MEDICION DE POTENCIA EN CIRCUITOS ELECTRICOS A) OBJETIVOS
Analizar y verificar en forma experimental la potencia consumida en una carga, tanto en forma directa (Ratímetro), como en forma indirecta (voltímetro – (voltímetro – amperímetro)
B) INTRODUCCION
Otro concepto importante, relacionado con los circuitos eléctricos, es la potencia, P. EN corriente continua se calcula como el producto de V, el voltaje, o diferencia de potencial a través de la resistencia, y la corriente, I, que circula por ella. Es dec ir, P = V.I La unidad de potencia en el sistema internacional, SI, es el vatio, abreviado W. La potencia de una resistencia nos dice cuanto calor es capaz de disipar por unidad de tiempo. Si el producto VI de una resistencia en un circuito tiene un valor superior al de su potencia se sobrecalentará y quemará, quedando inutilizada. La unidad de voltaje en el SI es el voltio, abraviado, V; y de la corriente, el amperio, abreviado, A. De acuerdo con la expresión para calcular la potencia vemos que 1W = (1V) (1 A)
Donde: V es la caída de potencia en esa parte del circuito. Otra forma de expresarla puesto que V = R.I,
Otra forma de expresarla puesto que I = V/R,
Como abreviatura del vatio se usa la letra l etra W. En corriente alterna existen otros elementos pasivos tales como las inductancias y las capacitancias que van a consumir otro tipo de potencia que se llama Potencia Reactiva. La potencia que consumen las resistencias en corriente alterna se le llama Potencia Activa, ambas potencias dan lugar a la existencia de la potencia Aparente. La potencia activa en corriente alterna es igual a :
1
C) EQUIPO Y MATERIAL:
Voltímetro.. V
Amperímetro… A
Multitester.. V/A
Portalámparas
(3) resistencias
Herramientas para electricista
Conductores de conexión
Fuente de tensión 120V
D) ESQUEMA:
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E) PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Instalar el equipo como muestra el esquema (Figura 1). Alimentar el circuito con una fuente de C.A. a 120v, 220Hz. Medir la tensión en cada resistencia r1,r2,r3 Medir la la corriente total del circuito. Desconectar la fuente y medir la resistencia volver a medir las resistencias La resistencia R1, R2 y R3 serán 20,25 y 30 para el primer circuito. La resistencia R1, R2 y R3 serán 25,30 y 35 para el segundo circuito. La resistencia R1, R2 y R3 serán 30,35 y 40 para el primer circuito.
TABLA 1 LECTURA 1
VOLTAJE (V) 120
INTENSIDAD (A) 1.6
RESISTENCIA (R1) 30
RESISTENCIA (R2) 35
RESISTENCIA (R3) 40
VOLTAJE (R1) 33.8
VOLTAJE (R2) 39.8
VOLTAJE (R3) 45.9
2 3
120 120
0.010 0.013
25 20
30 25
35 30
32.3 48.2
39.81 30
46.8 31.8
w 137.5
P=VI
P1
P2
P3
∑
P1
P2
P3
∑
138
39.675
46.2875
52.9
138.8625
38.0813333
45.2582857
52.67025
136.009869
160
159.6
44.2225
53.067
61.9115
159.201
41.7316
52.82787
62.5782857
157.137756
195
192
51.2
64
76.8
192
116.162
36
33.708
185.87
CUESTIONARIO 1. Calcule los valores de Potencia de cada resistencia.
Para calcular los valores de cada potencia (p), se utilizo la siguiente formula:
En donde : R= Resistencia P= Potencia I = Intensidad
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También se utilizo la siguiente formula:
() En donde : R= Resistencia P= Potencia V = Voltaje Las potencias obtenidas se coloco en la siguiente tabla:
w
137.5
P=VI
P1
P2
P3
∑
P1
P2
∑
P3
138
39.675
46.2875
52.9
138.8625
38.0813333
45.2582857
52.67025
136.009869
160
159.6
44.2225
53.067
61.9115
159.201
41.7316
52.82787
62.5782857
157.137756
195
192
51.2
64
76.8
192
116.162
36
33.708
185.87
PARA HALLAR W El resultado obtenido se multiplica x 5 w 27.5 32 39
137.5 160 195
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Explicar el funcionamiento del vatímetro
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 fijas, llamadas «bobinas de corriente», y una bobina móvil llamada «bobina de potencial».
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Las bobinas fijas 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 que se mueve sobre una escala para indicar la potencia medida. Una corriente que circule por las bobinas fijas genera un campo electromagnético cuya potencia es proporcional a la corriente y está en fase con ella. La bobina móvil tiene, por regla general, una resistencia grande conectada en serie para reducir la corriente que circula por ella.
3
Qué importancia tienen los asteriscos en estos instrumentos?
4
Apartir de los datos experimentales de V e I, hallar la potencia suministrada a las cargas indicadas.
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Que potencias eléctricas existen en corriente alterna?
Potencia fluctuante Al ser la potencia fluctuante de forma senoidal, su valor medio será cero. Para entender mejor qué es la potencia fluctuante, imaginemos un circuito que sólo tuviera una potencia de este tipo. Ello sólo es posible si φ = π / 2, quedando
caso que corresponde a un circuito inductivo puro o capacitivo puro. Por lo tanto la potencia fluctuante es debida a un solenoide o a un condensador.Tales elementos no consumen energía sino que la almacenan en forma de campo magnético y campo eléctrico.
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Potencia aparente
Figura 2.- Relación entre potencia activa, aparente y re activa.
La potencia compleja (cuya magnitud se conoce como potencia aparente) de un circuito eléctrico de corriente alterna, es la suma (vectorial) de la potencia que disipa dicho circuito y se transforma en calor o trabajo(conocida como potencia promedio, activa o real) y la potencia utilizada para la formación de los campos eléctrico y magnético de sus componentes que fluctuará entre estos componentes y la fuente de energía (conocida como potencia reactiva).
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Esta potencia no es la realmente "útil", salvo cuando el factor de potencia es la unidad (cos φ=1), y señala que la red de alimentación de un circuito no sólo ha de satisfacer la energía consumida por los elementos resistivos, sino que también ha de contarse con la que van a "almacenar" las bobinas y condensadores. Se la designa con la letra S y se mide en voltiamperios (VA) (la potencia activa se mide en vatios (W), y la reactiva se mide en voltiamperios reactivos (VAR)
La fórmula de la potencia aparente es:
Potencia activa Es la potencia que representa la capacidad de un circuito para realizar un proceso de transformación de la energía eléctrica en trabajo. Los diferentes dispositivos eléctricos existentes convierten la energía eléctrica en otras formas de energía tales como: mecánica, lumínica, térmica, química, etc. Esta potencia es, por lo tanto, la realmente consumida por los circuitos. Cuando se habla de demanda eléctrica, es esta potencia la que se utiliza para determinar dicha demanda.
Se designa con la letra P y se mide en vatios (W). De acuerdo con su expresión, la ley de Ohm y el triángulo de impedancias:
Resultado que indica que la potencia activa es debida a los elementos resistivos.
Potencia reactiva
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Esta potencia no tiene tampoco el carácter realmente de ser consumida y sólo aparecerá cuando existan bobinas o condensadores en los circuitos. La potencia reactiva tiene un valor medio nulo, por lo que no produce trabajo necesario. Por ello que se dice que es una potencia desvatada (no produce vatios), se mide en voltiamperios reactivos (VAR) y se designa con la letra Q.
A partir de su expresión,
Lo que reafirma en que esta potencia es debida únicamente a los elementos reactivos.
Potencia trifásica
La representación matemática de la potencia activa en un sistema trifásico equilibrado está dada por la ecuación:
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Qué tipo de potencia eléctrica consumen las inductancias en corriente alterna? Potencia Reactiva
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7
En forma tabulada dar la divergencia de valores (errores absolutos y relativos) existentes entre los valores que registra directamente el ratímetro y las potencias halladas según fórmula, adjuntar un ejemplo de cálculo.
w 137.5
∑
P=VI
∑
error absoluto
138
138.8625
136.009869
-0.5
160
159.6
159.201
157.137756
195
192
192
185.87
error relativo 1.490131
0.4
1.3625 0.799
- 1.08373164 0.36363636 0.00990909 2.862244 0.25 0.00499375 1.7889025
3
3
9.13
1.53846154
0.01538462
4.68205128
F) CONCLUSIONES
Se tubo un margen de error absoluto de 4 y un error relativo de 2%
Se Analizo y verifico en forma experimental la potencia consumida en una carga, tanto en forma directa (Ratímetro), como en forma indirecta (voltímetro – amperímetro) La medida de vatímetro es mas precisa, porque mide amperio y voltaje a la vez, en cambio utilizando el amperímetro y el voltaje separados, nos da una medida parecida a la de vatímetro generando un porcentaje de error.
Existen diferentes tipos de potencia : en corriente continua y corriente alter na.
Una de las posibles causas del error en la toma de los datos fue el humano, ya que no todos sabíamos con precisión el manejo de dicho equipo de laboratorio.
G) BIBLIOGRAFIA
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o
FISICA FUNDAMENTAL. Lopez Morales.
o
http://es.wikipedia.org/wiki/potencia_electrica
o
http://www.asifunciona.com/electrotecnia/potencia_electrica
