EXPERIMENTO N 02

INFORME PREVIO:

POTENCIA Y FACTOR DE POTENCIA EN CIRCUITOS MONOFASICOS

I.- OBJETIVO.- Evaluar y analizar en forma experimental la medida de la potencia y la variacin del factor de potencia en circuitos monofsicos ACII.-FUNDAMENTO TEORICO.-

En esta seccin, se usar la siguiente notacin:

V = Valor eficaz del voltaje I = Valor eficaz de la corriente Vm = Valor mximo del voltaje Im = Valor mximo de la corriente

Sea: v (t) = Vmsen ( w t ) y i (t) = Imsen ( w t - )

Luego, la potencia viene dada por: P (t) = v i

=> P (t) = Vm Im sen( w t ) sen ( w t - ) = VmIm sen( w t ) [ sen( w t) cos - cos ( w t )sen ] => P (t) = Vm Im sen 2 ( w t )cos - Vm Im sen sen ( w t ) cos ( w t )

Potencia Activa Instantnea Potencia Reactiva Instantnea

P (t) = ( Vm Im / 2 )cos - ( VmIm / 2 ) cos cos ( 2 w t )

- ( VmIm / 2 ) sen sen ( 2 w t )

Sabemos que el valor medio de cualquier onda est dado por la siguiente ecuacin:

Al integrar P (t), de 0 a 2 , se obtiene:

P media = ( Vm Im / 2 )cos = WyQ = ( Vm Im / 2 ) sen

donde W : Potencia Activa y Q : Potencia Reactiva

Adems, se sabe que :

Entonces, se tiene que:

W est expresado en watts , y Q est expresado en VARs ( volt - amper reactivo ). Se tiene que la potencia total o aparente viene expresada por:

Las unidades de la potencia total son VA ( volt - amper )En consecuencia, se las potencias pueden ser representadas en el siguiente grfico:

Factor de Potencia

El factor de potencia, que es una cantidad adimensional, es la proporcin que existe entre la potencia media, es decir, la potencia activa ( W ) , con la potencia total o aparente ( S ).

Dado que el factor de potencia depende de la impedancia, se pueden presentar algunos casos :

Si la impedancia es puramente resistiva, se tiene : f d p = 1

Si la impedancia es puramente reactiva, se tiene : f d p = 0

Si la impedancia es inductiva, se tiene : f d p < 1 y est en atraso.

Si la impedancia es capacitiva, se tiene : f d p < 1 y est en adelanto.

III.-ELEMENTOS A UTILIZAR.-

1 Transformador220v - 6amp. 1Multmetro 0 250v A.C. 1 Vatmetro monofsico 250v amp . 1Inductancia de 2amp 220v. 2 Resistencias de 50 5amp. 2 Ampermetros de 0 - 6amp A.C. Juego de conductores.

IV.-CIRCUITO A UTILIZAR.-

V.-CALCULOS PREVIOS.-

Solucin terica:

Primero, vamos a calcular el valor de la impedancia equivalente del circuito y con esto, determinar el lugar geomtrico de sta. Para esto necesitamos de la admitancia del circuito, que es:

Ahora calculemos el valor de la potencia que marcar el vatmetro. Sabemos que:

P = V I Cos

donde : V es el mdulo del fasor voltaje entre a y b I es el mdulo del fasor corriente I 2 es el ngulo que hacen los fasores voltaje entre a y b, y corriente I 2.

Se puede apreciar que el voltaje entre a y b es igual al voltaje de la fuente. Por lo tanto se tiene que:

Vab = Vm 0 => Vab = Vm => V = Vm

Hallemos a continuacin, el valor de I:

Finalmente hallemos la corriente I 1.

En la Solucin Terica del Circuito se usa la siguiente notacin:

Vm = Voltaje Eficaz del Generador.

VI.-SIMULACION DEL CIRCUITO.-

Se utiliz el programa de simulacin de circuitos Multisim tomando valores aproximados. Obteniendo lo siguiente:

VII.- DESCRIPCION DE LOS ELEMENTOS Y DISPOSITIVOS.-

VATIMETROSirve para indicar tanto la potencia de CD como la de CA para cualquier onda de voltaje y corriente; esto es, no se reduce a ondas senoidales. El electrodinmico utilizado como voltmetro o ampermetro tiene las bobinas fijas y la mvil conectada en serie, de esta forma reaccionan al efecto de la corriente al cuadrado. Cuando se utilizan como medidor de potencia monofsica, las bobinas estn conectadas de diferente forma.Las bobinas de campo estn en serie y llevan una corriente de lnea total. La bobina mvil, colocada en el campo magntico de las bobinas fijas, est conectada en serie con una resistencia limitadora de corriente a travs de la lnea de potencia, en la cual circula una pequea corriente.

Los vatmetros tienen una terminal de voltaje y otra de corriente marcadas +-. Cuando la terminal de corriente marcada se conecta a la lnea de entrada y la terminal de voltaje marcada se conecta en el lado de la lnea en donde la bobina de corriente se conecta, la aguja se mover en sentido directo cuando la energa se conecta a la carga.

AMPERIMETRO

Es un instrumento que sirve para medir la intensidad de corriente que esta circulando por un circuito elctrico.

VOLTIMETROUn voltmetro es un instrumento que sirve para medir la diferencia de potencial entre dos puntos del circuito elctrico

MULTIMETRO

Un multmetro, tambin denominado polmetro[] tester o multitester, es un instrumento elctrico porttil para medir directamente magnitudes elctricas activas como corrientes y potenciales (tensiones) o pasivas como resistencias, capacidades y otras. Las medidas pueden realizarse para corriente continua o alterna y en varios mrgenes de medida cada una. Los hay analgicos y posteriormente se han introducido los digitales cuya funcin es la misma (con alguna variante aadida).

TRANSFORMADOREs un dispositivo elctrico que permite aumentar o disminuir la tensin en un circuito elctrico de corriente alterna, manteniendo la potencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto es, sin prdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las mquinas reales presentan un pequeo porcentaje de prdidas, dependiendo de su diseo, tamao, etc.

El transformador es un dispositivo que convierte la energa elctrica alterna de un cierto nivel de tensin, en energa alterna de otro nivel de tensin, por medio de interaccin electromagntica. Est constituido por dos o ms bobinas de material conductor, aisladas entre s elctricamente y por lo general enrolladas alrededor de un mismo ncleo de material ferromagntico. La nica conexin entre las bobinas la constituye el flujo magntico comn que se establece en el ncleo.Los transformadores son dispositivos basados en el fenmeno de la induccin electromagntica y estn constituidos, en su forma ms simple, por dos bobinas devanadas sobre un ncleo cerrado, fabricado bien sea de hierro dulce o de lminas apiladas de acero elctrico, aleacin apropiada para optimizar el flujo magntico. Las bobinas o devanados se denominan primario y secundario segn correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestin, respectivamente. Tambin existen transformadores con ms devanados; en este caso, puede existir un devanado "terciario", de menor tensin que el secundario

VIII.-BIBLIOGRAFIA.-

ANLISIS CIRCUITOS ELECTRICOSAlexander Sadiku ANLISIS CIRCUITOS ELECTRICOS IIIng. F. Lpez A. Ing. O. Morales G. CIRCUITOS ELECTRICOS II CIRCUITOS ELECTRICOS Dorf Sordova 6ed

W = V I cos (

Q = V I sen (

CAZ