LABORATORIO N 04

LABORATORIO N 04

MEDIDA DE LA POTNCIA ACTIVA

1. OBJETIVO:

Realizar en forma experimental la medida de la potencia activa mediante el uso del vatmetro.

2. FUNDAMENTO TEORICO:

POTENCIA ACTIVALos receptores elctricos son capaces de aportar energa a su entorno. Esta energa puede fundamentalmente ser de tres formas distintas:- Energa de movimiento(trabajo).- Energa calorfica.- Energa luminosa.Ahora bien, para producir energa en forma de movimiento, luz o calor, deben de absorber de la red elctrica una energa elctrica capaz de ser transformada. Esta energa se llamaenerga activay su cuantificacin por unidad de tiempo es lapotencia activa.Tenemos entonces que

Donde:P: potencia activa en watios [W] o en kilowatios [Kw].t: tiempo en horas [h].WP: energa activa en kilowatios*hora [Kwh].Esta energa y potencia activas son las que ya estudiaste en los circuitos de CC. Observa queel [Kwh] es unidad de energa activay si analizas un recibo de la luz, vers 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 expresin:

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

VATIMETROMEDIDA DE POTENCIA ACTIVA (W)Elvatmetroes un dispositivo de medida de tipo electrodinmico y su constitucin y funcionamiento es similar al del ampermetro o voltmetro.Internamente est formado por dos bobinas, una fija y otra mvil. La fija es de hilo grueso y la mvil de hilo fino. La bobina fija es recorrida por la corriente del circuito, por eso la llamamosAmperimtricay la mvil es de hilo fino y mide la tensin, por lo que la llamaremosvoltimtrica. Para que esta bobina sea recorrida por una corriente muy pequea, se puede conectar una resistencia en serie con ella.

Esquema interno del vatmetro electrodinmico.

VARMETROMEDIDA DE POTENCIA REACTIVA (VAR)Elvarmetroses uninstrumentopara medir laenerga elctricagenerada reactiva en una seccin de una lnea elctrica.En los circuitos elctricos en el sistema de voltaje de corriente alterna y, la potencia total est dada por la combinacin de dos contribuciones separadas:1. Potencia activa, medida envatios, responsable de la gran mayora de los fenmenos visible (calor, elevacin, etc.)2. La potencia reactiva, en cuadratura (fuera de fase por 90 ) con respecto a la potencia activa, medida envoltios amperios reactivao VAR (dimensionalmente igual a los vatios), responsable de los campos electromagnticos que varan explotada en el funcionamiento de los motores elctricos y otros fenmenos secundarios.Para la medicin de las dos contribuciones de diferentes herramientas elctricas se utilizan: para la potencia activa utilizando elmedidor de potenciamientras 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 ngulo entre la tensin 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 instalacin elctrica el factor de potencia sea alto y algunasempresasdeservicioelectro energtico exigenvaloresde 0,8 y ms.O es simplemente el nombre dado a la relacin de la potencia activa usada en un circuito, expresada en vatios o kilovatios (KW), a la potencia aparente que se obtiene de las lneas dealimentacin, expresada en voltio-amperios o kilovoltio-amperios (KVA).

FORMAS DE CONEXION DEL VATIMETRO.El vatmetro puede conectarse de dos formas a un circuito en la bobina mvil 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 lafigura 1, la diferencia de potencial es, justamente, aquella que est en los terminales de la carga y la corriente es aquella que atraviesa la bobina mvil y la carga. Si IL es la corriente de carga, Rm la resistencia de la bobina mvil y Rf la resistencia de las bobinas fijas, entonces con el circuito (a) el vatmetro dar una lectura alta de potencia debido a la cada de potencial en los terminales de las bobinas fijas, es decir, I2/L Rf y con (b) el vatmetro dar una lectura alta de potencia debido a la corriente que atraviesa la bobina mvil, es decir, V2/L Rm.En ambos casos el vatmetro dar 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. Vatmetro marca YEW modelo 2041 (monofsico) 1 Multitester digital Marca: Sanwa, Modelo: CD772. 1 Pinza Amperimtrica Marca: Hurricane, Modelo: HR201. 1 Extensin de 220v. 1 Tablero de Conexiones. 1 Lmpara Incandescente 100w, 220v. 2 Balastro de Fluorescente de 36/40w. Condensador de C.A de 10uf, 60Hz. AUTOTRANSFORMADOR REGULABLE

MULTITESTER DIGITAL

PINZA AMPERIMTRICA

EXTENSIN

TABLERO DE CONEXIONES

LMPARA INCANDESCENTE

BALASTRO DE FLUORESCENTE

CONDENSADOR DE C.A

VATMETRO MARCA (YEW)

MOTOR ELECTRICO

4. CUESTIONARIO:

DESARROLLO1. Determinar la potencia activa de la carga y compararla con la potencia medida por el vatmetro.

P=V.I.cos Constante del Vatmetro(K)K= (V.I)/DK= (240.1)/120K=2CARGAV(V)I(A)F.pPOTENCIA MEDIDAD(W)POTENCIA CALCULADA(W)EAER%

Foco(50w)1100.1712018.71.36.951

2200.2415852.85.29.848

Foco(100w)1090.2913431.612.397.56

2200.43110494.69.49.936

Balasto1490.360.190808810.2342.23421.829

2200.540.1908082022.6682.66811.769

Motor1490.330.62429.5025.50218.649

2200.510.65867.329.3213.844

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

a) v(t)= 150cos(wt + 20) V

i(t)= 18cos(wt -15) A

V = S = V.I* S = . (I = S = 135035 S = 1105.86 + j774.33I*=

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 = S = V.I* S = . (I = S = 2625-31 S = 2250.06 j1351.97I*=

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

c) v(t)= 182cos(wt +25) V

z= 46 +j26

V = S = V.I* S = . (Z = 52.84 29.48 S = 314.0129.48 S = 273.35 + j154.53I = 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

I = S = V.I*I* = S = . ( S = 2017.46-34.82 S = 1656.23 j1151.97Z = 28.02 -34.82 V= 237.76 -91.82

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

5. ANEXOS:

6. CONCLUSIONES:

7. REOMENDACIONES:

Trabajar con mucho cuidado al usar la pinza Amperimtrica, ya que este es un instrumento delicado y su mal uso puede causar un desperfecto en las mediciones o podra hasta daarse 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 ms 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 est empleando ya que son delicados sin correcto conocimiento de su uso podran malograse fcilmente.

8. BIBLIOGRAFIA:

Circuitos Elctricos- Joseph Edminister.

9. LINCOGRAFIA:

http://educativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio//3000/3089/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.shtml https://it.wikipedia.org/wiki/Varmetro