¿QUÉ ES POTENCIA ELÉCTRICA?

POTENCIA ES LA VELOCIDAD A LA QUE SE CONSUME LA ENERGÍA. SE MIDE EN JOULE

POR SEGUNDO (J/SEG) Y SE REPRESENTA CON LA LETRA “P”. UN J/SEG EQUIVALE A 1 WATT (W), POR TANTO, CUANDO SE CONSUME 1 JOULE DE POTENCIA EN UN SEGUNDO, SE

ESTÁ GASTANDO O CONSUMIENDO 1 WATT DE ENERGÍA ELÉCTRICA

Potencia ActivaEs la potencia en que en el proceso de

transformación de la energía eléctrica se aprovecha como trabajo, los diferentes

dispositivos eléctricos existentes convierten la energía eléctrica en otras

formas de energía tales como: mecánica, lumínica, térmica, química, etc.

Potencia ReactivaEs la potencia disipada por las cargas reactivas

(Bobinas o inductores y capacitores o condensadores). Existe cuando hay un

trasiego de energía entre los receptores y la fuente, provoca pérdidas en los

conductores, caídas de tensión en lo mismos, y un consumo de energía

suplementario que no es aprovechable directamente por los receptores.

Potencia AparenteLlamada también "potencia total", es el resultado de la suma geométrica de las potencias activa y reactiva.

Esta potencia es la que realmente suministra una planta eléctrica cuando se encuentra funcionando al vacío, es decir, sin ningún tipo de carga conectada. También se podría representar como la suma vectorial de la

potencia activa y la reactiva.

MEDICIÓN DE POTENCIA CON AMPERÍMETROa) Se conecta en paralelo la resistencia con la carga que quieres medir el f.p. (puede ser un

motor). b) Se anotan los valores RMS de la corriente que entrega la fuente, la corriente que pasa por

la resistencia y la corriente que pasa por la cargac) Se aplica un análisis vectorial y aplicando las leyes de Kirchhoff suponiendo que el ángulo

del voltaje es cero y calcula el ángulo θ.

Como ya se conocen las magnitudes IL, IT, IR se calcula el ángulo b

por lo tanto, q = 180 – bF.P = COS (180 - b )Watts = P VI Cos ( 180 - b )

MEDICIÓN DE POTENCIA CON VOLTÍMETROEste método es similar al visto anteriormente pero ahora con un voltímetro y un circuito en serie y suponiendo que la corriente tiene un ángulo de cero.

f.p= Cos ( 180-b )Watts=P=VI Cos (180 -b )

Son una combinación de amperímetro y voltímetro, que actúan

simultáneamente sobre la parte indicadora, dando las lecturas

directamente en watts.

Está formado por dos dispositivos inductores es decir 2 bobinas que están fijas, estas bobinas reciben el nombre

de bobinas de corriente, también tiene una bobina móvil conocida como la

bobina de potencial. Para medir correctamente, se debe conectar, a la vez, la señal de voltaje y corriente del

circuito que se desea medir.

WATTÍMETROHay dos bobinas de corriente las cuales se encuentran con una conexión en serie con la carga. La bobina de

potencial tiene una resistencia muy alta conectada a ella en serie, y esta parte se conecta a la línea. El motivo de

que haya una resistencia muy alta en el circuito de la bobina de potencial se debe a que al existir una alta

resistencia el circuito se volverá resistivo lo que indica que la corriente y el voltaje estarán en línea y guardan

una relación lineal.

VATÍMETROMide el consumo de energía eléctrica de un circuito o un servicio eléctrico, siendo

éste su objetivo específico. Existen contadores electromecánicos y

electrónicos. Los electromecánicos utilizan bobinados de corriente y de

tensión para crear corrientes parásitas en un disco que, bajo la influencia de los campos magnéticos, produce un giro que

mueve las agujas del cuadrante. Los contadores electrónicos utilizan

convertidores analógico-digitales para hacer la conversión.

El vatímetro, contador eléctrico, contador de luz o contador de consumo eléctrico, es un dispositivo que trabaja de forma

directa con los cables de alta tensiónEl medidor electromecánico utiliza dos juegos de bobinas que producen campos magnéticos; estos campos actúan sobre un

disco, (generalmente de aluminio)conductor magnético en donde se producen corrientes parásitas. La acción de las

corrientes parásitas producidas por las bobinas de corriente sobre el campo magnético de las bobinas de voltaje y la

acción de las corrientes parásitas producidas por las bobinas de voltaje sobre el campo magnético de las bobinas de

corriente dan un resultado vectorial tal, que produce un par de giro sobre el disco. El par de giro es proporcional a la

potencia consumida por el circuito. A mayor potencia más rápido gira el disco, acumulando más giros conforme pasa el

tiempo.

VATÍMETROS REACTIVOSPara la medida de la potencia reactiva se emplean

vatímetros en los que la bobina voltimétrica es prácticamente reactiva (predomina la

componente inductiva de la bobina sobre la resistiva). Su representación es similar a la de los vatímetros

convencionales

En redes trifásicas es posible medir la potencia reactiva utilizando

para ello únicamente vatímetros convencionales.

La indicación de los vatímetros reactivos es Wr=Ia*Vac*senϕav, es decir, la

potencia reactiva Q absorbida por una carga colocada entre B y C.

La conexión de estos vatímetros es igual que la de los vatímetros convencionales.

MÉTODOS DE LOS DOS WATTÍMETROSEl método de los dos vatímetros (conocido también como Método ARÓN) se utiliza para medir la potencia

activa consumida por una carga equilibrada o desequilibrada sin hilo neutro.Las bobinas amperimétricas se introducen en dos fases cualesquiera de la red, y las bobinas voltimétricas se

conexionan entre la fase que tiene la bobina amperimétrica correspondiente y la fase restante. Los vatímetros medirán la siguiente potencia:

Cuando se utiliza el método de dos vatímetros, la potencia de

un circuito de tres fases cae por debajo de cero.Esto se debe al

comportamiento de la tensión, que conduce la corriente en un alambre de 30 ° y los retrasos a

la corriente en 30 ° en otro cable.

La suma correcta se obtiene cuando dos transductores solos

de vatios se utilizan en la medición de la potencia que

actualmente tiene en lugar de uno solo.

La restricción del método es que la suma de corrientes debe ser cero; lo cual se logra cuando el neutro de la carga se encuentra desconectado del neutro del sistema de suministro, para una conexión en estrella, o que las cargas estén balanceadas, para una conexión delta y/o estrella,

lo que generalmente ocurre en plantas y fábricas.

MÉTODOS DE LOS TRES WATTÍMETROSPara medir la potencia en sistemas

desequilibrados es necesario conocer cada una de las intensidades y tensiones y para

ello se pueden utilizar tres vatímetros

En el supuesto de no contar con neutro se puede formar uno artificial conectando las bobinas

voltimétricas de los tres vatímetros, siempre que las resistencias de las tres bobinas sean iguales.

En la práctica, cuando el sistema trifásico carece de neutro no se utiliza el método de los tres vatímetros sino que se recurre al método de Aron

FACTOR DE POTENCIAEl factor de potencia o coseno de “fi” (Cos ϕ) representa el valor del ángulo que se forma al representar

gráficamente la potencia activa (P) y la potencia aparente (S), es decir, la relación existente entre la potencia real de trabajo y la potencia total consumida por la carga o el consumidor conectado a un circuito eléctrico

de corriente alterna. Esta relación se puede representar también, de forma matemática

El resultado de esta operación será “1” o un número fraccionario menor que “1” en dependencia del factor de potencia que le corresponde a cada equipo o dispositivo en específico, según contenga un circuito

inductivo, resistivo, o una combinación de ambos.

Lo «ideal» sería que el resultado fuera siempre igual a “1”, pues así habría una mejor optimización y aprovechamiento del consumo de energía eléctrica, o sea, habría menos pérdida de energía no aprovechada

y una mayor eficiencia de trabajo en los generadores que producen esa energía. Sin embargo, un circuito inductivo en ningún caso alcanza factor de potencia igual a "1", aunque se empleen capacitores para corregir

completamente el desfasaje que se crea entre la potencia activa (P) y la aparente (S).

MEDICIÓN DEL FACTOR DE POTENCIAUn cosímetro, cosenofímetro,

cofímetro o fasímetro es un aparato para medir el factor de

potencia (cosϕ).

Tiene en su interior una bobina de tensión y una de

corriente dispuestas de tal forma que si no existe

desfasaje, la aguja está en cero (al centro de la escala) lo que

mide el cosímetro es el desfase que se produce entre

la corriente y la tensión producto de cargas

inductivas o capacitivas.

El funcionamiento responde al hecho de que el campo

magnético giratorio del circuito voltimétrico generado en el rotor

se orienta respecto del campo magnético amperimétrico,

generado por las bobinas de intensidad. Al variar el desfasaje

varía el instante en el cual la resultante del campo magnético giratorio se orienta en el máximo

del circuito de intensidad. Esto produce una modificación en la

posición relativa de ambos campos magnéticos. Esto se

refleja en la posición de la aguja que indica el cos en la escala del

fasímetro.

MEDIDOR DE ENERGÍA ELÉCTRICAUn medidor de energía tipo inducción está constituido por un núcleo de chapa magnética en el que van montados dos bobinas, una en serie con el conductor por el que circula la corriente principal, y que se

denomina bobina de intensidad ( ó corriente), y otra en bobina en derivación sobre los dos conductores, denominada bobina de tensión

Los flujos magnéticos producidos por ambas bobinas están desfasadas 90º y actúan sobre un

disco rotórico de aluminio. Estos flujos producen pares de giros, que a su vez provocan un movimiento de rotación del disco de aluminio a una velocidad angular proporcional a la

potencia.

El disco de aluminio es, además, frenado por un imán (freno de corrientes parásitas) de tal forma

que la velocidad angular del disco sea proporcional a la carga.

El aparato está completado por un registrador, que mediante un sistema de transmisión indica los

kilovatios-hora consumidos.

CONTRASTE DE MEDIDORES

De acuerdo a las normas, se acepta como error admisible un rango de ±2%. De lo contrario, se procede a la calibración o a la renovación del medidor.

La fuente de corriente continua que se utiliza para excitar la

bobina voltimétrica del wattímetro

Esto es para poder obtener una tensión de continua igual al alcance de la bobina de tensión del wattímetro. Para el caso de

contrastar más de un wattímetro, las bobinas amperimétricas de los mismos, deben conectarse todas en serie, mientras que las

bobinas voltimétricas deben conectarse todas en paralelo. En cada wattímetro se deberá efectuar la conexión externa entra las

bobinas de tensión y corriente como se observó en el esquema anterior (conexión entre los puntos 1 y 2), de manera que no

existan diferencias de potencial grandes entre ambas bobinas, por eventuales problemas de aislación.

El contraste de wattímetros se realiza por el método económico. Se trabaja con corriente continua, y el método se llama económico

porque la potencia que consume la carga es menor que la indicada por

el wattímetro.

Potencia indicada por el wattímetro: Pm= Um*Im. Potencia consumida por la carga: Pc= U*Im. Entonces, sí se hace U << Um se tiene Pc << Pm. La constante del instrumento se obtiene de la siguiente manera: