Potencia Y Factor De Potencia En Circuitos Monofásicos.docx

Potencia y factor de potencia en circuitos monofásicos  

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Objetivos Principales: Evaluar y analizar en forma experimental la medida de potencia y la variación del factor de potencia en circuito monofásicos AC. Secundario: Aprender en la utilización de instrumentos de medidas para la potencia(vatímetro) Y f.d.p(analizador de potencia). Corroborar con los datos obtenidos las teorías aprendidas en clase de circuitos 2. Fundamento teórico Potencia eléctrica monofásica La potencia eléctrica es la relación de paso de energía de un flujo por unidad de tiempo ; es decir; la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado. Se denominan a corriente monofásica a la que se obtiene de tomar una fase de la corriente trifásica y un cable neutro. Este tipo de corriente facilita una tensión de 220/230 voltios , lo que hace apropiado para que puedan funcionar en electrodomésticos y luminarias. En un circuito que estuviera formado por elementos resistivos puros se procedería igual que si se tratara de un circuito de corriente continua. Pero los caso de circuitos constituido de impedancias Z , se debe considerar el Angulo de desfasaje que genera los elementos como la inductancia y capacitancia . es conveniente usar la formula de potencia de corriente alterna .

Potencia activa o resistiva Cuando conectamos una resistencia R o carga resistiva enn un circuito de corriente alterna el trabajo útil que genera dicha carga determinara la potencia activa que tendrá que proporcionar la fem . la potencia activa P y su unidad de medida es el watt W.

Potencia pasiva o reactiva No proporciona ningún tipo de trabajo útil ,pero los dispositivos que poseen enrollados de alambre de cobre requieren este tipo de potencia para producir el campo magnético con la el cual funcionan . la unidad de medida de la potencia reactiva es el volt ampere VAR.

Potencia aparente o total Es el resultado de la suma geométrica de las potencias activa y reactivas . esta potencia es la que realmente suministra una planta eléctrica cuando se encuentra funcionando en el vacío , es decir sin ningún tipo de carga conectada mientras que la potencia que consumen las cargas conectadas al circuito eléctrico es potencia activa.

Factor de potencia: El factor de potencia representa el valor del Angulo que se toma al representar gráficamente la potencia activa y la potencia aparente es decir la relación existente entre la potencia real de trabajo y la potencia total consumida por la carga o el consumidor.

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Elementos a utilizar  1 autotransformador 220v 6amp.

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1 multímetro.

Medición de voltaje AC, DC; Medición de corriente AC, DC; Medición de la capacitancia; Medida de resistencia; Prueba de diodos; Medición de frecuencia; Prueba de continuidad (señalización acústica); Medición de la temperatura

 Dimensiones (w x h x l): 87 x 35,5 x 186 mm 

Masa (sin accesorios): 396 g

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1 vatímetro monofásico 250 v AC.

UN 48V 120V 240V 480V  

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 V V. 150 150 150 150 150 150 150

C 2W 5W 10W 20W

UMAX 120V 240V 480V 600V

RINT Ω 16K 40K 80K 160K

1 inductancia de 2 amp 220v (L). 2 resistencias de 50Ω 5 amp (R1,R2).

 2 amperímetros de 0-6 amp (A1,A2).  Juegos de conductores. Procedimiento 1. Poner las resistencia R1 y R2 en su máximos valores y regular el autotransformador a 200v luego variar las resistencias hasta lograr A2=5amp . 2. Variando R1YR2 tomar por lo menos 10 lecturas de A1,A2,W,R1+R2 y cosα (f.d.p) entre 5 amp y 2.6 amp . 3. Efectuar la medida de L experimentalmente , consultar con el profesor. Tablas RT Ω 48.8 53.5 62.5 66.6 75 78.6 87.3

A1 A. 3.1 2.8 2.5 2.4 2 1.8 1.6

A2 A. 3.8 3.6 3.3 3.1 2.9 2.8 2.8

W Watts 465 435 382 345 300 285 277

Calculo de reactancia del sistema XL. Por la forma del circuito podemos observar que en el nodo a cumple:

IT=IR+ IL Donde : Ir =corriente de la resistencia medido por A 1. IT =corriente de la fuente medido por A2. IL=corriente que pasa por la inductancia. Considerando el voltaje total con un ángulo de 0° entonces la IL que pasa por la inductancia tendrá un valor complejo a diferencia del Ir de la resistencia que será un valor real. Donde el IT se puede expresar de forma compleja como :

IT=IR+JIL Obteniendo módulos 𝐼𝑇 2 − 𝐼𝑅 2 = 𝐼𝐿2 IL A. 2.19 2.26 2.15 1.96 2.1 2.14 2.29 IL=2.2 A (promedio) En el circuito lo único que varia es la resistencia entonces la corriente que pasa por la inductancia es el mismo para las diferentes resistencia

Calculado el valor de la reactancia VT=IL*XL Reemplazando XL=150/2,2=68,18Ω Calculando la impedancia equivalente DEL CIRCUITO:

ZΩ 33.27+J23.1 33.11+J25.9 33.9+J31.1 34+J33.3 34+J37.3 33.7+J38.9 33+J42.3

𝑅

α° (tan−1 𝑋𝐿) 35.6 38.03 42.54 44.4 47.65 49.1 52.04

f.d.p 0.81 0.78 0.73 0.714 0.67 0.65 0.62

Sabemos: V=Z*I Z=V/I αz=αv-αi S=V*I* α=αv-αi entonces: α =αz observamos que el Angulo del f.d.p es igual al ángulo de la impedancia.

Otra forma de calcular el ángulo del f.d.p es usando los valores obtenidos por vatímetro y la formula . 𝑃 = 𝑉 ∗ 𝐼 ∗ cos 𝛼 Donde : P=potencia activa del circuito. V=voltaje total que es 150 v. I=corriente total medido por A2. Cosα= es el f.d.p del circuito.

Calculando:

α° 35.33 36.33 39.5 42.1 46.4 47.26 48.73

f.d.p 0.814 0.8 0.77 0.74 0.69 0.67 0.66

¿Qué importancia tiene los asteriscos ( + ) marcados en los extremos de las bobinas de un vatímetro? Este es de suma importancia ya que indica por la cual entra el flujo de corriente una conexión contraria a esta no sería favorable ya que no nos mediría los valores reales a si mismo si colocamos contrariamente ambas bobinas esta nos medirá el valor real ya que estamos trabajando con corriente alterna pero no es lo correcto.

Conclusiones  

Podemos observar que los valores medidos a comparación de los valores teóricos no tienen mucho error esto debido a que la inductancia tiene una resistencia interna menor a la 2 Ω . También la resistencia del vatímetro que está en orden k Ω. No afecta en la medida del resultado. Podemos observar que el f.d.p disminuye cuando aumenta la resistencia del circuito debido a que si observamos el triángulo de potencia a mayor potencia activa el Angulo se reducirá hasta llegar a cero.

Bibliografía [1] castillo, «http://www.trifasica.net,» [En línea]. Available: http://www.trifasica.net/pdf/TEMA_7._POTENCIA_EN_CIRCUITOS_MONOFASICOS.pdf. [Último acceso: 29 9 2018]. [2] «slideshare,» [En línea]. Available: https://es.slideshare.net/NUVILDE/potencia-elctricamonofsica. [Último acceso: 29 9 2018]. [3] j. r. carrion, potencia, lima, 2018.