UNIVERSIDAD CATÓLICADE SANTA MARIA

FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍAS FÍSICAS YFORMALES

PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECÁNICA,MECÁNICA-ELÉCTRICA Y MECATRÓNICA

PRACTICA Nº 7POTENCIA ELÉCTRICA EN LOS CIRCUITOS DE CORRIENTE

ALTERNA

PROFESORA:Giovanna Chañi

CURSO:Circuitos eléctricos II

PERTENECE A:Llerena Fernández Leví Damián.

TEMA:Informe de práctica Nº 6

GRUPO DE PRÁCTICA: 08Martes de 2:00 – 4:00 pm

FECHA DE ENTREGA:

29/10/2013

Arequipa – Perú

OBJETIVOS.

Analizar y verificar en forma experimental la potenciaactiva, reactiva y aparente de los circuitos eléctricosde corriente alterna, mediante el vatímetro monofásico yel voltímetro –amperímetro.

Comprender que es la potencia activa, reactiva yaparente.

Saber hallar de forma directa los diversos tipos depotencia, tanto en forma experimental como teorica.

Analizar y verificar el procedimiento correcto para lautilización y funcionamiento del instrumento vatímetro.

Dibuja el diagrama fasorial del circuito.

POTENCIA ELÉCTRICA EN LOS CIRCUITOS DE CORRIENTEALTERNA.

A.ELEMENTOS A UTILIZAR.

01 variac monofásico 02 Resistencia variable 0-44 ohmios 01 Multímetro digitales 01 Amperímetro analógico 01 Vatímetro electrodinámico 0-120 v, 5A 01 Vatímetro digital 05 Condensadores. Conductores de conexión

B.DIAGRAMA DE CONEXIÓN.

C.PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.

1. Armamos el circuito como se muestra en el diagrama deconexión.

2. Regulamos el variac monofásico hasta obtener en el voltímetro “VT” una tensión de 80 voltios.

3. Variamos la resistencia R1 desde su máximo valor de 88 ohmios hasta 20 ohmios como mínimo, y para diferentes capacitores en el circuito, registrar los valores V1, V2, A, W. los datos obtenidos se anotaronen la tabla 1.

4. Advertencia: no deberá de circular más de 2.75 A en el circuito.

D.TABLAS.

TABLA 1

Punto

IT

(A)VR

(V)VC

(V)VT

(V)P

(W)R1(Ω)

C(μF)

1 0.27 24.90 76.20 80.00 5.00 88.00 10.002 0.53 41.70 68.70 80.20 22.50 80.00 20.003 0.72 50.50 63.00 80.30 35.50 70.00 30.004 0.66 39.30 70.20 80.10 29.00 60.00 25.00

5 1.12 54.70 59.60 80.20 61.50 50.00 50.006 1.48 58.10 56.12 80.00 84.00 40.00 70.007 1.70 48.20 64.30 80.10 82.50 30.00 70.008 1.40 27.20 75.00 80.00 40.00 20.00 50.00

TABLA 2

Punto

P1

(W)IT

2*R(W)

VR2/R(W)

Q=IT2/

XC

(VAR)

Q=VC2/XC

(VAR)

ST=VT*IT

(VA)

PTOTAL

(W)QTOTAL

(VAR)

1 5.00 6.42 7.05 19.34 21.89 21.60 6.15 20.61

2 22.50

22.47 21.74 37.26 35.59 42.51 22.24 36.42

3 35.50

36.29 36.43 45.84 44.89 57.82 36.07 45.36

4 29.00

26.14 25.74 46.22 46.45 52.87 26.96 46.33

5 61.50

62.72 59.84 66.55 66.96 89.82 61.35 66.75

6 84.00

87.62 84.39 83.00 83.11 118.40 85.34 83.06

7 82.50

86.70 77.44 109.51 109.11 136.17 82.21

109.31

8 40.00

39.20 36.99 103.98 106.03 112.00 38.73

105.00

E.CUESTIONARIO

1. Explicar el principio de funcionamiento delvatímetro. El vatímetro tiene su bobina fija dispuesta de formaque toda la corriente del circuito la atraviese,mientras que la bobina móvil se conecta en serie conuna resistencia grande y sólo deja pasar una parteproporcional del voltaje de la fuente.

El principio de funcionamiento es como sigue:supongamos que cualquier circuito, tal como un motoreléctrico, una lámpara o un trasformador, estárecibiendo la corriente eléctrica, entonces laenergía dada a ese circuito contado en vatios esmedida por el producto de la corriente que atraviesael circuito en amperio y la diferencia potencial delos extremos se ese circuito en voltios, multiplicadopor cierto factor llamado el factor de la energía enesos casos en los cuales el circuito sea inductivo.

2. ¿Qué es la potencia eléctrica activa?

Es la potencia que representa la capacidad de uncircuito para realizar un proceso de transformaciónde la energía eléctrica en trabajo. Los diferentesdispositivos eléctricos existentes convierten laenergía eléctrica en otras formas de energía talescomo: mecánica, lumínica, térmica, química, etc. Estapotencia es, por lo tanto, la realmente consumida porlos circuitos. Cuando se habla de demanda eléctrica,es esta potencia la que se utiliza para determinardicha demanda.

Se designa con la letra P y se mide en vatios (W). Deacuerdo con su expresión, la ley de Ohm y eltriángulo de impedancias:

Resultado que indica que la potencia activa es debidaa los elementos resistivos.

3. ¿Qué es la potencia eléctrica reactiva?

Esta potencia no tiene tampoco el carácter realmentede ser consumida y sólo aparecerá cuando existanbobinas o condensadores en los circuitos. La potenciareactiva tiene un valor medio nulo, por lo que noproduce trabajo útil. Por ello que se dice que es unapotencia desvatada (no produce vatios), se mide envoltamperios reactivos (VAR) y se designa con laletra Q.

A partir de su expresión,

Lo que reafirma en que esta potencia es debidaúnicamente a los elementos reactivos

4. ¿Qué es la potencia eléctrica aparente?

La potencia aparente (también llamada compleja) de uncircuito eléctrico de corriente alterna es la suma dela energía que disipa dicho circuito en cierto tiempoen forma de calor o trabajo y la energía utilizadapara la formación de los campos eléctricos ymagnéticos de sus componentes

Esta potencia aparente (S) no es realmente la "útil",salvo cuando el factor de potencia es la unidad (cosφ=1), y señala que la red de alimentación de uncircuito no sólo ha de satisfacer la energíaconsumida por los elementos resistivos, sino quetambién ha de contarse con la que van a "almacenar"las bobinas y condensadores. Se mide en voltiamperios(VA), aunque para aludir a grandes cantidades depotencia aparente lo más frecuente es utilizar comounidad de medida el kilovoltiamperio (kVA).

La fórmula de la potencia aparente es: S=I*V

5. ¿Cómo se conecta el vatímetro? Dibuje el esquema.

El vatímetro tiene su bobina fija dispuesta de formaque toda la corriente del circuito la atraviese,mientras que la bobina móvil se conecta en serie con

una resistencia grande y sólo deja pasar una parteproporcional del voltaje de la fuente.

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

Vatímetro (Forma Directa) Voltimetro y Amperímetro (Forma indirecta)

7. ¿Qué instrumentos nos permiten encontrar la potenciaeléctrica reactiva que consume un circuito?

Analizador de Redes (Forma Directa)

8. ¿Qué instrumentos nos permiten encontrar la potenciaeléctrica aparente que consume un circuito?

Analizador de Redes (Forma Directa)

9. Dibujar el diagrama Fasorial completo correspondienteal circuito armado.

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

Punto STEO PTEO QTEO

1 19.98 5.00 19.342 43.53 22.50 37.263 57.98 35.50 45.844 54.56 29.00 46.225 90.62 61.50 66.556 118.09 84.00 83.007 137.11 82.50 109.518 111.41 40.00 103.98

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

12. En forma tabulada dar la divergencia de valoresexistentes entre los valores teóricos yexperimentales.

Hallamos el error absoluto y relativo, se utilizó lasiguiente formula:

Errorabsoluto=¿Vteo−Vexp∨¿¿

ErrorRelativoporcentual:¿errorabsoluto∨ ¿Vteo

∗100% ¿

Dónde:

Vexp= valor experimental.Vteo= valor teórico.

Ejemplo de cálculo.

Punto ST=VT*IT PPROM QPROM

1 21.60 6.15 20.612 42.51 22.24 36.423 57.82 36.07 45.364 52.87 26.96 46.335 89.82 61.35 66.756 118.40 85.34 83.067 136.17 82.21 109.318 112.00 38.73 105.00

Errorabsoluto=¿5−6.15∨¿

Errorabsoluto=1.15

ErrorRelativoporcentual=1.155

∗100%

ErrorRelativoporcentual=23%

N° P TEOW

P EXPW

Errorabsoluto

Errorrelativo

1 5.00 6.15 1.15 23.002 22.50 22.24 0.26 1.163 35.50 36.07 0.57 1.614 29.00 26.96 2.04 7.035 61.50 61.35 0.15 0.246 84.00 85.34 1.34 1.607 82.50 82.21 0.29 0.358 40.00 38.73 1.27 3.18

OBSERVACIONES

Se emplean elementos resistivos y reactivos (C yL) para reducir el factor de potencia que a suvez reduce costos de energía para una empresa.

La efectividad que tiene la ley de ohm para elcálculo tanto teórico y práctico, es muyelevado, puesto que el margen de error es muydespreciable y los valores tienden a coincidir.

Se cumplen las mismas leyes y teoremas que seaplicaban en circuitos DC, para los circuitos decorriente alterna AC. Podemos hacer lasconexiones de impedancias en serie, paralelo,delta-estrella y mixto.

Las inductancias presentan una resistenciainterna que puede ser calculada y consideradacomo una resistencia más en serie.

Podemos hacer los cálculos teóricos yexperimentales considerando los parámetros comoFasores (magnitudes y ángulos).

CONCLUSIONES:

Los datos experimentales como los teóricos sonaproximadamente iguales por lo cual la prácticase desarrolló correctamente.

la potencia activa representa la capacidad de uncircuito para realizar un proceso detransformación de la energía eléctrica entrabajo.

La potencia reactiva no tiene tampoco elcarácter realmente de ser consumida y sóloaparecerá cuando existan bobinas o condensadoresen los circuitos

La potencia aparente (también llamada compleja)de un circuito eléctrico de corriente alterna esla suma de la energía que disipa dicho circuitoen cierto tiempo en forma de calor o trabajo

La potencia se puede medir de forma directa comoindirectamente.

BIBLIOGRAFÍA.

LIBROS:

MANUAL PRÁCTICO DE ELECTRICIDAD PARA INGENIEROSAUTOR: Donald G. Fink,H. Wayne Beaty,John M. Carroll

PRINCIPIOS DE ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA IIAUTOR: Antonio Hermosa Donate

PROTECCIONES EN LAS INSTALACIONES ELÉCTRICAS: EVOLUCIÓN Y PERSPECTIVASAUTOR: Paulino Montane,Paulino Montané Sangrá

PÁGINAS WEB

http://www.uco.es/~fa1orgim/fisica/archivos/guias/E12_Inductancia.pdf

http://charma.uprm.edu/~angel/3172/cap26.pdf

http://es.thefreedictionary.com/impedancia

http://www.tiposde.org/construccion/477-tipos-de-capacitores/#ixzz2j7cN0G1q