásitasde tal forma que la velocidad angular del disco sea roorcional ala carga. #l aarato está comletado or un registrador, que mediante un sistema de transmisi!n indica los @ilovatios0hora consumidos.
2. Q# "7#"+' *#"# "' +'$%' "=+*' #" #7 $#%>*$) =#7 #==)$ =# #"#$%&' *7'=) 4. E/7H# #n realidad los circuitos no ueden ser uramente resistivos ni reactivos, observándose desfases, más o menos significativos, entre las formas de onda de la corriente y la tensi!n. Así, si el f.d.. está cercano a la unidad, se dirá que es un circuito fuertemente resistivo or lo que su f.d.. es alto, mientras que si está cerca no acero que es fuertemente reactivo y su f.d.. es ba$o. Cuando el circuito sea de carácter inductivo, caso más com'n, se hablará de un f.d.. en atraso, mientras que se dice en adelanto cuando lo es de carácter caacitivo. "as cargas inductivas, tales como& transformadores, motores de inducci!n y, en general, cualquier tio de inductancia *tal como las que acoma%an a las lámaras fluorescentes generan otencia inductiva con la intensidad retrasada resecto a la tensi!n. "as cargas caacitivas, tales como bancos de condensadores o cables enterrados, generan otencia reactiva con la intensidad adelantada resecto a la tensi!n.
3. Q# "7#"+' *#"# "' +'$%' +'/'+*' #" #7 $#%>*$) =#7 #==)$ =# #"#$%&' *7'=) 4. E/7H# "as cargas caacitivas, tales como bancos de condensadores o cables enterrados, generan otencia reactiva con la intensidad adelantada resecto a la tensi!n. "as érdidas de energía en las líneas de transorte de energía eléctrica aumentan con el incremento de la intensidad. Cuanto más ba$o sea el f.d.. de una carga, se requiere más corriente ara conseguir la misma cantidad de energía 'til. Por tanto, como ya se ha comentado, las coma%ías suministradoras de electricidad, ara conseguir una mayor eficiencia de su red, requieren que los usuarios, esecialmente aquellos que utilizan grandes otencias, mantengan los factores de otencia de sus resectivas cargas dentro de límites esecificados, estando su$etos, de lo contrario, a agos
adicionales or energía reactiva. "a me$ora del factor de otencia debe ser realizada de una forma cuidadosa con ob$eto de mantenerlo lo más alto osible. #s or ello que en los casos de grandes variaciones en la comosici!n dela carga es referible que la correcci!n se realice or medios automáticos. #n nuestro caso notamos que al inicio el factor de otencia es menor a uno, con lo que el contador registra mas energía y la endiente dela curva crece. Cuando aumentamos las resistencias, el factor de otencia se hace rácticamente cero y así la endiente dela curva disminuye y se registra menos energía en roorci!n a las cargas conectadas.
@. E" HJ +)">>*# #7 +)"*$'>*# =# " #==)$ =# #"#$%&' K HJ J*)=)> =# +)"*$'>*'+" =# #==)$#> #>*#" E/7H# +)" =#*'77#. #ste método uede realizarse de dos maneras;
- C)" +'$%' $#'7: ara la medici!n se utilizará la carga roia de la instalaci!n del cliente.
- C)" +'$%' #*#$"': conectada a la salida del medidor. Consiste en comarar los datos tomados con otros medidos or distintos instrumentos, los dos medidores se conectan en un mismo circuito de ensayo. #(isten varios métodos ara realizar esta tarea y la elecci!n de uno de ellos deenderá básicamente del instrumental y ersonal disonible, de la recisi!n requerida y de la cantidad y el tio de equios a inseccionar or eriodo. #n este instructivo resentaremos un método clásico; "a rueba de otencia or medio de vatímetro atr!n y cron!metro utilizado cuando hay necesidad de verificar el medidor en su lugar de instalaci!n *in situ y no es osible interrumir el suministro eléctrico del cliente.
. D#*#$"# #7 #$$)$ $#7'*) =# 7' #"#$%&' #7J+*$+' *#$+' K #/#$#"*'7 E ( ETEORICA EE?PERIMENTAL4. C)#"*# 7'> =#$#"+'>. #nergia )eorica ./> .7
VI.
#nergia #(erimental
0.0103 0.0@6
OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES
#rror
0.00003 0.001
+e uede observar que las otencias medidas son arecidas a las calculadas. "os instrumentos de medici!n ueden estar mal calibrados o tener algunas fallas or ello la diferencia entre los valores medidos y los calculados. #n la ractica también observamos que la eficiencia deende de la otencia utilizada y también del tiemo.
VII. BIBLIOGRAFIA 9**/:.=>*$7.+)./##7#+*$)+#"*$)0@+7#"*#")03.9*7 9**/:+$+*)$.+)=)+>C)"*'=)$#>SPC'*./= 9**/:."'+'7.%)<./#"'+'7"=#./9/>#$+)>#*$)7)%'9))7)%'+)"-=#-+#$*+'=)>)=#7)>-'/$)<'=)>-=##==)$#>-=#-#"#$%'-#7#+*$+'
