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Potencia y factor de potencia en circuitos monofásicos
 

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    Potencia y factor de potencia en circuitos monofásicos Potencia y factor de potencia en circuitos monofásicos Document Transcript

    • POTENCIA Y FACTOR DE POTENCIA EN CIRCUITOS MONOFÁSICOSI. OBJETIVO Evaluar y analizar en forma experimental la medida de la potencia y el factor de potencia en circuitos monofásicos SC.II. FUNDAMENTO 1. Potencia Instantánea Monofásica: Se define la potencia instantánea como el producto de: Si consideramos: Entonces la potencia entregada será: Desarrollando: La figura 1 muestra la grafica de la potencia instantánea. Observación El valor medio con respecto al tiempo del término que contiene a cos2ϖt y del término que contiene a sen2ϖt es igual a cero, cuando se computa a lo largo de un periodo. Entonces el valor medio de la potencia con respecto al tiempo a lo largo de un periodo es igual a:
    • Este mismo resultado se puede encontrando el valor medio de la ecuación (1). Analizando los componentes de la ecuación (2) nos ayudara a comprender porque la potencia eléctrica es tratada en términos de componentes activos y reactivos y porque estos dos componentes son a veces representados como catetos de un triangulo.2. Potencia Activa La potencia activa instantánea está representada por , es decir por los dos primeros términos del segundo miembro de la ecuación (2). Se puede observar que estos dos términos se combinan para formar una variación de potencia instantánea que no contienen valores negativos; de aquí que esta parte de la ecuación (2) se llama potencia activa instantánea.3. Potencia Reactiva El tercer término del segundo miembro de la ecuación (2), es llamada potencia reactiva instantánea, por la razón de que el área situada bajo la curva:
    • Representa la energía que oscila entre fuente de mando y los elementos reactivos (capacitivos o inductivos) del circuito. 4. Factor de Potencia: Por definición, el factor de potencia es el coseno del ángulo de fase entre el voltaje y la corriente; por lo que la medición se realiza a partir de dicho ángulo de fase.III. EQUIPOS Y/O INSTRUMENTOS A UTILIZAR 1. 1 Autotransformador variable de 220V - 8A. 2. 1 Multímetro (A.C) 0 - 250V. 3. 1 Vatímetro Monofásico 250V - 5A. 4. 1 motor (L). 5. 6 focos. 6. Juego de conductores.
    • IV. PROCEDIMIENTO Armar el circuito XWM1 LED1 A V I J1 1 2 5 V1 6 T1 Key = A 220 Vrms 60 Hz 0° 0 7 Poner las resistencias R1 y R2 en sus máximos valores y regular el autotransformador de 200V. luego variar las resistencias hasta A 2 = 5 amp. Variando R1 y R2 tomar lo menos 10 lecturas de A1, A2, W, R1+R2 y cosθ (f.d.p.) entre 5 amp. Y 2.6 A. Efectuar la medida de “L” experimentalmente, consultar con el profesor. TABLA DE DATOS carga V A1 W cosθ 6 focos 119,9V 2,2 A 259W 1 4 focos 119,5V 1,28 A 154W 1 3 focos 119,8V 0,96 A 116W 1 6focos + motor (paralelo) 117,6V 2,56 A 287W 0.94 motor 120,2V 0,88 A 27W 0.26V. CUESTIONARIO 1. Explicar la importancia de los vatímetros digitales en la actualidad. Los vatímetros digitales son especialmente importantes porque nos permiten saber el valor del factor de potencia, factor que en el día de hoy es muy importante. Para comprender la importancia del factor de potencia se van a considerar dos receptores con la misma potencia, 1000 W, conectados a
    • la misma tensión de 230 V, pero el primero con un f.d.p. alto y el segundo con uno bajo . Primer receptor Segundo receptorCotejando ambos resultados, se obtienen las siguientes conclusiones:Un f.d.p. bajo comparado con otro alto, origina, para una misma potencia,una mayor demanda de corriente, lo que implica la necesidad de utilizarcables de mayor sección.La potencia aparente es tanto mayor cuanto más bajo sea el f.d.p., lo queorigina una mayor dimensión de los generadores.Ambas conclusiones nos llevan a un mayor coste de la instalaciónalimentadora. Esto no resulta práctico para las compañías eléctricas,puesto que el gasto es mayor para un f.d.p. bajo. Es por ello que lascompañías suministradoras penalizan la existencia de un f.d.p. bajo,obligando a su mejora o imponiendo costes adicionales.
    • 2. Graficar en papel milimetrado el lugar geométrico experimental de la corriente (lugar geométrico de admitancias) total del circuito (método grafico experimental a partir de los valores de A1 y A2. A1 2.5 6, 2.2 2 1.5 4, 1.28 1 3, 0.96 0.5 0 0 1 2 3 4 5 6 7 numero de focos3. Graficar el lugar geométrico de Z (impedancia equivalente del circuito) y A2 (corriente total del circuito) del circuito variando R1 y R2 a partir de la pregunta 2. Imag XL (motor) Real 0 2 4 6 8
    • 4. Calcular analíticamente el factor de potencia a partir de la ecuación para cada lectura. Para 6 focos: Para 4 focos: Para 3 focos: Para 6 focos en paralelo con el motor: Para el motor:
    • 5. Obtener la divergencia entre los valores teóricos y experimentales del factor de potencia, mencionando el error absoluto y relativo porcentual en un cuadro en forma tabulada. Para 6 focos: Error absoluto: Error relativo porcentual: Para 4 focos: Error absoluto: Error relativo porcentual:
    • Para 3 focos:Error absoluto:Error relativo porcentual:Para 6 focos en paralelo con el motor:Error absoluto:Error relativo porcentual:Para el motor:Error absoluto:Error relativo porcentual:
    • VI. CONCLUSIONES  En la actualidad el factor de potencia es un valor al que se le debe de tener mucha consideración.  La potencia aparente de un circuito eléctrico de corriente alterna, es la suma de la energía que disipa dicho circuito en cierto tiempo en forma de calor o trabajo y la energía utilizada para la formación de los campos eléctricos y magnéticos de sus componentes.  La potencia es la que representa la capacidad de un circuito para realizar un proceso de transformación de la energía eléctrica en trabajo.  La potencia reactiva no tiene tampoco el carácter realmente de ser consumida y sólo aparecerá cuando existan bobinas o condensadores en los circuitos. La potencia reactiva tiene un valor medio nulo, por lo que no produce trabajo necesario.  En general el factor de calidad se define como la variación entre la potencia reactiva con respecto a la potencia promedio o real. BIBLIOGRAFIA Circuitos Eléctricos II Colección Schaum Circuitos Eléctricos II Spiegel Maquinas Eléctricas Rotativas Harper Transformadores Harper Instrumentación Metrológicas Andrés Cardz Análisis de Circuitos Eléctricos Biela Bianchi Motores Eléctricos RossembergCálculo de Rebobinado de Motores Eléctricos Camare