• Author / Uploaded
• edith daniela inga ccencho

Citation preview

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y SISTEMAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA-ELECTRÓNICA LEY Nº 25265

POTENCIA ACTIVA-REACTIVA-APARENTE INTENSIDAD DE CORRIENTE Y VOLTAJE

PRESENTADO POR: LULO YAURI RICARDO DAMIAN VILCAHUAMAN JESUS MIGUEL INGA CCENCHO EDHIT HUAIRA SOLANO JOSER TICCLLACURI TICSIHUA RUDIL

CURSO: CIRCUITOS ELECTRICOS Y LABORATORIO

DOCENTE: ING. ALTAMIRANO SOTACURO WILVER

PAMPAS – 2019 UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA

1

INDICE

INTRODUCCIÓN ......................................................................................... 3 OBJETIVOS ................................................................................................ 4 OBJETIVO GENERAL ...................................................................................................... 4 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ................................................................................................ 4 RESUMEN .................................................................................................. 4 MARCO TEORICO ....................................................................................... 4 MATERIALES:................................................................................................................. 6 CAPACITOR .................................................................................................................. 6 MULTITESTER ............................................................................................................... 7 RESISTENCIA ................................................................................................................. 7 DESARROLLO DE LA PRACTICA ................................................................ 8 DESCRIPCION ................................................................................................................ 8 DESARROLLO ................................................................................................................ 8 TABLA DE CALCULOS REALIZADOS ....................................................... 10 CONCLUSIONES ...................................................................................... 13 ANEXOS ................................................................................................... 14 Bibliografía .............................................................................................. 15

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA

2

INTRODUCCIÓN El presente trabajo es una investigación sobre el circuito RC, un circuito que cuenta con infinidad de aplicaciones, para ello se establece en primer lugar el desarrollo matemático del mismo, acompañado de un argumento teórico y seguido de ejemplos para apoyar las ideas planteadas en este trabajo. El simple acto de cargar o descargar un capacitor, se puede encontrar una situación en que las corrientes, voltajes y potencias si cambian con el tiempo, los capacitores tienen muchas aplicaciones que utilizan su capacidad de almacenar carga y energía; por eso, entender lo que sucede cuando se cargan o se descargan es de gran importancia práctica. Asi mismo mostraremos las mediciones realizadas de la intensidad de corriente y voltaje en el circuito RC serie y paralelo

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA

3

OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL 

Analizar en forma experimental las medidas del factor de potencia, intensidad de corriente y voltaje de diferentes cargas en los circuitos RC y RLC.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS 

La determinación del factor de potencia, intensidad de corriente y voltaje para posteriormente hacer una comparación entre el valor real medido y el teórico.



Realizar el montaje de un prototipo real con el capacitor y la resistencia.



Determinar nuestras características y actitudes a la hora de implementar un proceso de control en las mediciones dependiendo el material utilizado.

RESUMEN El presento proyecto explica el diseño de un instrumento de medición de la intensidad de corriente y voltaje de un circuito RC en serie y en paralelo utilizando un multímetro, resistencias de 517 y 346 ohm, también dos capacitores de 10uF Y 18 0uF, así como un circuito RLC.

MARCO TEORICO • Potencia activa (P), que es la que se aprovecha como potencia útil. También se llama potencia media, real o verdadera y es debida a los dispositivos resistivos. Su unidad de medida en el vatio (W). Se calcula como: 𝑃 = 𝑈. 𝐼. 𝑐𝑜𝑠𝜑 Siendo φ: 𝜑 = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔

𝑋 𝑅

Donde X es la reactancia y R es la resistencia de la carga conectada siendo la UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA

4

impedancia: 𝑍⃗ = 𝑅 + 𝑗𝑋 También puede obtenerse como: 𝑃 = 𝑅. 𝐼 2 =

𝑈2 𝑅

• Potencia reactiva (Q), que es la potencia que necesitan las bobinas y los condensadores para generar campos magnéticos o eléctricos, pero que no se transforma en trabajo efectivo, sino que fluctúa por la red entre el generador y los receptores. Su unidad de medida es el voltamperio reactivo (VAr). Se calcula como: 𝑄 = 𝑈. 𝐼. 𝑠𝑒𝑛𝜑 También puede obtenerse como: 𝑈2 𝑄 = 𝑋. 𝐼 = 𝑋 2

La potencia reactiva es positiva si el receptor es inductivo y negativa si el receptor es capacitivo, coincidiendo en signo con la parte imaginaria de la impedancia. • Potencia aparente(S), es la potencia total consumida por la carga y es el producto de los valores eficaces de tensión e intensidad. Se obtiene como la suma vectorial de las potencias activa y reactiva y representa la ocupación total de las instalaciones debida a la conexión del receptor. Su unidad de medida es el voltamperio (VA). Se calcula como: 𝑆 = 𝑈. 𝐼 Al ser la suma vectorial de P y Q, que son los catetos de un triángulo rectángulo en el que S es la hipotenusa, también puede calcularse como: 𝑆 = √𝑃2 + 𝑄 2

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA

5

MATERIALES: 

Protoboard



Cables



Multitester



2 capacitores (10uF Y 180uF)



Fuente de alimentación 220v



2 resistencias 517Ω,346Ω

Figura 01: Materiales

CAPACITOR Los Capacitores o Condensadores son como pequeñas baterías que el mundo de la electrónica ha puesto a nuestra disposición para poder disfrutar de ellos, son súper prácticos y útiles en proyectos relacionados con energía (fuentes de poder, fuentes conmutadas) así como en telecomunicaciones (filtrado de ruido eléctrico). Un condensador generalmente está constituido por dos placas metálicas encontradas entre sí y separadas por una pequeña distancia y un material dieléctrico (de ahí proviene su nombre “electrolítico “) que puede ser aire, mica, papel, aceite, etc. Cuando un capacitor electrolítico se avería su sustituto debe ser del mismo valor de Faradios y de igual o mayor voltaje.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA

6

Figura 02: Capacitor

MULTITESTER Un multímetro, también denominado polímetro o tester, es un instrumento eléctrico portátil para medir directamente magnitudes eléctricas activas, como corrientes y potenciales (tensiones), o pasivas, como resistencias, capacidades y otras. Las medidas pueden realizarse para corriente continua o alterna y en varios márgenes de medida cada una. Los hay analógicos y posteriormente se han introducido los digitales cuya función es la misma, con alguna variante añadida.

Figura 03: Multitester

RESISTENCIA Resistencia eléctrica es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por un circuito eléctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulación de las cargas eléctricas o electrones. Cualquier dispositivo o consumidor conectado a un circuito eléctrico representa en sí una carga, resistencia u obstáculo para la circulación de la corriente eléctrica.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA

7

Figura 04: Resistencia DESARROLLO DE LA PRACTICA

DESCRIPCION La medición del circuito RC en serie fue la primera practica que se nos asignó realizarla por cuenta propia y utilizando los conocimientos adquiridos previamente en clase. Esta práctica consistía en realizar una la medición de los valores de la intensidad y voltaje que generaba el circuito, y poder calcular la carga del capacitor, y continuamente un circuito RC en paralelo y por último la medición de un circuito RLC utilizando la corriente alterna, una bobina y una bombilla de 100W.

DESARROLLO A continuación, se presenta el circuito armado en el protoboard del circuito RC en serie y paralelo.

Figura 05: circuito RC en serie Como se puede observar el circuito generado para la medición de los valores como la intensidad, voltaje entre otros. también se cuenta con un multímetro con el cual se harán las mediciones para poder calcular su valor. UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA

8

Para poder hacer las mediciones se requieren de los componentes como las resistencias y los capacitores, así como un multímetro para poder realizar las mediciones, debemos tener en cuenta que las mediciones irán variando según que vamos cambiando el valor del capacitor y la resistencia, así como la fuente de voltaje y un buen instrumento de medida en este caso el multímetro, como bien sabemos el valor dado en l multímetro depende de la calidad de dicha, A continuación, se presenta las distintas mediciones realizadas con el multímetro:

Figura 06: circuito armado para las mediciones Luego de realizar el armado del circuito en el protoboard se procede a sacar las mediciones, en este caso son del circuito RC en serie con las resistencias de 517 y 346 ohm, y los capacitores de 10uF y 180uF, se realizarán las mediciones de la intensidad de corriente tanto en la resistencia como en el capacitor, por esta ocasión no podremos medir la potencia debido a que no contamos con una herramienta de medición para ello.

Figura 07: Medición del circuito RC en serie UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA

9

Figura 8: Medición del circuito RC en paralelo

TABLA DE CALCULOS REALIZADOS 1.- CIRCUITO RC EN SERIE

VALOR MATEMÁTICO CALCULADO R

C

Ir

Ic

Vc

It

Vt

P

C

Ir

VALOR MEDIDO (MULTITESTER) Ic Vr Vc

It

Vt

P

517Ω

10uF

0.36V

0.36

190V

97V

0.36A

215V

346Ω

10Uf

0.49A

0.49A

171V

130V

0.49A

215V

15KΩ

180uF

0.044A

0.043A

215V

0.234V

0.044A

215V

39KΩ

180Uf

0.042A

0.044A

216V

0.098V

0.045A

215V

517Ω

10uF

346Ω

10Uf

15Ω

10uF

346Ω

10Uf

R

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA

Vr

10

2.- CIRCUITO RC PARALELO:

VALOR MATEMÁTICO CALCULADO R

C

Ir

Ic

Vc

It

Vt

P

C

Ir

VALOR MEDIDO (MULTITESTER) Ic Vr Vc

It

Vt

P

517Ω

10uF

0.41A

0.80A

215V

215V

0.93A

215V

346Ω

10Uf

0.61A

0.80A

215V

215V

1.03aA

215V

15KΩ

220uF

14.5mA

14.1mA

215V

287V

10.4mA

219V

33KΩ

120Uf

3.1mA

2.8mA

216V

289V

10.4mA

215V

517Ω

10uF

346Ω

10Uf

517Ω

10uF

346Ω

10uF

R

Vr

3.- CIRCUITO RLC

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA

11

V (in)

f

220 v

60 Hz

P

VALOR MATEMÁTICO CALCULADO I (t) V Vc VL IR Ic IL Potencia R activa (P)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA

Potencia reactiva (Q)

Potencia aparente (S)

12

CONCLUSIONES Como conclusiones de la práctica, solo nos resta agregar, que al principio las únicas complicaciones que se nos presentaron fueron las de cómo realizar la medición de la potencia ya que no contábamos con los materiales requeridos para su medición. También tenemos que decir que hay que tener cuidado con el uso del multímetro ya que tienes que regular o colocar para la medición adecuada, en caso contrario este puede llegar a dañarse y no medir adecuadamente y debemos tener en cuenta que las mediciones ya no serán acertadas y estaremos fallando con los valores. También debemos tener cuidado con las conexiones del circuito ya que trabajamos con una corriente alta, y puede haber riesgo de hacer un corto circuito Al final quedamos satisfechos con el resultado de la práctica, porque se cumplieron los objetivos y la practica funciono correctamente en tiempo y forma.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA

13

ANEXOS

Anexo 01.- Circuito RC en serie

Anexo 02.- Circuito RC en paralelo

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA

14

BIBLIOGRAFÍA capacitores. (s.f.). Obtenido de http://www.ing.unp.edu.ar/electronica/asignaturas/ee016/tutoriales/capacitores/capaci tores.htm corriente alterna. (s.f.). Obtenido de http://www.proyecto987.es/corriente_alterna_11.html multimetro. (s.f.). Obtenido de https://es.wikipedia.org/wiki/Mult%C3%ADmetro

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA

15