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• Levi Llerena Fernandez

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P. P. Ingeniería Mecánica, Mecánica Eléctrica y Mecatrónica __________________________________________________________________________________

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍA FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍAS FÍSICAS Y FORMALES SESION 09: METODOS DE MEDICION DE LA POTENCIA ELECTRICA ACTIVA EN CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA MONOFÁSICOS I.-OBJETIVO: Analizar en forma experimental los métodos de medición existentes para la potencia activa en circuitos monofásicos resistivos - capacitivos. II.- MARCO TEÓRICO: El receptor Z, cuyo factor de potencia se pretende determinar, se conecta en paralelo con una resistencia pura R de valor conocido y se miden las intensidades de corriente IR que circula por R, IZ que circula por Z e IT corriente total del circuito, por medio de amperímetros. Para que el factor de potencia sea lo mas exacto posible deben cumplirse las siguientes condiciones previas.  Que el valor de la resistencia R sea aproximadamente igual al valor de Z.  Que los amperímetros tengan una resistencia interior muy pequeña

IT

IZ IR

En estas condiciones, se tiene: 1. La tensión V esta en fase con la corriente IR. 2. La corriente IZ, en el receptor Z, esta desfasada en un ángulo  respecto a la tensión V. Del diagrama vectorial correspondiente se expresa la siguiente relación: P = V IZ Cos  = (IT2 – IR2- IZ2 ) R 2

(1.1)

En la realización práctica de las mediciones eléctricas, se utilizan diferentes procedimientos para determinar el factor de potencia de una instalación de corriente alterna. Todos estos procedimientos pueden agruparse en:  Procedimientos de Medición Indirecta  Procedimientos de Medición Directa

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Medición indirecta de la potencia en corriente alterna monofásica  Procedimiento del cosfimetro, Voltímetro y Amperímetro



Procedimiento de los tres voltímetros



Procedimiento de tres amperímetros

Medición directa de la potencia en corriente alterna monofásica En la práctica industrial, y especialmente en las centrales eléctricas, se emplea preferentemente la medición directa de la potencia, por medio de aparatos de medida denominados vatimetros, analizadores de redes portátiles y en algunos casos osciloscopios. III.-ELEMENTOS A UTILIZAR:  Conductores de conexión  01 vatimetro monofásico anal.  Capacitancia 30,50 y 70uF  04 Multimetros digitales

*01 Analizador de red portatil *01 Reóstato de 44 Ohm, 4.4 Amp. *01 Reóstato de 180 Ohm, 1.6 Amp. *01 autotransformadores monofásico

IV.-PROCEDIMIENTO DE EJECUCIÓN: 1. Para el siguiente circuito encontrar el factor de potencia, mediante los métodos indirectos y directos. 2. La impedancia de carga (Z) será un circuito serie R-C. Donde RL = 40 ohmios y C va a variar. 3. Energizar el circuito CON UNA TENSION DE 50 V EN Zx. Procedimiento de los tres voltímetros. Con los mismos valores de resistencia e capacitancia encontrar la potencia con este método.

Zx A

V1

V2

V3

Pexp

Pteo

R

C

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XC

RL

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9. Procedimiento de los tres amperímetros. Con los mismos valores de resistencia y capacitancia encontrar el factor de potencia con este método. CON UNA TENSION DE 50 V EN Zx

V

A1

A2

A3

Zx Pexp

Pteo

R

C

XC

4. Método directo utilizando un Vatímetro digital. CON UNA TENSION DE 50 V EN Zx

Zx

V

A

Pexp

Pteo

C

XC

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V.-CUESTIONARIO: 1. Explique el principio de funcionamiento del vatimetro. 2. ¿Qué tipos de vatimetros existen? 3. Dibujar el diagrama fasorial correspondiente a cada circuito armado. 4. ¿En que consiste el método de voltímetro, amperímetro y cosfimetro para hallar la potencia eléctrica? Explicar con detalle. 5. ¿En que consiste el método de los tres amperímetros para hallar la potencia eléctrica? Explicar con detalle. 6. ¿En que consiste el método de los tres voltímetros para la potencia eléctrica? Explicar con detalle. 7. ¿Cuál de los métodos indirectos para la medición de la potencia eléctrica activa monofásico es el más exacto? 8. ¿Cuáles son las condiciones necesarias para que cada método pueda realizarse en forma exacta? 9. Obtener la Potencia Activa, Reactiva y la Potencia Aparente y factor de potencia experimentales para cada una de las impedancia Z . 10. Presentar en forma tabulada la divergencia en porcentaje dando el error absoluto relativo porcentual del método usado para la Potencia del circuito. VI.-OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES: Hacer las observaciones y conclusiones en forma clara y empleando el menor numero de palabras, 05 de cada una. VII.-BIBLIOGRAFÍA. Indique la bibliografía o página Web utilizada.

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