Practica 4 - Potencia en circuitos de CA

Potencia en Circuitos de Corriente Alterna

Autores: Gallego, Félix Krapf. Luis Perrone, David Análisis de Circuitos 1 Práctica

Escuela de Ingeniería Eléctrica FCEIA - UNR

PRÁCTICA POTENCIA EN CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA Problema 1 Una carga que consiste en una resistencia de 147k Ω en paralelo con una inductancia de 50,4 H se conecta en terminales de una fuente de tensión senoidal v g = 840 cos(10 4 t) V. a) ¿Cuál es el máximo valor de la potencia instantánea que suministra la fuente? b) ¿Cuál es el máximo valor de la potencia instantánea que absorbe la fuente? c) ¿Cuál es la potencia media suministrada a la carga? d) ¿Cuál es la potencia reactiva? e) ¿La carga absorbe o suministra VAr inductivos? f) ¿Cuál es el factor de potencia de la carga? Problema 2 La corriente periódica que se muestra en la figura disipa una potencia media de 3000W en una resistencia. ¿Cuál es el valor de la resistencia?

Problema 3 Se conectan tres cargas en paralelo a través de una línea de 220V (r.m.s.), como se muestra en la figura. La carga 1 absorbe 12kW y 12kVAr inductivos. La carga 2 absorbe 6kVA con un factor de potencia de 0,8 en avance. La carga 3 absorbe 5kW con un factor de potencia unitario.

a) Encontrar la impedancia equivalente. b) Determinar el factor de potencia de la carga equivalente

EIE-Práctica Potencia en Circuitos de Corriente Alterna

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Problema 4 Un taller toma de un línea de 220V (50Hz) una potencia de 10kW con cos ϕ =0,707 inductivo. a) Encontrar R y L de una impedancia equivalente al taller. b) Si la línea de transmisión tiene una impedancia Z L = (0,3 + j0,4) Ω, calcular la caída de tensión, la pérdida de tensión, la tensión al principio de la línea y el rendimiento de la transmisión. c) Corregir el factor de potencia a 0,9 ind utilizando un capacitor. Problema 5 La caída de tensión entre el extremo de la carga y el extremo fuente de la línea de alimentación de una fábrica que se muestra en la figura es excesiva. Se coloca un condensador en paralelo con la carga y se ajusta hasta que el voltaje al principio de la línea tenga la misma magnitud que el voltaje en el extremo de la carga, es decir, 4800V (r.m.s.). Calcular el condensador (en μF) si el circuito funciona a 50Hz. La carga es de 192 kVA con un factor de potencia de 0,8 en retardo.

Problema 6 La tensión Vg en la representación fasorial del circuito de la figura es

1700º V.

a) Encontrar las potencias media y reactiva en la fuente. b) ¿Absorbe o suministra potencia activa? c) ¿Absorbe o suministra potencia reactiva? d) Encontrar las potencias media y reactiva en cada una de las ramas. e) Realizar un balance energético de la potencia activa y reactiva.


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Problema 7 Encuentre la potencia disipada en la resistencia de 40 Ω en el circuito de la figura si ig = 4 x cos(10 5 t) A

Problema 8 La impedancia de carga capacitiva de la figura tiene una magnitud de 100 Ω y absorbe una potencia de 6144 W. La fuente de tensión sinusoidal suministra 6400 W. Encontrar la reactancia inductiva de la línea.


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Problema 9 Las tres cargas del circuito de la figura son: S 1= (4+j1) kVA S 2= (5+j2) kVA S 3= (10+j0) kVA

a) Calcular la potencia compleja asociada a cada fuente. b) Realizar el balance energético.

Problema 10 Una fábrica tiene una carga eléctrica de 1200 kW con un factor de potencia en retardo de 0,8. Se agregará una carga adicional con un factor de potencia variable que añadirá 240 kW a la carga de potencia global de la fábrica. El factor de potencia de la nueva carga se ajustará hasta que el factor de potencia global de la fábrica sea de 0,96 inductivo. a) Especificar la potencia reactiva asociada a la carga adicional. b) ¿La nueva carga genera o consume VAr inductivos? c) ¿Cuál es el factor de potencia de la carga adicional? d) Calcular la corriente que entra a la fábrica antes y después de agregar la carga adicional si la tensión de entrada es 2500 V. Problema 11 La tensión del extremo emisor en el circuito de la figura se ajusta para que el valor eficaz de la tensión en la carga sea siempre de 13200 V. El condensador variable se ajusta hasta que la potencia media disipada en la resistencia de línea sea mínima. a) Si la frecuencia de la fuente sinusoidal es de 50 Hz. ¿Cuál es el valor de la capacidad en μF? b) Si se elimina el condensador del circuito. ¿Cuál es el porcentaje de aumento de la magnitud de V g requerido para mantener los 13200V en la carga? c) Si se elimina el condensador del circuito ¿Cuál es el porcentaje de aumento en la pérdida de la línea?


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Problema 12 En el circuito de la figura se han realizado las siguientes lecturas:

A1 = 5A A2 = 3A V1 = 80V V2 = 120V VL = 300V

Si la frecuencia del generador es 50Hz determinar la lectura de los demás instrumentos.


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Problema 13 Una planta está alimentada a

13,2 3

k V , teniendo en

cuenta la siguiente distribución de cargas:

a) Determinar el f.p. de la instalación. b) Calcular los capacitores a agregar si se desea corregir el f.p. a 0,95 ind. c) Si el costo de la energía es de 0,09 $/kWh calcular la facturación diaria si trabaja 16 hs por día. Problema 14 En el circuito de la figura calcular la potencia en R si: ◦

Caso a v g 1



v g 2  ◦

40V continua

 

40 2sen 314t 

 V 2 



Caso b

 

 V 3 



v g 1 

40 2sen 314t 

v g 2

40 2sen 314t   V








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