informe de electricidad n°14
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LABORATORIO DE ELECTRICIDAD N° 14POTENCIA EN CORRIENTE ALTERNA
Código: G06121Página 1/5
1. OBJETIVOS
Determinar la potencia activa, reactiva y aparente en corriente alterna Determinar triángulos de impedancias, tensiones y potencias.
2. MATERIAL Y EQUIPO
1 Circuito de ensayo. Multímetro digital. Resistencia de 150Ω Bobina de 4.4 H Condensadores 2.2µF
3. FUNDAMENTO TEÓRICO3.1. Desplazamiento de fases entre la corriente y la tensión en la bobina y condensador
3.2. Potencia promedio y factor de potencia
Si tomamos el caso general para las ecuaciones de voltaje y corriente
Cuando queramos calcular la potencia p=vi se puede demostrar que se obtendrá.
Observe que el segundo factor en la ecuación es una onda cosenoidal con frecuencia el doble de la de la corriente o voltaje y amplitud VmaxImax/2 . El valor promedio de ese término es cero durante un ciclo, no generando transferencia neta de energía en cualquier dirección
El primer término de la ecuación posee una magnitud constante (no depende del tiempo) y por ello proporcionara cierta transferencia neta de energía. Este término se denomina Potencia Promedio, siendo el resultado de obtener el promedio de todo un ciclo de la ecuación original.
LABORATORIO DE ELECTRICIDAD N° 14POTENCIA EN CORRIENTE ALTERNA
Código: G06121Página 2/5
La potencia promedio, también llamada potencia real, es la potencia entregada a la carga y disipada por esta corresponde a la que se calcularía en el análisis de circuitos DC.
El ángulo θv-θi es el ángulo entre la corriente y el voltaje, no importando cual va adelantado pues al obtener el coseno da lo mismo que el ángulo sea negativo o positivo
Para el ángulo genérico entre voltaje y corriente, tendremos que:
Cambiando por voltaje y corriente eficaz, tendremos.
En el circuito resistivo puro θ=0, por lo que cos(θ)=1 por lo tanto P=VeficazIeficaz (en Watts)
En los circuitos inductivos P=0, es decir, no disipan potencia (solo la almacenan desde la fuente en un semiciclo y la devuelven en la siguiente).
Como puede verse en el siguiente gráfico, en el circuito resistivo puro la potencia será una onda Senoidal del doble de frecuencia, con un promedio en P=VeficazIeficaz
En el caso de inductancias o capacitancias, la potencia estará centrada en cero, por lo que no disipara potencia sino que la recibirá y devolverá a la fuente
De la ecuacon mostrada se puede ver que cos(θ) es un factor importante para determinar el nivel de potencia entregado. Este termino se denomina Factor de Potencia (Fp)
Para una carga puramente resistiva el Fp será 1 mientras que para una capacitancia o inductiva será 0. Mientras mas reactiva sea la impedancia total, mas cercano estará a cero
Podemos escribir la ecuación de Factor de Potencia como
LABORATORIO DE ELECTRICIDAD N° 14POTENCIA EN CORRIENTE ALTERNA
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Las redes capacitivas tendrán Fp adelantado y las inductivas tendrán Fp atrasado
La potencia promedio o potencia real también se denomina Potencia Activa (P). Tendremos además la potencia reactiva Q (aquella que se recibe y devuelve en las reactancias) y la potencia aparente S como la suma vectorial de ambas. La figura siguiente muestra un caso genérico de impedancias en el que la potencia no esta centrada ni en el promedio ni en cero. El trabajo de compensart el Factor de potencia apunta a obtener ,la máxima transferencia de potencia desde la fuente, al reducir al máximo la potencia reactiva
La potencia aparente S esta determinada simplemente, por el producto de corriente y voltaje.
Las unidades utilizadas serán el wattio para potencia activa, El voltio-amperio (VA) para la potencia aparente y el Voltio-Amperio Reactivo (VAR) para la potencia reactiva
4. Triángulo de potencia.
Las 3 cantidades, Potencia Activa, Aparente y reactiva, se relacionan en el dominio vectorial pues S=P+Q para bobina y S=P-jQc para capacitancia.
Si una red tiene elementos capacitivos e inductivos, el componente reactivo estará determinado por la diferencia entre la potencia reactiva entregada a cada una de ellas. Cuando QL>QC el triángulo resultante será inductivo, y viceversa
Se puede demostrar que un circuito serie, paralelo o combinación de ambos la potencia activa total del circuito será la suma de las potencias activas de los componentes. Similarmente la potencia reactiva total del circuito será la suma de las potencias reactivas de los componentes. Sin embargo la potencia aparente total no será la suma de las potencias aparentes y deberá ser calculada a partir de las potencias activa y reactiva totales.
LABORATORIO DE ELECTRICIDAD N° 14POTENCIA EN CORRIENTE ALTERNA
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5. PROCEDIMIENTO.
Circuito RL paralelo
Realizar el circuito según el esquema eléctrico
Bobina 4.4 H
Resistencia 150 Ohm
Condensador 1µF
Colocar la tensión alterna sinusoidal V =12V/60Hz
Completar las tablas con sus respectivas unidades
C1= 1µF
V VR VL VC I IC IR=IL
12V 0.982V 11.39V 12.03V 4.55A 4.21A 6.73A
Registre los calculos PTotal QTotal STotal
6.97mW 0.03VAR 0.031VA
Circuito 1
Para C2= 2.2µF
V VR VL VC I IC IR=IL
12V 0.982V 11.39V 11.96V 6.07A 0.93A 6.27A
PTotal QTotal STotal
68mW 0.069VAR 0.069VA
Circuito 3
Para C3=3.3µF
6. CONCLUSIONES
Se concluye que el voltaje por la corriente total resulta ser la potencia aparente
Se determino ue la potencia reactiva o activa es igual a la potencia aparente por el coseno del angulo
Se dtermino la potencia activa, reactiva y aparente con corriente alterna
Observaciones
Para obtener la potencia, el voltaje y la corriente tenían que ir en el mismo sentido al tratarse de un producto vectorial
La potencia reactiva resulto ser un numero imaginario
Cuando la corriente total y el voltaje forman un ángulo de 90° la potencia resulta ser nula
BIBLIOGRAFÍA.
Guía de laboratorio de electricidad de TECSUP
http://es.wikipedia.org/wiki/Fasor
V VR VL VC I IC IR=IL
12V 0.977V 11.29V 11.93V 11.39A 14.27A 6.72A
PTotal QTotal STotal
6.33mW 0.09096VAR 0.09118VA
LABORATORIO DE ELECTRICIDAD N° 14POTENCIA EN CORRIENTE ALTERNA
Código: G06121Página 5/5
http://luis.tarifasoft.com/05_corriente_alterna/alterna3.htm