UNIVERSIDAD CATOLICA DE SANTA MARIA

FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERIAS FISICAS Y FORMALES

PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERIA INDUSTRIAL

POTENCIA MONOFÁSICA

MATERIA : PRÁCTICAS ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

DOCENTE : LUIS ADRIAN CHIRINOS APAZA

ALUMNOS : ALEXANDRA KAROL PAREDES VILLEGAS

GRUPO 02

CUARTO SEMESTRE

Potencia Monofásica

PRACTICA 5: POTENCIA MONOFÁSICA

1. FUNDAMENTO TEÓRICO

Se denomina corriente monofásica a la que se obtiene de tomar una fase de la corriente trifásica y un cable neutro. Este tipo de corriente facilita una tensión de 220/230 voltios, lo que la hace apropiada para que puedan funcionar en electrodomésticos que usamos en el hogar o también las luminarias.

En corriente alterna la potencia entregada depende de la carga conectada al circuito y más concretamente al desfase que provoque la carga entre v e i.

Si la carga es resistiva pura, la tensión y la corriente están en fase, en este caso la potencia es siempre de signo positivo. Las clases de potencia pueden ser:

Paredes Villegas, Alexandra Karol

Potencia Monofásica

Triángulo de potencias en corriente alterna

Te recordamos, que al igual que en cualquier otro triángulo rectángulo podemos aplicar Pitágoras:

Potencia activa:

Es la potencia en que en el proceso de transformación de la energía eléctrica se aprovecha como trabajo, es la energía que en verdad se utiliza; la energía útil

Esta potencia es la que realmente es consumida por los circuitos y, por lo tanto cuando se habla de demanda eléctrica, es esta potencia la que se utiliza para determinar la demanda.

La potencia activa suele designarse con la letra P y se mide en vatios (W).Los múltiplos más utilizados del watt son: el kilowatt (kW) y el megawatt (MW) y los submúltiplos, el miliwatt (mW) y el microwatt (W).

P=VIcos∅

P = Potencia de consumo eléctrico, expresada en watt (W)

V = Voltaje de la red de alimentación, representada en volt

I = Intensidad de la corriente que fluye por el circuito, en ampere (A)

Cos = Valor del factor de potencia o coseno de “fi”.

Paredes Villegas, Alexandra Karol

Potencia Monofásica

Potencia Reactiva:

La potencia reactiva es la que consumen los motores, transformadores y todos los dispositivos o aparatos eléctricos que poseen algún tipo de bobina o enrollado, sirve para crear un campo electromagnético, pero en si no genera ningún trabajo útil. La potencia reactiva esta 90 ° desfasada de la potencia activa. Mientras más bajo sea el factor de potencia, mayor será la potencia reactiva consumida.La unidad de medida de la potencia reactiva es el volt-ampere reactivo (VAR) y se representa con la letra Q,.

Q=√S2−P2

Q = Valor de la carga reactiva o inductiva, en volt-ampere reactivo (VAR)S = Valor de la potencia aparente o total, expresada en volt-ampere (VA)P = Valor de la potencia activa o resistiva, expresada en watt (W)

Potencia Aparente:

La potencia aparente o 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 sin ningún tipo de carga, es la potencia que suministra la red de alimentación ya que limita la utilización de transformadores y demás elementos componentes de los circuitos eléctricos.La potencia aparente se representa con la letra “S” y su unidad de medida es el volt-ampere (VA). Para la potencia aparente tenemos que la fórmula es:

S=VIS = Potencia aparente o total, expresada en volt-ampere (VA)V = Voltaje de la corriente, expresado en voltI = Intensidad de la corriente eléctrica, expresada en ampere (A)

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Potencia Monofásica

2. ESQUEMA

3. ELEMENTOS A UTILIZAR Voltímetro Amperímetro Vatímetro monofásico Resistencias Inductancias o un reactor de 220 VI Capacitancia Transformador monofásico 220/110 , 1000VA

4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

4.1 Registrar los datos de los componentes del circuito serie R-C-L

Vf VR VC VL I

Valor teórico 100 V 5.2 V 17.24 V 115.27 V

0.13 A

Valor experimental

98.5 V 0.128 V 17.13 V 113 V 0.127 A

ε 1.5 5.07 0.11 2.67 0.003

Los amperímetros y voltímetros Calibramos los instrumentos de corriente a 220V y el resistor a 180Ω una bobina de 220V y la fuente a 30µF.

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Potencia Monofásica

4.2 Registrando una fuente de tensión de 220V, 60Hz, alimentar al transformador 220/110V, que será utilizado como fuente de alimentación, identificar correctamente los terminales de entrada y de salida, sobre los terminales de salida ensamblar el circuito R-L-C paralelo graficado.

4.3 Registrar la intensidad de corriente que entrega la fuente y en cada uno de los componentes del circuito, además registrar la tensión de alimentación para evaluar el módulo de la potencia aparente del circuito.

4.4 Registrar la potencia activa que toma el circuito utilizando un vatímetro monofásico aplicando la conexión que indica el instrumento utilizado.

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Potencia Monofásica

4.5 Para la reactancia capacitiva utilizada en el ensayo, registrar la información necesaria para establecer su cos Ɵ.

Para sacar el Ɵ usamos la siguiente ecuación:

Ɵ=tg−1( IC−I LIR ) Ɵ=tg−1( 2.54−0.351.43 ) Ɵ=56.86 °

5. CUESTIONARIO5.1 Calcular la potencia activa, el factor de potencia y la potencia

aparente del circuito ensamblado. Comparar los resultados teóricos con los registrados en el laboratorio, establecer los errores.

V IR IL IC I S P Q ƟValor Medido 207 1.43 0.35 2.54 2.74 567.1

8310.07 474.92 56.86°

Valor Teórico

220 1.22 0.32 2.38 2.39 525.8 267.97 452.39 59.36°

Error 13 0.21 0.03 0.16 0.35 41.38 42.1 22.53 2.5

V=IR

IR=VR

IR=220180

I R=1.22 A

XC=1

2 π F CIC=

VXC

XC=1

2 π∗60∗30∗10−6IC=

22088.41−90°∨¿¿

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Potencia Monofásica

XC=88.41−90 °∨¿ Ω IC=2.38+90 °∨¿ A

X L=V L

I LI L=

VX L

X L=2200.35

IL=200

628.58+90 °∨¿¿

X L=628.58ΩI L=0.32−90 °∨A

I=√ IR2+( IC−I L)2

I=√1.222+(2.06)2

I=2.3961.54 °∨¿ A

Ɵ=tg−1( IC−I LIR )Ɵ=tg−1( 2.061.22 )Ɵ=59.36 °

I=IR+ j( I c−I L)

I=1.22+ j(2.38−0.32)

I=2.3959.36 °∨¿

s=V I ¿

s=¿

s=525.859.36 °∨¿

Paredes Villegas, Alexandra Karol

Potencia Monofásica

P=scosθ

P=525.859.36 °∨cos 59.36°

P=267.97J

5.2 ¿Cómo definiría al vatímetro ideal?

Como aquel que realiza solo las funciones combinadas del amperímetro y voltímetro y señala directamente la potencia.

Este esta compuesto por bobina con una aguja indicadora quen nos maracara el valor correspondiente que gira alrededor de un eje, de tal modo que puede oscilar en el campo magnético de la segunda bobina, y está sometida a un resorte cuyo momento recuperador es proporcional al ángulo girado. El par que tiende a hacer girar la bobina es proporcional al mismo tiempo, a la intensidad de corriente que la recorre y al campo magnético proporcional a la intensidad de corriente en la bobina fija. Es decir que si la bobina fija se conecta como el amperímetro, la intensidad que pasa por ella es proporcional a la intensidad total y su campo magnético es proporcional a esta intensidad. Si la bobina móvil se conecta como el voltímetro, la intensidad de la corriente que la recorre es proporcional a la diferencia de potencial entre los bornes de x.

5.3 Analizar los dos tipos de conexión del vatímetro monofásico estableciendo las ventajas en su aplicación.

Uso como AmperímetroEs necesario conectarlo en serie con el circuito que conecte su inicio y final, debemos fijar bien los valores para no dañarlo trabajando con la corriente suficiente, cada instrumento tiene marcado la posición en que se debe utilizar: y una escala de valores. Si no se siguen estas reglas, las medidas no serían del todo confiables y se puede dañar el eje que soporta la aguja. Como todo instrumento debe ser inicialmente ajustado en cero y nunca se debe conectar un vatímetro con un circuito que este energizado.

Uso como Voltímetro

Debe ser conectado en paralelo con el circuito, tomando en cuenta la polaridad si es C.C. Se debe tener un aproximado de tensión a medir con el fin de usar el voltímetro apropiado.

Paredes Villegas, Alexandra Karol

Potencia Monofásica

Cada instrumento tiene marcado la posición en que se debe utilizar: horizontal, vertical o inclinada. Y la escala de trabajo así como su intensiad y limites, y al igual debe ser inicialmente ajustado en cero.

5.4 ¿Por qué presenta una elevada corriente en el momento de energizarse el circuito y que porcentaje de la corriente de estado estable es?

Al comienzo iniciamos con una elevada corriente es decir de 220V la que se usa en cualquier electrodoméstico y artefacto en nuestra vida cotidiana y ya que la intensidad al comienzo del circuito fue fuerte es por eso que se presenta con elevada corriente en el momento de energizarse el circuito.

6. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES Concluimos que la corriente de la bobina se atrasa 90° en relación a

sus componentes al igual que el voltaje en la capacitancia. Las corrientes que se producen por las ondas son valores influenciados

por el comportamiento de la corriente alterna y su intensidad. Podemos observar que logramos determinar todos los valores teóricos

gracias a las formulas de la teoría de Kirchhoff y las formulas de potencia aparente, activa y reactiva.

Debemos tomar en cuenta que al momento de hallar los valores prácticos de la corriente debemos tener en cuenta la tabla de valores en el dispositivo para colocar la real y debemos conocer como emplearla

También observamos que tuvimos interferencias al colocar los equipos de amperímetros marcaban 2.0 sin que estén conectados por ello se considera un error experimental además de otros que puedan ser posibles

Paredes Villegas, Alexandra Karol

Potencia Monofásica

Observamos que el error experimental es mayor al momento de hallar las potencias.

7. BIBLIOGRAFIA

1. SERWAY – JEWETTELECTRICIDAD Y MAGNETISMO, 2014, Séptima Edición, Mc Graw Hill, México

2. FÍSICA, VOL.II, CAMPOS Y ONDAS, M. ALONSO Y E. J. FINN, FONDO EDUCATIVO INTERAMERICANO, ED. INGLESA, ADDISON-WESLEY, READING MASS. (1967)

3. FISICA GENERAL, SANTIAGO BURBANO DE ERCILLA, CARLOS GRACIA MUÑOZ, EDITORIAL TEBAR S.L.

4. CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA,1994, GILBERTO ENRÍQUEZ HARPER, EDISTORIAL LIMUSA S.A., GRUPO NORIEGA, MEXICO

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Paredes Villegas, Alexandra Karol