Download - Potencia Monofasica
UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA
MARÍA
FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍAS FÍSICAS Y
FORMALES
PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
ELECTROTECNIA INDUSTRIAL
PRÁCTICA 5:“POTENCIA MONOFASICA”
ALUMNO: XIOMARA MERINO TEJADA
DOCENTE: LUIS CHIRINOS APAZA
GRUPO: 01
FECHA: 14/09/2015
1. OBJETIVO:
Realizar la medida de la potencia activa, potencia aparente y la potencia en 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 TEÓRICO:
POTENCIA EN CORRIENTE ALTERNA
La medición de potencia en corriente alterna es más complicada que la de corriente continua debido al efecto de los inductores y capacitores. Por lo que en cualquier circuito de corriente alterna existen estos tres parámetros de inductancia, capacitancia y resistencia en una variedad de combinaciones.
En un circuito eléctrico de corriente alterna se pueden llegar a encontrar tres tipos de potencias eléctricas diferentes:
POTENCIA APARENTE
Es la que resulta de considerar la tensión aplicada al consumo de la
corriente que éste demanda. Es también la resultante de la suma de
los vectores de la potencia activa y la potencia reactiva. Esta potencia es
expresada en volts-amperes (VA )
La fórmula matemática para hallar el valor de este tipo de potencia es la
siguiente:
S=V . I
S=P+ jQ
POTENCIA ACTIVA
Los diferentes dispositivos eléctricos convierten energía eléctrica en otras formas de energía como: mecánica, lumínica, térmica, química, entre otras. Esta energía corresponde a la energía útil o potencia activa o simplemente potencia, similar a la consumida por una resistencia. Expresada en watts(W).
P=S .cosθ
P=V . I .cosθ
POTENCIA REACTIVA
Los motores, transformadores y en general todos los dispositivos eléctricos
que hacen uso del efecto de un campo electromagnético, requieren
potencia activa para efectuar un trabajo útil, mientras que la potencia
reactiva es utilizada para la generación del campo magnético, almacenaje
de campo eléctrico que en sí, no produce ningún trabajo.
Es la potencia necesaria para crear los campos eléctricos y magnéticos. Es
una potencia devuelta al circuito, pero que está presente.
La potencia reactiva esta 90 ° desfasada de la potencia activa. Esta
potencia es expresada en volts-amperes reactivos. (VAR)
La fórmula para hallar la potencia reactiva de un circuito eléctrico es la
siguiente:
Q=S . sin θ
Q=V . I . sinθ
3. ELEMENTOS A UTILIZAR:
Voltímetro Amperímetro Vatímetro monofásico compuesto de dos bobinas Resistencias Inductancias Capacitancia Transformador monofásico 220/110, 1000VA
4. PROCEDIMIENTO DE EJECUCIÓN
1) Registrar los datos de los componentes del circuito serie R-
C-L
R=180Ω
C=30µF
Cálculo de la impedancia:
VL = 225 VIL= 0.30 A
Z=R− j XL R=0
→Z=XL
V=I . XL
X L=VI X L=
2250.3
X L=750Ω
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 correctamente los
terminales de entrada y salida, sobre los terminales de
salida ensamblar el circuito R-L-C paralelo graficado.
3) Registrar la intensidad de corriente que entrega la fuente
y en cada uno de los componentes del circuito, además
registrar la tensión de alimentación para evaluar el módulo
de potencia aparente del circuito.
V IT (A) IR (A) IL (A) IC (A)
Practico 225 2.79 1.22 0.30 2.51
Teórico 220 2.52 1.22 0.293 2.488
Error 5.00 0.27 0.00 0.007 0.022
RAMA RESISTIVA
R=180Ω Z=R+ jX X=0
→Z=R
→I R=VZ
IR=VR
=220180
=1.22 A
RAMA CAPACITIVA
XC=1
2 π .F .C=88.42Ω XC=88.42Ω
Z=R− j XC R=0
→Z=− j XC
→IC=VZ
IC=VXC
= 22088.42
=2.488 A
RAMA INDUCTIVA
X L=750Ω Z=R− j XL R=0
→Z= j XL
→I L=VZ I L=
VX L
=220750
=0.293 A
HALLAMOS INTENSIDAD TOTAL
IT =
IR
IC
IL
J
R
IC - IL θ °
2.49A
0.29A
J
2.2 A
→I=I R+ I L+ IC →I=1.22+(2.49 j−0.29 j)=2.5+2.2 j
→I=√1.222+2.22=2.52 A
HALLAMOS EL ANGULO
→θ=tan−1 2.21.22
θ=61°
DIAGRAMA FASORIAL DE CORRIENTES
S=VI
P= S.cosθ
Q=
S.s
en
θ
J
RΘ°
4) Registrar la potencia activa que toma el circuito utilizando
un vatímetro monofásico aplicando la conexión que indica
el instrumento utilizado.
Potencia activa medida con vatímetro
Potencia aparente S=VI
Practico 318 W 627.75 VA
5. CUESTIONARIO
1.1. Calcular la potencia activa, el factor de potencia y la
potencia aparente del circuito ensamblado. Comparar los
resultados prácticos registrados en el laboratorio,
establecer errores.
Potencia activa
Potencia reactiva
Potencia aparente
S=VIAngulo (θ)
Practico 318 W 541.22 VAR 627.75 VA 59.56°
Teorico 268.78 W 484.89 VAR 554.4 VA 61.00°
PRACTICO:
P=V . I .cosθ°
318=225∗2.79cos θ°
θ=59.56 °
Q=V . I . sinθ °
Q=225∗2.79sin 59.56 °
Q=541.22VAR
S=V . I S=225∗2.79=627.75 VA
TEORICO:
P=V . I .cosθ°
P=220∗2.52cos61°
P=268.78W
Q=V . I . sinθ°
Q=220∗2.52sin 61 °
Q=484.89VAR
S=V . I S=220∗2.52=554.4 VA
ERRORES:
∆ P=318−268.78268.78
∗100%=18.31%
S=627.75 VA
P= 318 W
Q=
54
1.2
2 V
AR
J
RΘ°=59.56°
S=554.4 VA
P= 268.78 W
Q=
48
4.8
9 V
AR
J
RΘ°=61°
∆ S=627.75−554.4554.4
∗100%=13.23%
Como podemos observar nuestros valores discrepan en un porcentaje algo
grande
PRACTICO:
TEORICO:
1.2. ¿Cómo definiría al vatímetro ideal?
Un vatímetro sería ideal aquel en el que su circuito amperimetrico fuese un cortocircuito y el voltimetrico, un circuito abierto.
1.3. Analizar los dos tipos de conexión del vatímetro
monofásico estableciendo las ventajas en su aplicación.
El vatímetro es un instrumento electrodinámico para medir la potencia eléctrica o la tasa de suministro de energía eléctrica de un circuito eléctrico dado. El dispositivo consiste en un par de bobinas fijas, llamadas «bobinas de corriente», y una bobina móvil llamada «bobina de potencial».
Las bobinas fijas se conectan en serie con el circuito, mientras la móvil se conecta en paralelo. Además, en los vatímetros analógicos la bobina móvil tiene una aguja que se mueve sobre una escala para indicar la potencia medida. Una corriente que circule por las bobinas fijas genera un campo electromagnético cuya potencia es proporcional a la corriente y está en fase con ella. La bobina móvil tiene, por regla general, una resistencia grande conectada en serie para reducir la corriente que circula por ella.
1.4. ¿Por qué se presenta una elevada corriente en el
momento de energizarse el circuito y que porcentaje de
la corriente de estado estable es?
La presencia de una elevada corriente el circuito en paralelo es por la presencia de un transformador monofásico, esta hace que la corriente se dispare en un primer momento y estableciéndose después de un determinado momento
6. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES
Se logró con nuestro objetivo, pudiendo lograr medir tanto la potencia activa, el factor de potencia, corrientes en ambos circuitos.
La diferencia de error tanto del valor teórico, como del práctico son de las intensidades son mínimos, en cambio el de las potencias es un poco mas grande.
El cálculo de la inductancia del transformador monofásico, se logró matemáticamente debido a que no se usa una bobina ideal, sino un transformador.
7. BIBLIOGRAFÍA
http://es.slideshare.net/waltercast/potencia-y-factor-de-potencia-en-circuitos-monofsicos
http://potenciaelectrica-dulce.blogspot.pe/2012/05/potencia-electrica-en-corriente-alterna.html
https://es.wikipedia.org/wiki/Vat%C3%ADmetro http://www.sapiensman.com/electrotecnia/problemas30.htm