MEDICION DE POTENCIA EN CIRCUITOS AC

PROGRAMA DE TECNOLOGÍA ELECTRICA - UTP LABORATORIO DE CIRCUITOS - PRÁCTICA 10: MEDICION DE POTENCIA

1. OBJETIVOS • •

Medir la tensión (V), la corriente (I) y la potencia activa (P) en diferentes tipos de carga. Calcular la potencia aparente (S), la potencia reactiva (Q) y el factor de potencia (fp) en diferentes tipos de carga.

2. PREINFORME 2.1. Explicar el funcionamiento de un vatímetro 2.2. Consultar cuáles son los errores que, por conexión, se presentan en un vatímetro, a partir del hecho de que la bobina de corriente no es un cortocircuito perfecto y la de tensión no es un circuito abierto. 2.3. Indagar sobre las formas de conectar un vatímetro análogo y un vatímetro digital 2.4. En la carga mostrada en la Figura 1, hallar la tensión, la corriente, las potencias S, P y Q y el factor de potencia. Figura 1. Circuito resistivo

Vg = 120 V rms, f = 60 Hz

R1: Bombillo de 100 W y 120 V rms

2.4. En la carga mostrada en la Figura 2, hallar la tensión, la corriente, las potencias S, P y Q y el factor de potencia. Figura 2. Circuito inductivo

Vg = 120 V rms, f = 60 Hz L = 300 mH (resistencia interna 15 Ω)

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2.5. En la carga mostrada en la Figura 3, hallar la tensión, la corriente, las potencias S, P y Q y el factor de potencia. Figura 3. Circuito capacitivo

Vg = 120 V rms, f = 60 Hz C = 10 μF ó 12 μF

2.6. En la carga mostrada en la Figura 4, hallar la tensión, la corriente, las potencias S, P y Q y el factor de potencia. Figura 4. Circuito serie RL

Vg = 120 V rms, f = 60 Hz R1: Bombillo de 100 W y 120 V rms L = 300 mH (resistencia interna 15 Ω)

2.7. En la carga mostrada en la Figura 5, hallar la tensión, la corriente, las potencias S, P y Q y el factor de potencia. Figura 5. Circuito serie RC

Vg = 120 V rms, f = 60 Hz R1: Bombillo de 100 W y 120 V rms C = 10 μF ó 12 μF

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2.8. En la carga mostrada en la Figura 6, hallar la tensión, la corriente, las potencias S, P y Q y el factor de potencia. Figura 6. Circuito serie RLC

Vg = 120 V rms, f = 60 Hz R1: Bombillo de 100 W y 120 V rms L = 300 mH (resistencia interna 15 Ω) C = 10 μF ó 12 μF

2.9. En la carga mostrada en la Figura 7, hallar la tensión, la corriente, las potencias S, P y Q y el factor de potencia. Dibujar el triángulo de corrientes. Figura 7. Circuito paralelo RL

Vg = 120 V rms, f = 60 Hz R1: Bombillo de 100 W y 120 V rms L = 300 mH (resistencia interna 15 Ω)

2.10. En la carga mostrada en la Figura 8, hallar la tensión, la corriente, las potencias S, P y Q y el factor de potencia. Dibujar el triángulo de corrientes. Figura 8. Circuito paralelo RC

Vg = 120 V rms, f = 60 Hz R1: Bombillo de 100 W y 120 V rms C = 10 μF ó 12 μF

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2.11. En la carga mostrada en la Figura 9, hallar la tensión, la corriente, las potencias S, P y Q y el factor de potencia. Dibujar el triángulo de corrientes. Figura 9. Circuito paralelo RLC

Vg = 120 V rms, f = 60 Hz R1: Bombillo de 100 W y 120 V rms L = 300 mH (resistencia interna 15 Ω) C = 10 μF ó 12 μF

2.12. Comprobar mediante simulaciones los valores hallados en los numerales anteriores, utilizar los simuladores Circuit Maker, PSpice, Matlab o ATPDraw NOTA: Un circuito impropio se presenta cuando quedan conectados en paralelo una fuente de tensión y una bobina y/o un condensador, en estos casos se debe conectar una resistencia de aproximadamente 1 Ω en serie con la fuente de tensión. 3 PROCEDIMIENTO 3.1. Utilizando la metodología de la práctica número 7 (Manejo del Osciloscopio), determinar los parámetros de la bobina solicitada en el almacén: L, r. 3.2. Medir y calcular las variables eléctricas especificadas en el preinforme (numerales 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 2.10, 2.11 y 2.12). Para cada circuito utilizar el montaje de la Figura 10. Recordar que para evitar la conexión de un circuito impropio se debe conectar una resistencia limitadora R2 = 1 Ω en serie con la fuente de tensión. Figura 10. Circuito a implementar

Vg = 120 V rms, f = 60 Hz V: Voltímetro A: Amperímetro F1: Interruptor termomagnético (1 A)

SUGERENCIA: Para determinar el signo del factor de potencia, se debe medir la corriente en las ramas inductiva y capacitiva; con esta información, es posible deducir fácilmente si el fp está en adelanto ó en retraso. Q = V × I × Sen (θ )

(

)

NOTA: - Para energizar cualquier circuito, se debe tener el visto bueno del profesor o del monitor.

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4. INFORME 4.1 Definir y establecer claramente las diferentes partes de la práctica (Objetivos, procedimiento, resultados, análisis, conclusiones, materiales y equipos utilizados) según las normas de presentación de trabajos escritos, ICONTEC NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 1486. 4.2. Para cada medición realizada en la práctica, se deben anotar los resultados en una tabla y hallar el porcentaje de error entre los valores teóricos y los experimentales. Valor Teórico

Valor Simulado

Error =

Valor Experimental

Error (%)

ValorTeorico − ValorExperimental × 100% ValorTeorico

5. BIBLIOGRAFÍA [1] DORF, Richard C, Circuitos Eléctricos [2] EDMINISTER, Joseph; NAHVI, Mahmood, Circuitos Eléctricos [3] HAYT, William y KEMMERLY, Jack E. Análisis de circuitos en Ingeniería [4] IRWIN, J David, Análisis básico de circuitos en Ingeniería [5] JOHNSON, David E, et al. Análisis básico de Circuitos Eléctricos

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