potencia electrica en circuitos de corriente alterna

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍA

FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍAS FÍSICAS Y FORMALES

INGENIERÍA INDUSTRIAL

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

POTENCIA ELÉCTRICA EN LOS CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA

ALUMNOS:

ARAOZ QUIROZ, DELIA ROSARIO MEDINA DELGADO, WALTER JAHIR

CÓDIGOS:

2014200272 2014202401

DOCENTE:

ING. GIOVANNA CHANI

GRUPO: 04

AREQUIPA, PERÚ

OCTUBRE, 2015

Electrotecnia Industrial[Seleccione la fecha]

ÍNDICE

I. OBJETIVO

II. MARCO TEÓRICO

III. PROCEDIMIENTO

IV. CUESTIONARIO

V. OBSERVACIONES

VI. CONCLUSIONES

VII. BIBLIOGRAFÍA

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POTENCIA ELÉCTRICA EN LOS CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA

I. OBJETIVO

Analizar y verificar en forma experimental la potencia activa, reactiva y aparente en los circuitos eléctricos de corriente alterna, mediante el vatímetro monofásico y el voltímetro-amperímetro.

II. MARCO TEÓRICO

POTENCIA ELÉCTRICA: Es la relación de paso de energía de un flujo por unidad de tiempo, la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado. La unidad en el SI es el vatio (Watt)En corriente alterna, se consideran tres tipos de potencia:

Potencia aparente (S): Es la suma vectorial de la potencia que disipa dicho circuito y se transforma en calor o trabajo y la potencia utilizada para la formación de campos magnético y eléctrico de sus componentes, que fluctuará entre estos componentes y la fuente de energía.

Potencia activa (P): Es la potencia capaz de transformar la energía eléctrica en trabajo. Esta potencia es la que realmente es consumida por los circuitos.

Potencia reactiva (Q): Esta potencia no se consume ni se genera en el sentido estricto y en circuitos lineales solo aparece cuando existen bobinas o condensadores.

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III. PROCEDIMIENTO

a) Armar el circuito de la siguiente figura:

b) Regulando el variac monofásico obtener en el voltímetro “VT” una tensión de 80V.

c) Variando la resistencia R1 desde su máximo valor de 88Ω hasta 20Ω como mínimo, y para diferentes capacitores en el circuito, no deberá de circular más de 2.5A en el circuito, registrar los valores V1, V2, A y W del circuito para 5 valores de R1 y C

IV. CUESTIONARIO

1. Explicar el principio de funcionamiento del vatímetroEs un instrumento que realiza la medición de la energía eléctrica, o índice de la energía eléctrica a cualquier circuito, o la potencia consumida por el mismo (velocidad con que se consume la energía). Conforme a la ecuación W=VA o P=EI.Un vatímetro siempre entregará la potencia real consumida, o la potencia consumida por los componentes resistivos, es decir, componente P del triángulo de potencia, mientas que el producto de la medición de un voltímetro con un amperímetro produce como resultado S.

2. ¿Qué es la potencia eléctrica activa?Representa en realidad la “potencia útil”, o sea, la energía que realmente se aprovecha cuando ponemos a funcionar un equipo eléctrico y realiza un trabajo. Por ejemplo, la energía que entrega el eje de un motor cuando pone en movimiento un mecanismo o maquinaria, la del calor que proporciona la resistencia de un calentador eléctrico, la luz que proporciona una lámpara, etc.

Por otra parte, la “potencia activa” es realmente la “potencia contratada” en la empresa eléctrica y que nos llega a la casa, la fábrica, la oficina o cualquier otro lugar donde se necesite a través de la red de distribución de corriente alterna.

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3. ¿Qué es la potencia eléctrica reactiva?Es la potencia disipada por las cargas reactivas (Bobinas o inductores y capacitores o condensadores). Se pone de manifiesto cuando existe 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. Como esta conformada por bobinas y capacitores es importante saber que las bobinas se toman positivas y los condensadores negativos. Estos se pueden sumar algebraicamente. Generalmente está asociada a los campos magnéticos internos de los motores y transformadores.

4. ¿Qué es la potencia eléctrica aparente?La potencia aparente (S), llamada 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. Tambien se podria representar como la suma vectorial de la potencia activa y la reactiva. La potencia aparente se representa con la letra “S” y su unidad de medida es el volt-ampere (VA)

5. ¿Cómo se conecta el vatímetro? Dibuje el esquema}El vatímetro puede conectarse de dos formas a un circuito, en la bobina móvil da una medida de la diferencia de potencial en los terminales de las bobinas fijas y de la carga, midiendo la bobinas fijas justamente la corriente que atraviesa la carga.(a) se utiliza para cargas con bajas corrientes y altas tensiones y (b) para cargas con altas corrientes y bajas tensiones.

6. ¿Qué instrumentos nos permiten encontrar la potencia eléctrica activa que consume un circuito?

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Su unidad es el vatio (W) y se mide con el vatímetro. Básicamente, un vatímetro está formado por dos bobinas, una amperimétrica y otra voltimétrica, La forma de conexión del vatímetro es exactamente igual tanto para corriente continua como para corriente alterna; eso sí, el aparato debe ser para ese tipo de corriente. Al igual que los amperímetros y voltímetros, estos aparatos se pueden conectar de forma indirecta mediante transformadores de medida.

7. ¿Qué instrumentos nos permiten encontrar la potencia eléctrica reactiva que consume un circuito?Su unidad es el voltio-amperio reactivo (VAR) y se mide con el varímetro. Básicamente, es similar al vatímetro, pero con la diferencia de que hay que incorporar al aparato un desfase de 90º entre la tensión y la intensidad en la bobina voltimétrica. Para ello se recurre a conectar bobinas y condensadores con la resistencia óhmica del vatímetro, con lo que se obtiene así la medida de la potencia reactiva del circuito. Este tipo de aparato es exclusivo para corrientes alternas. La forma de conexión de este aparato es idéntica a la del vatímetro

8. ¿Qué instrumentos nos permiten encontrar la potencia eléctrica aparente que consume un circuito?Se representa por S y es la suma vectorial de las potencias activa y reactiva. Ésta es la que determina el valor de la intensidad que va a circular por la línea de alimentación del circuito. Su unidad es el voltio-amperio (VA) y se obtiene realizando el producto UI. (Lectura del voltímetro y amperímetro).

9. Dibujar el diagrama fasorial completo correspondiente al circuito armado.

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10.A partir de los datos, hallar las potencias activa, reactiva y aparente teóricas.

11.A partir de los datos experimentales, hallar las potencias activa, reactiva y aparente experimentales.

Punto I (A) V1 (V) V2 (V) VT W (watts) R1 (Ω) C(μF) XC

1 0.56 17.8 71.2 80.1 10.4 30 20 132.632 1.34 51.0 72.6 80.2 70.5 36 50 53.053 0.78 40.4 71.0 80.2 30.0 50 30 88.424 0.62 43.4 62.1 80.4 27.5 66 25 106.1035 0.96 80.7 37.9 80.3 80.0 80 70 37.89

P1=W P1=I2R1 P1=V12/R1 QC=I2XC QC=V2

2/XC

1 10.4 9.41 10.56 41.59 38.22 41.17 10.1 39.912 70.5 64.64 72.25 95.26 99.35 119.36 69.1 97.313 30.0 30.42 32.64 53.79 57.01 63.50 31.0 55.404 27.5 25.37 28.54 40.79 36.35 47.16 27.1 38.575 80.0 73.73 81.41 34.92 37.91 86.42 78.4 36.41

CR1 STOTAL PTOTAL QTOTALPunto

12.En forma tabulada dar la divergencia de valores existentes entre los valores teóricos y experimentales.

Punto I (A) V1 (V) V2 (V) VT W (watts) R1 (Ω) C(μF) XC Z1 0.59 17.65 78.03 80 10.4 30 20 132.63 135.982 1.25 44.92 66.20 80 70.5 36 50 53.05 64.113 0.79 39.38 69.64 80 30.0 50 30 88.42 101.584 0.64 42.26 67.93 80 27.5 66 25 106.103 124.965 0.90 72.30 34.24 80 80.0 80 70 37.89 88.52

P1=W P1=I2R1 P1=V12/R1 QC=I2XC QC=V2

2/XC

1 10.4 10.38 10.38 45.91 45.91 47.07 10.39 45.912 70.5 56.05 56.05 82.60 82.60 102.61 60.87 82.603 30.0 31.01 31.01 54.84 54.84 62.84 30.68 54.844 27.5 27.05 27.05 43.49 43.49 51.30 27.20 43.495 80.0 65.34 65.34 30.95 30.95 76.74 70.23 30.95

R1PuntoC

STOTAL PTOTAL QTOTAL

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V. OBSERVACIONES

Tener cuidado de no sobrepasar la corriente máxima de los equipos.

Tener en cuenta no exceder los 2.5 amperios en el circuito (corriente máxima para el variac)

En circuitos puramente resistivos la tensión y la intensidad de corriente están en fase.

La medición de potencia en corriente alterna, es más complicada que la de corriente continua debido al efecto de inductores y capacitores presentes en estos circuitos.

VI. CONCLUSIONES

Se analizó y verifico en forma experimental, la potencia activa, reactiva y aparente de los circuitos eléctricos de corriente alterna, mediante el vatímetro monofásico y el voltímetro - amperímetro.

Aprendimos a realizar el procedimiento correcto para La utilización funcionamiento del instrumento vatímetro

La diferencia de error tanto del valor teórico, como del práctico son mínimos y por lo tanto aceptables.

Se logró con nuestro objetivo, pudiendo lograr medir tanto la potencia activa, el factor de potencia, corrientes en ambos circuitos.

VII. BIBLIOGRAFÍA

https://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_eléctrica https://poloestable.wordpress.com/category/generacion-de-

potencia-electrica/ http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/

132.248.52.100/655/A7.pdf?sequence=7

1 41.35 10.82 39.91 47.07 10.39 45.91 5.72 0.43 6.002 119.37 69.13 97.31 102.61 60.87 82.60 16.76 8.26 14.713 63.49 31.02 55.4 62.84 30.68 54.84 0.65 0.34 0.564 47.15 27.13 38.56 51.30 27.20 43.49 4.15 0.07 4.935 86.48 78.44 36.42 76.74 70.23 30.95 9.74 8.21 5.47

PTOTAL QTOTAL

Experimentales

STOTAL PTOTALPunto

QTOTAL

Teóricos

STOTAL PTOTAL QTOTAL

Error

STOTAL

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potencia electrica en circuitos de corriente alterna

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