Laboratorio n 04 Medida Da La Potencia Activa

DOCENTE: ING. HECTOR NUÑEZ OLIDEN

LABORATORIO N° 04

INTEGRANTES: BACA OBANDO BRUNO MIJA TORRES CRISTHIAN PARDO YOVERA CRISTHIAN

MEDIDA DE POTENCIA ACTIVA

SAAVEDRA SEGUNDO JOSÉ

LABORATORIO N° 04

MEDIDA DE LA POTÉNCIA ACTIVA 1. OBJETIVO:  Realizar en forma experimental la medida de la potencia activa mediante el uso del vatímetro. 2. FUNDAMENTO TEORICO:

POTENCIA ACTIVA

Los receptores eléctricos son capaces de aportar energía a su entorno. Esta energía puede fundamentalmente ser de tres formas distintas: - Energía de movimiento (trabajo). - Energía calorífica. - Energía luminosa. Ahora bien, para producir energía en forma de movimiento, luz o calor, deben de absorber de la red eléctrica una energía eléctrica capaz de ser transformada. Esta energía se llama energía activa y su cuantificación por unidad de tiempo es la potencia activa. Tenemos entonces que

Donde: P: potencia activa en watios [W] o en kilowatios [Kw]. t: tiempo en horas [h]. WP: energía activa en kilowatios*hora [Kwh].

Esta energía y potencia activas son las que ya estudiaste en los circuitos de CC. Observa que el [Kwh] es unidad de energía activa y si analizas un recibo de la luz, verás que la cantidad de Kwh consumidos es realmente por lo que pagamos. La potencia activa en los circuitos de A.C responde a la siguiente expresión:

Donde: V: valor eficaz de la tensión. I: valor eficaz de la intensidad. cosφ: factor de potencia (comprendido entre 0 y 1)

VATIMETRO MEDIDA DE POTENCIA ACTIVA (W) El vatímetro es un dispositivo de medida de tipo electrodinámico y su constitución y funcionamiento es similar al del amperímetro o voltímetro. Internamente está formado por dos bobinas, una fija y otra móvil. La fija es de hilo grueso y la móvil de hilo fino. La bobina fija es recorrida por la corriente del circuito, por eso la llamamos Amperimétrica y la móvil es de hilo fino y mide la tensión, por lo que la llamaremos voltimétrica. Para que esta bobina sea recorrida por una corriente muy pequeña, se puede conectar una resistencia en serie con ella.

Esquema interno del vatímetro electrodinámico.

VARMETRO MEDIDA DE POTENCIA REACTIVA (VAR) El varmetros es un instrumento para medir reactiva en una sección de una línea eléctrica.

la energía

eléctrica generada

En los circuitos eléctricos en el sistema de voltaje de corriente alterna y, la potencia total está dada por la combinación de dos contribuciones separadas: 1. Potencia activa, medida en vatios, responsable de la gran mayoría de los fenómenos visible (calor, elevación, etc.) 2. La potencia reactiva, en cuadratura (fuera de fase por 90 °) con respecto a la potencia activa, medida en voltios amperios reactiva o VAR (dimensionalmente igual a los vatios), responsable de los campos electromagnéticos que varían explotada en el funcionamiento de los motores eléctricos y otros fenómenos secundarios. Para la medición de las dos contribuciones de diferentes herramientas eléctricas se utilizan: para la potencia activa utilizando el medidor de potencia mientras que para la potencia reactiva utilizando los varmetros.

FACTOR DE POTENCIA ( F.P ) Denominamos factor de potencia al cociente entre la potencia activa y la potencia aparente, que es coincidente con el coseno del ángulo entre la tensión y la corriente cuando la forma de onda es sinusoidal pura, etc. O sea que el factor de potencia debe tratarse que coincida con el coseno phi pero no es lo mismo. Es aconsejable que en una instalación eléctrica el factor de potencia sea alto y algunas empresas de servicio electro energético exigen valores de 0,8 y más. O es simplemente el nombre dado a la relación de la potencia activa usada en un circuito, expresada en vatios o kilovatios (KW), a la potencia aparente que se obtiene de las líneas de alimentación, expresada en voltioamperios o kilovoltio-amperios (KVA).

FORMAS DE CONEXION DEL VATIMETRO. El vatímetro puede conectarse de dos formas a un circuito en la bobina móvil da una medida de la diferencia de potencial en los terminales de las bobinas fijas y de la carga, midiendo las bobinas fijas justamente la corriente que atraviesa la carga. En la figura 1, la diferencia de potencial es, justamente, aquella que está en los terminales de la carga y la corriente es aquella que atraviesa la bobina móvil y la carga. Si IL es la corriente de carga, Rm la resistencia de la bobina móvil y Rf la resistencia de las bobinas fijas, entonces con el circuito (a) el vatímetro dará una lectura alta de potencia debido a la caída de potencial en los terminales de las bobinas fijas, es decir, I2/L Rf y con (b) el vatímetro dará una lectura alta de potencia debido a la corriente que atraviesa la bobina móvil, es decir, V2/L Rm. En ambos casos el vatímetro dará una lectura alta. El error se minimiza si el circuito (a) se utiliza para cargas con bajas corrientes y altas tensiones y el (b) para cargas con altas corrientes y bajas tensiones

3. MATERIALES Y EQUIPOS:  Auto transformador regulable de 2KVA, 0 – 240v.  Vatímetro marca YEW modelo 2041 (monofásico)  1 Multitester digital Marca: Sanwa, Modelo: CD772.  1 Pinza Amperimétrica Marca: Hurricane, Modelo: HR201.  1 Extensión de 220v.  1 Tablero de Conexiones.  1 Lámpara Incandescente 100w, 220v.  2 Balastro de Fluorescente de 36/40w.  Condensador de C.A de 10uf, 60Hz.

AUTOTRANSFORMADOR REGULABLE

MULTITESTER DIGITAL

PINZA AMPERIMÉTRICA

EXTENSIÓN

TABLERO DE CONEXIONES

LÁMPARA INCANDESCENTE

BALASTRO DE FLUORESCENTE

CONDENSADOR DE C.A

VATÍMETRO MARCA (YEW)

MOTOR ELECTRICO

4. CUESTIONARIO: DESARROLLO 1. Determinar la potencia activa de la carga y compararla con la potencia medida por el vatímetro.  

CARGA Foco(50w) Foco(100w ) Balasto Motor

P=V.I.cosØ Constante del Vatímetro(K) K= (V.I)/D K= (240.1)/120 K=2 POTENCIA POTENCIA MEDIDAD(W) CALCULADA(W)

V(V)

I(A)

F.p

EA

ER%

110

0.17

1

20

18.7

1.3

6.951

220

0.24

1

58

52.8

5.2

9.848

109

0.29

1

34

31.61

2.39

7.56

220

0.43

1

104

94.6

9.4

9.936

149

0.36

0.190808

8

10.234

2.234 21.829

220

0.54

0.190808

20

22.668

2.668

149

0.33

0.6

24

29.502

5.502 18.649

220

0.51

0.6

58

67.32

9.32

2. Determinar para los siguientes datos, la potencia activa , reactiva y

aparente

11.769 13.844

a) v(t)= 150cos(wt + 20°) V i(t)= 18cos(wt -15°) A

V=

150 ∠ 20° √2

S = V.I* S=

(

150 ∠ 20 °) √2

.(

18 ∠ 15 ° ¿ √2 I=

I*=

  

18 ∠−15 ° √2 18 ∠ 15 ° √2

S = 1350∠35° S = 1105.86 + j774.33

S= 1350 VA P= 1105.86 W Q= 774.33 VAR

b) v(t)= 210sen(wt +135°) V i(t)= 25cos(wt + 76°) A

V=

210 ∠ 45 ° √2

S = V.I* S=

(

210 ∠ 45 ° ) √2

.(

25 ∠−76 ° ¿ √2 I=

25 ∠76 ° √2

S = 2625∠-31° S = 2250.06 – j1351.97

I*=

25 ∠−76 ° √2

S= 2625 VA P= 2250.06 W Q= 1351.97 VAR (en adelanto)

c) v(t)= 182cos(wt +25°) V z= 46 +j26 Ω

V=

182 ∠ 25 ° √2

S = V.I* S=

(

182 ∠25° ) √2

.(

2.44 ∠4.48 ° ¿

Z = 52.84 ∠29.48° I = 2.44 ∠-4.48° I*= 2.44 ∠ 4.48°   

S= 314.01 VA P= 273.35 W Q= 154.53 VAR

d) i(t)= 12sen(wt + 33°) A z= 23 – j16 Ω

S = 314.01∠29.48° S = 273.35 + j154.53

I=

12 ∠−57 ° √2

I* =

12 ∠57 ° √2

S = V.I* S=

(237.76 ∠−91.82° )

12 ∠ 57 ° ¿ √2

Z = 28.02 ∠-34.82° V= 237.76 ∠-91.82°

  

S= 2017.46 VA P= 1656.23 W Q= 1151.97 VAR (en adelanto)

S = 2017.46∠-34.82° S = 1656.23 – j1151.97

.(

5. ANEXOS:

6. CONCLUSIONES:

7. REOMENDACIONES:

 Trabajar con mucho cuidado al usar la pinza Amperimétrica, ya que este es un instrumento delicado y su mal uso puede causar un desperfecto en las mediciones o podría hasta dañarse el instrumento de medida.  Se recomienda trabajar de manera ordenada y con mucho cuidado a la hora de armar los circuitos en el tablero de conexiones, ya que es más peligroso que al trabajar en corriente alterna que trabajar en corriente continua.  Tener cuidado en el momento de manipular o manejar la fuente o cualquier instrumento que se esté empleando ya que son delicados sin correcto conocimiento de su uso podrían malograse fácilmente.

8. BIBLIOGRAFIA:  Circuitos Eléctricos- Joseph Edminister.

9. LINCOGRAFIA:  http://educativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio//3000/308 9/html/311_el_vatmetro.html  http://www.labc.usb.ve/paginas/mgimenez/Lab_Circ_Electronicos_Guia_ Teorica/Cap11.pdf  http://www.monografias.com/trabajos14/factorpotencia/factorpotencia.sht ml  https://it.wikipedia.org/wiki/Varmetro