UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍA FACULTAD ACULTAD DE CIENCIAS CIENC IAS E INGENIERÍAS INGENIER ÍAS FÍSICAS Y FORMALES SESION 07: POTENCIA ELECTRICA EN LOS CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA
I. MARCO TEÓRICO: En cir circuit cuitos os AC se pres presen enta ta la sigu siguie ient nte e situ situac ació ión, n, en una una resistencia el voltaje y la corriente siempre están en fase y la resistencia siempre es pasiva, todo el tiempo la energía eléctrica se convierte en calor; los condensadores y las bobinas almacenan energía y producen un ángulo de fase de 9! entre la corriente y el volt voltaj aje e por por lo "ue "ue por por peri period odos os son son acti activo vos s y peri period odos os son son pasivos, signi#ca "ue estos elementos devuelven energía $acia los generadores; en un circuito AC en general se consideran tres tipos de potencia%
Pote Potenc nci i ! !" "en ente te #S$: #S$: corre correspo sponde nde a la potenc potencia ia total total "ue envía la fuente al circuito de carga, es la suma vectorial de las potenc potencias ias activa activa y react reactiva iva,, seg&n seg&n se muestr muestra a en la siguie siguiente nte #gura' (e representa por ( y se mide en voltiamperios )*A+' ara una una tens tensió ión n dada dada la poten potenci cia a apar aparen ente te es prop propor orci cion onal al a la intensidad "ue circula por la instalación eléctrica%
Potenc Potenci i cti% cti% #P$: corresponde a la potencia "ue realmente utiliutili-a a el circui circuito, to, repr represen esenta ta la capaci capacidad dad de una instal instalaci ación ón eléctrica para
transformar la energía eléctrica en trabajo &til% mecánica )movimiento o fuer-a+, lumínica, térmica, "uímica, etc' Esta potencia es realmente la consumida en una instalación eléctrica' (e representa por y se mide en vatios ).+'%
/onde es el ángulo de fase entre el voltaje y la corriente, al 0cos 1 se le llama el factor de potencia'
Potenci "ecti% #&$: 2a potencia reactiva )y la energía reactiva+ no es una potencia )energía+ realmente consumida en la instalación, ya "ue no produce trabajo &til debido a "ue su valor medio es nulo' Aparece en una instalación eléctrica en la "ue e3isten bobinas o condensadores, y es necesaria para crear campos magnéticos y eléctricos en dic$os componentes' (e representa por 4 y se mide en voltiamperios reactivos )*Ar+' %
II. ELEMENTOS A UTILI'AR 5 5 5 5 5 5 5
6 variac monofásico 7 resistencia variable 588 o$mios 6 ultimetro digitales 6 amperímetro analógico 6 vatímetro electrodinámico 567 v, :A 6 vatímetro digital : condensadores, Conductores de cone3ión
' ACTIVIDADES a+ Armar el circuito de la siguiente #gura%
b+ voltios' c+ *ariando la resistencia <6 desde su má3imo valor de >> o$mios $asta 7 o$mios como mínimo, y para diferentes capacitores en el circuito, no deberá de circular ()* +e ,.7A en el circuito, registrar los valores *6, *7, A, . del circuito para > valores de <6 y C'
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IV.
CUESTIONARIO /.
E!6ic" e6 !"inci!io +e 8ncion(iento +e6 %t9(et"o. El vatímetro es un instrumento electrodinámico para medir la potencia eléctrica o la tasa de suministro de energía eléctrica de un circuito eléctrico dado' El dispositivo consiste en un par de bobinas #jas, llamadas bobinas de corrienteD, y una bobina móvil llamada bobina de potencialD' 2as bobinas #jas se conectan en serie con el circuito, mientras la móvil se conecta en paralelo' Además, en los vatímetros analógicos la bobina móvil tiene una aguja "ue se mueve sobre una escala para indicar la potencia medida' na corriente "ue circule por las bobinas #jas genera un campo electromagnético cuya potencia es proporcional a la corriente y está en fase con ella' 2a bobina móvil tiene, por regla general, una resistencia grande conectada en serie para reducir la corriente "ue circula por ella'
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&; e* 6 !otenci e6;ct"ic cti%< 2a 0potencia activa1 representa en realidad la 0potencia &til1, o sea, la energía "ue realmente se aprovec$a cuando se pone a funcionar un e"uipo eléctrico y reali-a un trabajo' or ejemplo, la energía "ue entrega el eje de un motor cuando pone en movimiento un mecanismo o ma"uinaria, etc'
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&; e* 6 !otenci e6;ct"ic "ecti%< 2a potencia reactiva es la "ue consumen los motores, transformadores y todos los dispositivos o aparatos eléctricos "ue poseen alg&n tipo de bobina o enrollado para crear un campo electromagnético' Esas bobinas o enrollados "ue forman parte del circuito eléctrico de
esos aparatos o e"uipos constituyen cargas para el sistema eléctrico "ue consumen tanto potencia activa como potencia reactiva y de su e#ciencia de trabajo depende el factor de potencia'
>.
&; e* 6 !otenci e6;ct"ic !"ente< 2a potencia aparente o potencia total es la suma de la potencia activa y la reactiva' Estas dos potencias representan la potencia "ue se toma de la red de distribución eléctrica, "ue es igual a toda la potencia "ue entregan los generadores en las plantas eléctricas' Estas potencias se transmiten a través de las líneas o cables de distribución para $acerla llegar $asta los consumidores'
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C?(o *e conect e6 %t9(et"o< Di@e e6 e*Be(.
. &; in*t"(ento* no* !e"(iten encont"" 6 !otenci e6;ct"ic "ecti% Be con*(e n ci"cito< El varimetro
7. &; in*t"(ento* no* !e"(iten encont"" 6 !otenci e6;ct"ic !"ente Be con*(e n ci"cito< El voltímetro y amperímetro, luego se multiplica los voltios y amperios para $allar ()*A+
. Di@" e6 +i"( 8*o"i6 co""e*!on+iente 6 ci"cito "(+o.
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V.
OSERVACIONES Y CONCLUSIONES: OSERVACIONES •
•
2os valores de la potencia reactiva tiene menos variación entre los valores teóricos y e3perimentales El porcentaje de error de G oscila entre 8 y >F
'F '@?F
•
•
•
2a potencia activa presenta una mayor variación entre sus valores teóricos y e3perimentales' El cosG no es 6 en todos los casos, en algunos llega a '8> ientras más bajo sea el factor de potencia, mayor será la potencia reactiva consumida
CONCLUSIONES •
•
•
2a potencia aparente de un circuito eléctrico de corriente alterna, es la suma de la energía "ue disipa dic$o circuito en cierto tiempo en forma de calor o trabajo' 2a potencia es la "ue representa la capacidad de un circuito para reali-ar un proceso de transformación de la energía eléctrica en trabajo'
El vatímetro digital es más preciso "ue un vatímetro analógico, pues en el analógico, e3iste un error de medición "ue depende de la persona "ue observa el valor marcado por la aguja del vatímetro
•
2a forma de trabajo de un vatímetro analógico es $ori-ontal, no se puede medir potencia con el vatímetro parado, se cometería un error'
•
Es
importante
saber "ue
potencia circula por
un
elemento, pues si esta es más de la "ue puede soportar el componente, se "uema'
VI.
ILIOGRAFIA:
Htt!:44111.*i8ncion.co(4"e*!e*t*4"e*!e*t,4 "e*!e*t*,.Ht( Htt!:44e*.1ii!e+i.o"41ii4Potencie6 KC=KAct"icPotenciRecti%In+cti% Htt!:44tecno6oi.1ii.co(41ii4VtKC=KAD(et"o
