Potencia Monofasica

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POTENCIA MONOFASICA 1.- OBJETIVO 

Realizar la medida de la potencia activa, potencia aparente y la potencia de un circuito tipo R-L-C PARALELO, utilizando el vatímetro monofásico, un voltímetro y un amperímetro; comparando estos resultados con los conseguidos teóricamente.

2.- FUNDAMENTO TEORICO Para la medida de la potencia en corriente continua basta con un voltímetro y un amperímetro para medir la tensión y la intensidad. Sin embargo, para medir la potencia activa en corriente alterna, además de la tensión y la intensidad necesitamos conocer el factor de potencia. Los vatímetros son aparatos destinados a medir la potencia activa consumida entre dos puntos A y B de un circuito eléctrico. Los vatímetros pueden ser: electrodinámicos, de inducción, térmicos y digitales.

Los vatímetros electrodinámicos constan principalmente de: La bobina móvil Bv, denominada bobina voltimétrica, está alimentada por la tensión entre los puntos A y B donde va montado el vatímetro (extremos de la carga). La resistencia de la bobina voltimétrica es muy elevada para que la corriente que se derive por ella sea despreciable (característica propia de un voltímetro). La bobina fija Bi, denominada amperimétrica, es recorrida por la corriente que circula por la carga. La resistencia de la bobina amperimétrica es muy pequeña para que la caída de tensión en ella sea despreciable (característica propia de un amperímetro). P á g i n a 1 | 10

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Las bobinas amperimétrica y voltimétrica crean sendos campos magnéticos que responden en el tiempo a los mismos valores alternos de la intensidad y la tensión respectivamente. Por lo tanto, entre los dos campos se originan las fuerzas que dan lugar a un desplazamiento de la aguja, que es proporcional a la potencia activa. Para la medida de la potencia activa basta con la conexión de un vatímetro, sin embargo para la medida de la potencia aparente es necesario un voltímetro y un amperímetro, obteniendo el valor de dicha potencia de forma indirecta.

Potencia aparente (S) Supongamos Es el producto vectorial de la intensidad y la tensión. Es sólo una magnitud de cálculo, porque no tiene en cuenta el desfase entre la tensión y la intensidad de corriente. Su unidad des el Voltio Amperio (VA) Potencia activa (P) Es la potencia eléctrica, que en los receptores se puede transformar en otra forma de energía (calorífica, mecánica…). Su unidad es el Wattio (W). El factor de potencia nos indica qué potencia realmente se transforma en el receptor que contiene la potencia aparente.

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Potencia reactiva (Q) Este tipo de potencia se utiliza, en los circuitos de corriente alterna, para la formación del campo en las bobinas y para la carga de los condensadores (creación de un campo eléctrico). La potencia reactiva no puede dar ningún tipo de energía. Su unidad es el Voltamperio reactivo (VAr).

3.- ELEMENTOS A UTILIZAR o o o o o o o

Voltímetro Amperímetro Vatímetro monofásico Resistencias Inductancias o un reactor de 220VI Capacitancia Transformador monofásico 220/110, 1000VA

El Vatímetro está compuesto de dos bobinas:  Bobina Amperimétrica Se conecta en serie con la línea de corriente y su resistencia deberá ser lo menor posible con el fin de no perturbar la diferencia de potencial que existe en el circuito y adquiere datos del fasor corriente en un circuito.  Bobina Voltimétrica Se conecta en paralelo con la carga cuya potencia se quiere medir y su resistencia deberá ser lo mayor posible para, de esta forma, evitar que el vatímetro desvie corriente a la carga y adquiere el fasor voltaje.

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 Observar el esquema de montaje del instrumento y la forma de interpretar los resultados de la medición aplicando los factores descritos en la parte frontal del instrumento.

4.- PROCEDIMIENTO DE EJECUCCIÓN 1) Registrar los datos de los componentes R-L-C que serán utilizados.

V = 220 V R = 180 Ω C = 30 µF ± 5% L = 110 H

2) Utilizando una fuente de tensión de 220 V, 60 Hz, alimentar al transformador 220/110 V, que será utilizado como fuente de alimentación, identificar

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correctamente los terminales de entrada y de salida, sobre los terminales de salida ensamblar el circuito R-L-C graficado.

3) Registrar la intensidad de corriente que entrega la fuente y en cada uno de los componentes de un circuito, además registrar la tensión de alimentación para evaluar el módulo de la potencia aparente en el circuito. P á g i n a 5 | 10

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𝑰𝑪

𝐼𝑇 𝑰𝑪 − 𝑰𝑳

𝜑

𝑰𝑹

𝑰𝑳

Valor. teórico Valor . Practico

a.

VF

IT

IR

IL

IC

220

2.72

1.22

0.22

2.48

228

2.8

1.25

0.23

2.65

Registrar la potencia activa que toma el circuito utilizando un vatímetro monofásico aplicando la conexión que indica el instrumento utilizado.

| | | |

| || | |

||

|

| |

b.

Para la reactancia capacitiva utilizada en el ensayo, registrar la información necesaria para poder determinar su cos φ.

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5. CUESTIONARIO 1. Calcular la potencia activa, el factor de potencia y la potencia aparente del circuito ensamblado. Comparar los resultados teóricos con los registrados en el laboratorio, establecer errores.

| |

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VF

IT

IR

IL

IC

P

Q

S

Valor. teórico

220

2.72

1.22

0.22

2.48

292.9

526.53

598.4

60.69

Valor. Practico Error

228

2.8

1.25

0.23

2.65

300

567.2

638.4

61.68

8

0.08

0.03

0.01

0.17

7.1

40.67

34

0.99

Error porcentual

3.63%

o

2.94% 2.46% 4.55% 6.85% 2.42%

7.72%

6.68% 1.63%

Como se puede notar, existe una cierta diferencia entre los resultados obtenidos en la práctica y los calculados teóricamente, esto podría deberse a un error en la medición, un mal cálculo o un mal estado de los instrumentos utilizados; pero es normal que exista una diferencia entre ambas datas, ya que la electricidad tiene oscilaciones lo que causa las variaciones.

2. ¿Cómo definiría al Vatímetro ideal?

Se define como vatímetro ideal aquél en el que se cumple que ra®0 y rv®¥. Mientras no se indique lo contrario los vatímetros se supondrán ideales. La indicación de un vatímetro es proporcional al IaIv cosα. Eligiendo una constante de proporcionalidad igual a Rv la indicación del vatímetro será:

El vatímetro ideal sería aquel en el que su circuito amperimétrico fuese un cortocircuito y el voltimétrico, un circuito abierto. La constante de lectura del aparato depende de dos magnitudes, de la tensión y de la intensidad, por lo que la constante de lectura del aparato es:

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UNIVERSIDAD CATOLICA DE SANTA MARIA En los vatímetros, los extremos de las bobinas, amperimétrica y voltimétrica, con la misma polaridad, aparecen señalados con un asterisco (*), de forma que la lectura del vatímetro es positiva cuando los terminales están conectados.

3. Analizar

los dos tipos de conexión al Vatímetro monofásico estableciendo las ventajas de su aplicación.



Dependiendo del valor de Zc se colocara antes o después de la bobina voltimetrica respecto de la amperimétrica según se realizo en corriente continua en el método de medición de resistencia y potencia para el método de voltímetro y amperímetro. En la AC la Z de la carga se compara con la Z de bobina voltimetrica del vatímetro. Se podría usar para medir potencia monofásica un voltímetro, un amperímetro y un cosfímetro.

4) ¿Por qué se presenta una elevada corriente en el momento de energizarse el circuito y que porcentaje de la corriente de estado estable es?

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UNIVERSIDAD CATOLICA DE SANTA MARIA Se presenta una elevada corriente al inicio porque el capacitor, al ser un elemento que almacena cargas eléctricas tiende a jalar la corriente hacia el al energizar el sistemas y después regresa a su condición normal y la corriente se distribuye por todo el sistema, este fenómeno se llama corriente de inserción.

6.- OBSERVACIONES/CONCLUSIONES  Se realizó la medida de la potencia activa, potencia aparente y potencia en un circuito RLC paralelo.  Se puede ver que los ángulos encontrados con la relación entre las intensidades de corriente y potencia son similares.  Se puede ver que la tensión teórica y la tensión que actúa en el sistema se diferencian porque la resistencia de la bobina reduce la tensión.  Al energizar el circuito la corriente sube y después sufre una baja y regresa a la normalidad, esta es la llamada corriente de inserción que pudimos apreciar.  Se pudo notar que la resistencia teórica como práctica, no tienen mucha diferencia entre ellas, lo que nos da certeza de buen cálculo y práctica.

7. BIBLIOGRAFIA  

Guía de practica Ediciones Océano, DICCIONARIO DE LA CIENCIA Y TEGNOLOGIA

 

http://www.frm.utn.edu.ar/medidase1/teoria/Unidad%208_ver1.pdf http://www.tecnun.es/asignaturas/Circuitos/Practicas/PR_CIR_03.pdf

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