UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA MECANICA INFORME N°03: MEDIDA DE ENERGIA, POTENCIA Y CORRECCIÓN DEL FACTOR DE POTENCIA EN CIRCUITOS MONOFÁSICOS CURSO: Laboratorio de circuitos eléctricos II UNI – 2013-II CONTENIDO INTRODUCCION......................................................................................................................... 2 MEDIDA DE ENERGIA, POTENCIA Y CORRECCIÓN DEL FACTOR DE POTENCIA EN CIRCUITOS MONOFÁSICOS.....................................................................................................3 OBJETIVOS................................................................................................................................ 3 FUNDAMENTO TEORICO.......................................................................................................... 3 Elementos pasivos................................................................................................................... 4 Potencia instantánea................................................................................................................ 5 Resistor puro............................................................................................................................ 7 Inductor puro............................................................................................................................ 8 Capacitor puro........................................................................................................................ 10 Potencia reactiva.................................................................................................................... 12 Potencia aparente..................................................................................................................12 Factor de potencia..................................................................................................................12 Potencia compleja..................................................................................................................15 Problemas por bajo factor de potencia...................................................................................15 Beneficios por corregir el factor de potencia..........................................................................16 Compensación del factor de potencia en un circuito monofásico...........................................16 MEDICION DE LA ENERGIA ELECTRICA............................................................................17 INSTRUMENTOS Y MATERIALES............................................................................................18 PROCEDIMIENTO.................................................................................................................... 20 DATOS...................................................................................................................................... 23 CALCULOS Y RESULTADOS...................................................................................................24 CUESTIONARIO....................................................................................................................... 25 OBSERVACIONES Y RECOMENDACIONES:..........................................................................30 CONCLUSIONES...................................................................................................................... 31 BIBLIOGRAFIA.......................................................................................................................... 32 LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II Página 1 INTRODUCCION Todos los aparatos eléctricos que suministran energía ya sea en forma de luz, calor, sonido, rotación, movimiento, etc. Consumen una cantidad de energía eléctrica equivalente a la entregada directamente de la fuente de electricidad a la cual están conectados. Esta energía consumida se denomina Activa, la cual se registra en los medidores y es facturada al consumidor por las respectivas empresas de suministro eléctrico. Algunos aparatos, debido a su principio de funcionamiento, toman de la fuente de electricidad una cantidad de energía mayor a la que registra el medidor: una parte de esta energía es la ya mencionada energía Activa, y la parte restante no es en realidad consumida siendo entretenida entre el aparato y la red de electricidad. Esta energía entretenida se denomina Reactiva y no es registrada por los medidores del grupo tarifario al cual pertenecen los consorcios. La energía total (formada por la Activa y la Reactiva) que es tomada de la red eléctrica se denomina aparente y es la que finalmente debe ser transportada hasta el punto de consumo. La energía que toman los aparatos de la fuente es de una corriente alterna que tiene que ser convertida a corriente continua, esta conversión provoca un desfasamiento de la corriente y que pierda su forma senoidal originando un factor de potencia bajo. LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II Página 2 calorífica.MEDIDA DE ENERGIA. La potencia instantánea está dada por el producto del voltaje instantáneo por la corriente instantánea. etc. mecánica.). FUNDAMENTO TEORICO En todo circuito eléctrico es de suma importancia determinar la potencia que se genera y que se absorbe. del medidor de energía y del - cosfímetro. Analizar y evaluar la medida de potencia. Todo aparato eléctrico tiene una capacidad para transformar energía eléctrica en otro tipo de energía (Eléctrica. A los efectos de definir si la potencia es entregada ó absorbida por el elemento en estudio. lo cual hace que el cálculo de la potencia asociada sea de suma importancia. Figura Esquemas para determinar el sentido de flujo de potencia en fuentes de tensión LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II Página 3 . de energía. adoptaremos la siguiente convención de acuerdo a los diagramas de la figura. factor de potencia y la - corrección del factor de potencia en un circuito monofásico. Analizar y evaluar la medida de la correcion del factor de potencia en un circuito monofasico. POTENCIA Y CORRECCIÓN DEL FACTOR DE POTENCIA EN CIRCUITOS MONOFÁSICOS OBJETIVOS - Familiarizar al alumno en el uso del vatímetro. El inductor y el capacitor por ser elementos que tienen capacidad de acumular energía en forma de campo magnético y eléctrico. lo que permite que absorban ó entreguen energía durante pequeños lapsos de tiempo.Figura Esquemas para determinar el sentido de flujo de potencia en fuentes de corriente Elementos pasivos El resistor es un elemento que absorbe energía y la transforma en forma irreversible. En la figura se muestra los sentidos del flujo de potencia en los elementos considerados pasivos. Figura Esquemas para determinar el sentido de flujo de potencia en elementos pasivos Potencia instantánea Figura Circuito compuesto por una resistencia y un inductor en serie LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II Página 4 . ó Potencia activa). su valor es cero. corriente y potencia instantáneos. ó sea que P(t )=VI cos ( φ ) (Potencia media. En el gráfico de la figura vemos superpuestos los valores de tensión. para un circuito que presenta características “óhmico-inductivas”. ya que los dos términos siguientes al integrarlos en un período.Si analizamos la potencia instantánea entregada por una fuente de tensión senoidal a un elemento de un circuito. La frecuencia de la potencia instantánea es dos veces la frecuencia de la corriente ó de la tensión. conformado por un resistor y un inductor como se muestra en la figura. LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II Página 5 . el valor de la misma esta dado por: P(t )=V ( t )∗I ( t ) Donde: V (t )=V m sin ( wt ) I ( t )=I m sin ( wt −φ ) P(t ) =V ( t )=V m sin ( wt )∗I (t )=I m sin ( wt −φ ) P( t ) = V m∗I m [ ( 1−cos ( 2 wt ) ) cos ( φ )−sin ( 2 wt ) sin ( φ ) ] 2 De acuerdo a la definición de valores eficaces esta ecuación quedará: P(t ) =VI cos ( φ )−VI cos ( 2 wt ) cos ( φ ) −VI sin ( 2 wt ) sin ( φ ) De la cual podemos analizar lo siguiente: El primer término de la ecuación es constante y representa el valor medio de la función. o sea que la corriente entra por el borne positivo de la impedancia. la tensión tiene signo negativo y la corriente positivo. la tensión tiene signo positivo y la corriente negativo. por lo tanto en este lapso de tiempo la impedancia entrega energía al sistema la cual estaba almacenada en el campo magnético de la bobina (Es el caso que estamos analizando) Entre los instante 1 y 2 tanto la tensión como la corriente tienen signo positivo. por lo tanto en este lapso de tiempo la impedancia entrega energía al sistema. o sea que la corriente entra por el borne positivo de la impedancia. se está extrayendo energía almacenada en el campo magnético de los inductores ó en el campo eléctrico de los capacitores. por lo tanto en este lapso de tiempo la misma absorbe energía del sistema. corriente y potencia en un circuito R-L Vemos que la potencia instantánea. Entre los instantes 2 y 3. que parte de la potencia que entrega la fuente que alimenta el sistema. se absorbe y consume en forma irreversible y parte de ella se acumula en los campos magnéticos ó eléctricos durante ciertos intervalos de LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II Página 6 . puede ser negativa y ello se debe a que siendo la red pasiva. por lo tanto en este lapso de tiempo la misma absorbe energía del sistema. Del análisis de las curvas. Entre los instantes 0 y 1. Entre los instante 3 y 4 tanto la tensión como la corriente tienen signo negativo.Figura Valores instantáneos de tensión. se llega a la conclusión. lo cual nos indica que la corriente está saliendo por el borne positivo de la impedancia. lo cual nos indica que la corriente está saliendo por el borne positivo de la impedancia. oscila en el sistema entre la fuente y los elementos acumuladores. pero tanto la fuente como los conductores que la transportan deben tener la capacidad suficiente para generar y transportar ambas.tiempo. y a continuación esta es devuelta al sistema. sin que la misma se consuma. según se muestra en la figura. En el gráfico de la figura se observan los valores de tensión. Resistor puro Figura Carga resistiva pura En el caso de tener un resistor puro. valor que se utiliza para describir la potencia que se transforma de forma eléctrica a no eléctrica. que en el caso de un resistor. Cada medio período las dos funciones se hacen cero. denominando “P” a la potencia activa. la potencia instantánea toma el siguiente valor: P(t )=P ( 1−cos ( 2 wt ) ) A este valor de potencia se le da el nombre de “Potencia activa instantánea”. Esta energía acumulada en los campos mencionados. simultáneamente. LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II Página 7 . corriente y potencia instantáneos. la tensión y la corriente sobre el mismo están en fase por lo que “ ϕ = 0”. la transformación es a energía térmica. luego. por lo tanto en este lapso de tiempo la misma absorbe energía del sistema. Se observa que la potencia instantánea siempre tiene signo positivo. El valor medio de la potencia está dado por: P=V I R = V2 =I R2∗R watt R Inductor puro En la figura vemos un circuito con una carga inductiva pura.Figura Valores instantáneos de tensión. ya que no se puede extraer potencia de una red puramente resistiva. Entre los instante 1 y 2 tanto la tensión como la corriente tienen signo negativo. o sea que la corriente entra por el borne positivo de la impedancia. o sea que la corriente entra por el borne positivo de la impedancia. corriente y potencia con carga resistiva pura Analicemos que ocurre en la resistencia con la tensión y la corriente: Entre los instante 0 y 1 tanto la tensión como la corriente tienen signo positivo. LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II Página 8 . por lo tanto en este lapso de tiempo la misma absorbe energía del sistema. lo cual nos indica que la corriente está saliendo por el borne positivo de la bobina. por lo tanto en este lapso de tiempo la misma absorbe energía del sistema. LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II Página 9 . si no que la misma oscila entre el circuito y la fuente que lo alimenta. Por lo tanto la potencia instantánea queda como: P(t )=−V I L sin ( 2 wt ) Vemos que la potencia media tiene valor cero. Entre los instante 1 y 2 tanto la tensión como la corriente tienen signo positivo. una de las funciones se hace cero (Tensión ó corriente). lo cual nos indica que la corriente está saliendo por el borne positivo de la bobina. corriente y potencia en un inductor puro Entre los instantes 0 y 1. o sea que la corriente entra por el borne positivo de la bobina.Figura 2. El gráfico de tensión. corriente y potencia instantánea es el de la figura. la tensión tiene signo negativo y la corriente es positiva. la tensión tiene signo positivo y la corriente es negativa. por lo tanto en este cuarto de período la bobina entrega energía al sistema la cual estaba almacenada en su campo magnético. en la cual vemos que cada cuarto de período. ó sea que no hay transformación de energía. Figura Valores instantáneos de tensión. Entre los instantes 2 y 3. por lo tanto en este lapso de tiempo la bobina entrega energía al sistema. la corriente atrasa 90° a la tensión sobre la inductancia. y la acumula en forma de campo magnético.8 Carga inductiva pura Con este tipo de circuito. En la figura vemos los valores instantáneos de tensión. observando que cada medio período una de las funciones (Tensión ó corriente) se hace cero. corriente y potencia. la potencia es positiva. Figura Carga capacitiva pura En este caso la corriente está adelantada 90° a la tensión sobre el capacitor.10. o sea que se almacena en forma de campo magnético en la inductancia y durante el cuarto de período siguiente la potencia es negativa lo cual nos indica que se extrae potencia del campo magnético. o sea que la corriente entra por el borne positivo de la bobina. por lo tanto en este lapso de tiempo la misma absorbe energía del sistema. LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II Página 10 . Entre los instante 3 y 4 tanto la tensión como la corriente tienen signo negativo. con lo que la expresión de la potencia queda: P(t )=V I C sin ( 2 wt ) Vemos que aquí también la potencia media en un período vale cero. Capacitor puro Sea el circuito con una carga capacitiva pura según la figura 2. o sea que la potencia oscila entre la fuente que alimenta el circuito y el campo eléctrico asociado con el capacitor. Se observa que durante un cuarto de período. se denomina “Potencia reactiva”. Entre los instante 1 y 2 tanto la tensión es positiva y la corriente es negativa. Entre los instante 3 y 4 tanto la tensión tiene signo negativo y la corriente es positiva. por lo tanto en este lapso de tiempo el mismo entrega energía al sistema. lo cual nos indica que la corriente está entrando por el borne positivo del capacitor. lo cual nos indica que la corriente está entrando por el borne positivo de la bobina. por lo tanto en este cuarto de período el capacitor absorbe energía almacenándola en su campo eléctrico. por lo tanto en este lapso de tiempo el mismo absorbe energía del sistema. la tensión tiene signo negativo y la corriente es negativa.Figura Valores instantáneos de tensión. cuya expresión para valores instantáneos está dada por: Pr (t )=−VI sin φ sin ( 2 wt ) LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II Página 11 . o sea que la corriente sale por el borne positivo del capacitor. o sea que la corriente sale por el borne positivo del capacitor. Potencia reactiva La potencia asociada a circuitos puramente inductivos ó capacitivos. la tensión tiene signo positivo y la corriente es positiva. Entre los instantes 2 y 3. por lo tanto en este lapso de tiempo el mismo entrega la energía acumulada en su campo eléctrico al sistema. corriente y potencia en un capacitor puro Entre los instantes 0 y 1. pero para poder dimensionar la misma se adopta: Q=VI sin φ Potencia reactiva Tanto la potencia activa “P” como la potencia reactiva “Q”. El coseno de dicho ángulo se denomina “Factor de potencia”. siendo en atraso para un circuito óhmico inductivo o en adelanto de ser óhmico capacitivo. se utiliza para la potencia reactiva el término VAr (Volt Amper reactivo). De acuerdo a lo visto hasta ahora podemos resumir los valores de las potencias: P=VI cos ( φ ) W Q=VI sin ( φ ) Var S=VI VA LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II Página 12 . Aunque la potencia aparente tiene las mismas dimensiones que las potencias activa y reactiva. pero a los efectos de distinguirlas. sino por la “potencia aparente”.Siendo el valor medio en un período de la misma. tienen las mismas dimensiones. para diferenciarla se utiliza para su dimensionamiento el VA (Volt Amper). El mismo define la relación que existe entre la potencia activa y reactiva. que está representada por el producto de los valores eficaces de la tensión y de la corriente: S=VI De aquí surge que la misma corresponde al valor máximo de la potencia activa. Por tal motivo su dimensionamiento no está dado por la potencia activa (Que depende de la diferencia de fase entre la tensión y la corriente). Potencia aparente Todo aparato eléctrico está diseñado para soportar determinados valores de tensión y de corriente. Factor de potencia El ángulo “ϕ” me define el desfasaje entre la tensión y la corriente. igual a cero. esto indica que toda la energía consumida por los aparatos ha sido transformada en trabajo. lo cual permite reducir el tamaño de los conductores alimentadores. el factor de potencia sea lo más cercano a la unidad. siendo esta última la que determina el dimensionamiento de todo aparato eléctrico. El factor de potencia es utilizado para describir la cantidad de energía eléctrica que se ha convertido en trabajo. así como las instalaciones previstas para alimentar dicho consumo. pudiendo ver dicha tendencia en el gráfico de la figura. Siendo que las instalaciones eléctricas trabajan con un valor de tensión constante. surge la conveniencia de que en cualquier instalación eléctrica.tan ( φ )= Q P cos ( φ )= P S Dado que la potencia activa es la que se transforma en otro tipo de potencia que se aprovecha o utiliza. El valor ideal del factor de potencia es 1. ya que en ese caso. podemos ver que si la potencia activa se mantiene constante. LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II Página 13 . llegando a valores muy elevados a medida que el ángulo “ϕ” tiende a 90°. Para un consumo de potencia activa determinada. la corriente varía de acuerdo a: P=VI cos ( φ ) I= P K = U cos ( φ ) cos ( φ ) O sea que el valor de la corriente es inversamente proporcional al factor de potencia. se logra un mejor aprovechamiento de las instalaciones. ya que el valor de la potencia activa se acerca a la potencia aparente. un factor de potencia menor a la unidad significa un mayor consumo de energía necesaria para producir un trabajo útil. Por el contrario. la corriente es menor a mayor factor de potencia. I2) debido a la disminución de la corriente. En las cargas inductivas como los motores y transformadores. la intensidad se encuentra retrasada respecto a la tensión. se tiene un factor de potencia unitario. En este caso se tiene un factor de potencia retrasado. En este caso se tiene un factor de potencia adelantado. la corriente se encuentra adelantada respecto al voltaje. la tensión y la corriente están en fase en este caso. En las cargas capacitivas como los condensadores. En las cargas resistivas como las lámparas incandescentes. S=P+ jQ LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II Página 14 .Figura Variación de la corriente con el ángulo de la carga Cabe mencionar que también se verán reducidas las pérdidas por transmisión debido a la resistencia óhmica propia de los conductores (R. Potencia compleja La potencia aparente la podemos calcular como la suma compleja de la potencia activa (P) y la reactiva (Q). -Incremento de la facturación eléctrica por mayor consumo de corriente. Beneficios por corregir el factor de potencia -Disminución de las pérdidas en conductores. podemos definir la potencia aparente compleja como: S=V I ¿ Producto del fasor tensión por el fasor corriente conjugado. Figura Gráficos de potencia Problemas por bajo factor de potencia -Mayor consumo de corriente. -Reducción de las caídas de tensión. LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II Página 15 . De esta forma los gráficos de potencia para los dos tipos de carga mixta son los de la figura. -Aumento de las pérdidas e incremento de las caídas de tensión en los conductores. generadores y líneas de distribución. -Sobrecarga de transformadores. líneas y generadores. -Aumento de la disponibilidad de potencia de transformadores. -Incremento de la vida útil de las instalaciones -Reducción de los costos por facturación eléctrica.Adoptando la convención de que la potencia reactiva inductiva tiene signo “positivo”. La medición eléctrica es una tarea del proceso de distribución eléctrica y permite calcular el costo de la energía consumida con fines domésticos y comerciales. Figura 2. la demanda base. La medición eléctrica comercial se lleva a cabo mediante el uso de un medidor de consumo eléctrico o contador eléctrico.Compensación del factor de potencia en un circuito monofásico Las cargas inductivas requieren potencia reactiva para su funcionamiento. la demanda pico. Cuando se reduce la potencia reactiva.15 agregado de capacitores a un sistema de cargas MEDICION DE LA ENERGIA ELECTRICA Medición eléctrica es la técnica para determinar el consumo de energía eléctrica en un circuito o servicio eléctrico. la demanda máxima. el factor de potencia y en casos LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II Página 16 . la demanda intermedia. Los parámetros que se miden en una instalación generalmente son el consumo en kilovatios-hora. se mejora el factor de potencia. Esta demanda de potencia reactiva se puede reducir e incluso anular si se colocan condensadores en paralelo con la carga. considerando que la energía eléctrica tiene costos de producción diferentes dependiendo de la región. LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II Página 17 .especiales la aportación de ruido eléctrico o componentes armónicos a la red de la instalación o servicio medido. época del año. La tecnología utilizada en el proceso de medición eléctrica debe permitir determinar el costo de la energía que el usuario consume de acuerdo a las políticas de precio de la empresa distribuidora de energía. horario del consumo y hábitos y necesidades del usuario. INSTRUMENTOS Y MATERIALES Multímetro digital Banco de condensadores de 300V Panel de lámparas incandescentes LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II Pinza amperimétrica Conductores para conexiones Motor monofásico Página 18 . Vatímetro analógico Medidor de energía LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II Cosfímetro analógico Cronometro Página 19 . PROCEDIMIENTO 1 Medir las resistencias de las lámparas. ENERGÍA Y EL FACTOR DE POTENCIA EN UN CIRCUITO R-L. 3 Medir la resistencia interna y la impedancia “Z” del motor monofásico. 1 Se implementó el circuito como lo muestra la figura (sin condensadores). 4 Anotar las especificaciones técnicas que presentan el medidor de energía. 2 Medir las capacidades del banco de condensadores. LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II Página 20 . CASO A: MEDIDA DE LA POTENCIA. “A”. Medir los valores de “V”. cos ∅ y “W” para cada uno de los casos. 2 Verificar la escala de los instrumentos para evitar posibles daños.2 Verificar la escala de los instrumentos para evitar posibles daños. medir los valores “V”. kWh. “A”. “A”. medir los valores de “V”. 5 Conectando solo el motor. “A”. C3 y C2 del banco de condensadores y medir los valores “V”. 4 Desconectar sucesivamente C4. 1 Se implementó el circuito como lo muestra la figura (con el banco de condensadores). Se debe de tener cuidado de que el amperímetro no sobrepase de 5 A. LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II Página 21 . cos ∅ y “W”. kWh. 3 Cerrar el interruptor “S” y alimentar el circuito de la figura regulando la salida del autotransformador a 220 voltios. kWh. CASO B: CORRECCION DEL FACTOR DE POTENCIA EN UN CIRCUITO R-L. 3 Cerrar el interruptor “S” y alimentar el circuito de la figura regulando la salida del autotransformador a 220 voltios. kWh. kWh. “A”. Medir los valores de “V”. cos ∅ y “W”. 4 Desconectando las lámparas una por una del circuito cada 3 minutos. cos ∅ y “W”. Se debe de tener cuidado de que el amperímetro no sobrepase de 5 A. cos ∅ y “W”. 5 Finalmente con C1 y la carga RL medir “V”. “A”. Página 22 . LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II cos ∅ y “W”. kWh. 1 1.6 2.1 410 0.7 460 0.68 220.6 5.1 uF CASO A: Carga Voltaje de entrada (V) Corrien te de entrada (A) Potenci a activa (W) factor de potenci a (fdp) Energía (KWh) 220.88 10.2 1.DATOS Focos: R1=200 ohm R 2=200 ohm R3 =200 ohm Condensadores: C1 =C2=C 3=20.5 2.472 Motor + 3 lámpar as Motor + 2 lámpar as Motor + 1 lámpar as Motor CASO B: Carga Motor + 3 condensad ores Motor + 2 condensad ores Voltaje de entrad a (V) Corrien te de entrad a (A) Potenci a activa (W) factor de potenci a (fdp) Energí a (KWh) 221.16 220.12 220.68 7.9 2 270 0.32 LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II Página 23 .5 2.82 8.08 220.3 390 0.76 13.75 15.7 300 0.98 220 0. 4 Página 24 .Motor + 1 condensad ores 220.5 LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II 510 0.91 14.9 2. 353 162.797787 47 340 407.715 409.611 236 261.4 Motor + 3 lámpara s Motor + 2 lámpara s Motor + 1 lámpara s Motor CASO B Carga Motor + 3 condensad ores Motor + 2 condensad ores Motor + 1 condensad ores V*I*fdp I*I*Req fdp=P/S Energí a 308.424 224.772 504 385.484 247.769 456 300.4788 220.885433 54 430 502.937 5 0.6 0.273 5 0.505 182.621 5 0.434 297.0335 0.923494 79 600 LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II Página 25 .1304 6 0.548 350.CALCULOS Y RESULTADOS CASO A Carga V*I*fdp I*I*Req fdp=P/S Energía 446.3335 0. Previamente calcular el Cos ɸ teórico.CUESTIONARIO 1.62 2 600 0.334 456 0.600 182.479 220.434 297.611 300.93 8 LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II Página 26 .715 409.130 CASO B Carga Motor + 3 condensad ores Motor + 2 condensad ores Motor + 1 condensad ores Energí a fdp=P/ S (teóric o) V*I*fd p I*I*Req 340 0.35 3 162.885 407.798 308. Discutir y mencionar las causas que originan las divergencias en los valores.505 261. Comparar las indicaciones del vatímetro con las expresiones W = IV Cos ɸ.4 0.48 4 247.034 236 0.772 446. W = IR2 y la potencia obtenida con las mediciones realizadas en el medidor de energía. 2. Carga Motor + 3 lámpara s Motor + 2 lámpara s Motor + 1 lámpara s Motor Energía fdp=P/S (teórico ) V*I*fdp I*I*Req 504 0. El fundamento teórico se encuentra a partir de la página 3 como parte del informe.923 502.424 224.769 385.54 8 350. Hacer el fundamento teórico del experimento realizado.27 4 430 0. a escala conveniente. esto es de gran utilidad a las empresas encargadas de suministrar energía eléctrica. Comentar.3. Graficar la potencia leída en el vatímetro en función de la corriente que entrega el generador. POTENCIA VS TIEMPO POTENCIA -1 1 3 5 7 9 11 13 15 TIEMPO Potencia vs tiempo 600 400 potencia 200 0 2 4 6 8 10 12 14 16 tiempo 4. Graficar la potencia leída en el vatímetro en función del tiempo. 5. Mencionar la utilidad que presenta la curva de energía en función del tiempo. A ésta gráfica se le denomina “Diagrama de carga” en un periodo dado (15 minutos). para determinar en qué momento se produce un consumo masivo o un consumo pequeño de energía y regular el suministro. Esta curva es útil para determinar en qué periodos de tiempos es donde se consume mayor energía. De ésta curva experimental calcular la energía consumida por la carga en el tiempo mencionado. LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II Página 27 . 4 2. notamos que a medida que aumenta la corriente aumenta el valor de la potencia. CASO B Potencia activa vs Corriente 600 400 Potencia Activa (W) Potencia activa (W) 200 0 1.CASO A Potencia activa vs Corriente 500 400 300 Potencia activa (W) Potencia Activa (W) 200 100 0 1. En un circuito resistivo puro recorrido por una corriente alterna. ¿Qué influencia tiene el factor de potencia inductivo y capacitivo en el registro de la energía? Comentar El valor del f.5 2 2.d. esto se debe a que hemos añadido condensadores lo que hace que el factor de potencia cambie de valor.p. la intensidad y la tensión están en fase (φ=0). De acuerdo con su definición.8 2 2. LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II Página 28 . 6.8 Corriente (A) Para este caso. viene determinado por el tipo de cargas conectadas en una instalación.9 A es el mínimo valor de potencia diferente al caso anterior. esto es.5 3 Corriente (A) En este caso notamos que para el valor de 2.6 2.2 2. el factor de potencia es adimensional y solamente puede tomar valores entre 0 y 1. además se ha producido un cambio en el sentido del ángulo. en general. Así. CASO A: LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II Página 29 .p. como ya se ha comentado.p. tales como bancos de condensadores o cables enterrados. 8. de una carga. es alto. las compañías suministradoras de electricidad. a pagos adicionales por energía reactiva. mantengan los factores de potencia de sus respectivas cargas dentro de límites especificados. Es por ello que en los casos de grandes variaciones en la composición de la carga es preferible que la corrección se realice por medios automáticos. cualquier tipo de inductancia (tal como las que acompañan a las lámparas fluorescentes) generan potencia inductiva con la intensidad retrasada respecto a la tensión. con los errores absolutos y relativos porcentuales en forma tabulada.d. generan potencia reactiva con la intensidad adelantada respecto a la tensión. especialmente aquellos que utilizan grandes potencias. 7.d. la intensidad y la tensión están en cuadratura (φ=90º) siendo nulo el valor del f. Dar las divergencias de valores teóricos y experimentales. para conseguir una mayor eficiencia de su red. La mejora del factor de potencia debe ser realizada de una forma cuidadosa con objeto de mantenerlo lo más alto posible. observándose desfases.p. entre las formas de onda de la corriente y el voltaje. cuanto más bajo sea el f. Las cargas inductivas. siendo por lo tanto el factor de potencia la unidad. más o menos significativos. se dirá que es un circuito fuertemente resistivo por lo que su f. es bajo. ¿Qué influencia tiene la corrección del factor de potencia en las instalaciones eléctricas industriales? Las pérdidas de energía en las líneas de transporte de energía eléctrica aumentan con el incremento de la intensidad.d. Por otro lado. en un circuito reactivo puro. está cercano a la unidad.cambian de polaridad en el mismo instante en cada ciclo. mientras que si está cercano a cero que es fuertemente reactivo y su f. estando sujetos. En la práctica los circuitos no pueden ser puramente resistivos ni reactivos.d. de lo contrario. Por tanto. Las cargas capacitivas. se requiere más corriente para conseguir la misma cantidad de energía útil. Como se ha comprobado. tales como transformadores.d. si el f. requieren que los usuarios.p.p. motores de inducción y. 308 52.510 30.273 47.48 4 247.62 2 5.034 15.783 8.374 430 407.479 220.715 409.334 11.232 600 502.813 Motor +3 lámpa ras Motor +2 lámpa ras Motor +1 lámpa ras Motor CASO B: Carga Motor + 3 condensad ores Motor + 2 condensad ores Motor + 1 condensad ores Energí a V*I*fd p I*I*Re q Error1= (WW1)/W Error1= (WW2)/W Error1=( W1W2)/W1 340 308.27 4 9.861 22.424 224.54 8 350.475 34.366 18.239 182.168 LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II Página 30 .130 30.4 261.236 42.935 236 300.444 4.831 25.140 15.368 456 385.Carga W=Ene rgía W1=V*I* fdp W2=I*I* Req Error1= (WW1)/W Error1= (WW2)/W Error1=( W1W2)/W1 504 446.243 17.414 39.35 3 162.434 297.93 8 16.600 21.242 41. En el caso B se obtuvo un factor de potencia igual a 1 Como se trabajó con el medidor en un periodo de tiempo muy corto no se - apreció muy bien el cambio de KwH. revisar bien - las indicaciones y diagramas que se muestran en los aparatos. esta operación genera ciertos errores en los cálculos. A medida que la carga disminuye el número de revoluciones también - disminuye. pero si se obtuvo la energía consumida. y por regla de tres hallamos el número de vueltas que dio - en 3 minutos.OBSERVACIONES Y RECOMENDACIONES: - Para determinar el número de revoluciones se tomó el tiempo que demoraba en dar una vuelta. Revisar que los elementos que se van a usar estén en buenas condiciones. Tener cuidado al elegir la escala en los instrumentos de medición. ya que la conexión de un elemento que este fallando puede ocasionar - cortocircuito. en ciertos casos la corriente disminuye en otros aumenta. Tener cuidado con los cables que van al suministro eléctrico. LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II Página 31 . Debido a la escala del vatímetro no se determinó con precisión la potencia que - marcaba. o Incremento de la vida útil de las instalaciones o Reducción de los costos por facturación eléctrica. o Aumento de la disponibilidad de potencia de transformadores. por lo que sólo se contó con la potencia activa. Para el caso A. LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II Página 32 . En el caso B se obtuvo un factor de potencia igual a 1. eso se debe a que la potencia activa disminuye. se hizo la potencia reactiva - igual a 0. mientras que - la activa se mantenía constante. líneas y generadores. o Reducción de las caídas de tensión. Para regular a un motor monofásico se le debe añadir condensadores para - que su fdp sea alto. Beneficios por corregir el factor de potencia: o Disminución de las pérdidas en conductores. a medida que se quitaban las lámparas el fdp iba disminuyendo. esto permite - disminuir la potencia reactiva.CONCLUSIONES - Se concluye que para corregir un factor de potencia bajo es necesario aumentar capacitores para aumentar el factor de potencia. esto quiere decir que el banco de condensadores funcionó correctamente. Schaum. Paginas web: o http://www. Motores electicos. Spiegel. Análisis de circuitos eléctricos.htm o http://es. Rossemberg.tuveras. Circuitos eléctricos II.BIBLIOGRAFIA - Circuitos eléctricos II. Biela Bianchi.wikipedia.org/wiki/Factor_de_potencia LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II Página 33 .com/fdp/fdp.