P. P. Ingeniería Mecánica, Mecánica Eléctrica y Mecatrónica
METODOS DE MEDICION DE POTENCIA Y DEL D EL FACTOR DE POTENCIA EN CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA TRIFÁSICOS RESUMEN:
En el siguiente capítulo de medidas eléctricas debemos estudiar y aplicar los conocimientos teóricos para la correcto análisis en forma experimental los métodos indirectos y directos para determinar el factor de potencia y las potencias en circuitos trifásicos resistivos -capacitivos. Medición indirecta de la potencia y del factor de potencia Método de un solo vatímetro (en el caso de cargas equilibradas): se utiliza solo un vatímetro que mide la potencia de una fase, el amperímetro indica la corriente de línea y el voltímetro la tensión entre líneas. En el caso de tres conductores sin neutro, el vatímetro debe de conectarse con neutro artificial. Las indicaciones del vatímetro deben multiplicarse mul tiplicarse por 3, de forma que la potencia total activa es: Método de los dos vatímetros (en el caso de cargas desequilibradas): este sistema se denomina también sistema Aron y permite las mediciones de potencia y factor de potencia en corriente alterna trifásica de tres conductores, equilibrados o desequilibrados. Es muy importante el conexionado de los circuitos voltimétricos de ambos vatímetros; el principio de la bobina Voltimétrica debe estar conectado a la misma fase en la cual esta intercalad la bobina amperimétrica, y el final de la bobina Voltimétrica debe estar conectada a la fase que no tiene ninguna bobina amperimétrica intercalada (en la fase libre). Por ejemplo, según el montaje de la figura 2, se tiene:
Laboratorio de medidas eléctricas
P. P. Ingeniería Mecánica, Mecánica Eléctrica y Mecatrónica
Método de los tres vatímetros (en el caso de cargas desequilibradas): se utiliza el montaje representado en la figura 3; cada vatímetro medirá la potencia de cada fase en forma independiente, en este caso se obtiene el promedio del factor de potencia, según las expresiones:
PRACTICA Y RESULTADOS: Medición indirecta del factor de potencia en corriente alterna trifásica.
1. Realizar la siguiente conexión para encontrar el factor de potencia con cargas equilibradas (Procedimiento de un solo vatímetro). Con una tensión trifásica de 220V. Tener en cuenta las máximas corrientes permisibles en los elementos a utilizar.
V1
150.12 150 150.6
A1
1.17 1.46 1.55
W1
cosφ exp
Pt exp
R
C
65 60 90
0.64 0.47 0.66
195 180 270
44 25 15
50 50 50
2. Realizar la siguiente conexión para encontrar el factor de potencia con cargas equilibradas, las mismas cargas del circuito anterior (Procedimiento de los dos vatímetros). Con una tensión trifásica de 220V. Tener en cuenta las máximas corrientes permisibles en los elementos a utilizar.
cosφ
cosφ
cosφ
V1
V2
A1
A2
W1
W2
1
2
exp
Pt exp
R
C
150 150.5 199.9
148.3 146.5 149.8
1.27 1.46 1.54
1.29 1.49 1.57
35 0 -55
180 190 180
0.65 0.49 0.31
0.648 0.5 0.306
0.64 0.495 0.308
215 190 125
44 25 15
50 50 50
Laboratorio de medidas eléctricas
P. P. Ingeniería Mecánica, Mecánica Eléctrica y Mecatrónica
3. Realizar la conexión del Procedimiento de los tres vatímetros para encontrar el factor de potencia con cargas equilibradas, las mismas cargas del circuito anterior. Con una tensión trifásica de 220V. Tener en cuenta las máximas corrientes permisibles en los elementos a utilizar. Utilizar los mismos valores de impedancias del circuito anterior para poder comparar el cosφ.
V1
V2
V3
150.7 149.7 150.2 150.1 146.0 148.05 150.2 147.5 148.1
A1
A2
2.7 2.55 2.20
2.63 2.48 2.16
A3
2.77 2.62 2.26
W1
130 173 220
W2
W3
120 170 210
140 185 230
cosφ
Pt exp
exp
R
C
390 528 660
15 25 44
0.314 0.46 0.6
50 50 50
Laboratorio de medidas eléctricas
cosφ
cosφ
cosφ
1
2
3
0.31 0.45 0.66
0.304 0.33 0.46 0.47 0.66 0.68
P. P. Ingeniería Mecánica, Mecánica Eléctrica y Mecatrónica
CUESTIONARIO: ¿En que consiste el método de un solo vatímetro para encontrar el factor de potencia y la potencia activa total de un circuito trifásico? Explicar con detalle.
¿En que consiste el método de dos vatímetros para encontrar el factor de potencia y la potencia activa total de un circuito trifásico? Explicar con detalle.
¿En que consiste el método de tres vatímetros para encontrar el factor de potencia y la potencia activa total de un circuito trifásico? Explicar con detalle.
¿Cuál de los métodos indirectos para la medición del factor de potencia trifásico y la potencia activa total es el más exacto? Explique por que.
Laboratorio de medidas eléctricas
P. P. Ingeniería Mecánica, Mecánica Eléctrica y Mecatrónica
Obtener la Potencia Activa, Reactiva y la Potencia Aparente experimentales para cada una de las impedancia Z.
Obtener el factor de potencia, Potencia Activa, Reactiva y la Potencia Aparente teóricos para cada una de las impedancias Z.
Presentar en forma tabulada la divergencia en porcentaje dando el error absoluto relativo porcentual de cada uno de los métodos usados para el Factor de Potencia y las potencias P Q S del circuito, comparar y comentar las diferencias existentes.
Laboratorio de medidas eléctricas
P. P. Ingeniería Mecánica, Mecánica Eléctrica y Mecatrónica
¿En que consiste el Procedimiento del Método Directo con el Analizador de redes para encontrar el fdp y las potencias de un circuito trifásico? Explicar con detalle.
De los métodos utilizados para determinar P, Q S, y fdp cuál es el más exacto y porque? Explique con detalle
¿Qué otros métodos de medición existen para poder determinar las potencias P, Q, S y fdp de un circuito trifásico balanceado y desbalanceado?
Laboratorio de medidas eléctricas
P. P. Ingeniería Mecánica, Mecánica Eléctrica y Mecatrónica
OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES:
BIBLIOGRAFIA:
“Circuitos eléctricos I” (Teoría y Problemas) Ing. O. Morales e Ing.
F. López
Fundamentos De Circuitos Eléctricos;Charles K. Alexander &Matthew N. O.Sadiku;3ra.Edición; McGraw Hill
Laboratorio de medidas eléctricas
