Reporte de practica-Potencia (Reparado).doc

7/24/2019 Reporte de practica-Potencia (Reparado).doc

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INSTITUTO TECNOLOGICO DE LEN

INGENIERIA ELECTROMECNICA

TEMA: FACTOR DE POTENCIA

ANLISIS DE CIRCUITOS EN C.A

PROFESOR.

ING. HERNANDEZ IBARRA JESUS

ALUMNOS

RODRIGUEZ HERNANDEZ CARLOS ALBERTO

ROBLEDO PREZ JORGE ALBERTO

HERNANDEZ JARAMILLO ANGEL

MARTNEZ AGUILAR ALDO

21/Oc!"#$/2%1& L$'( G).

Introduccin


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La potencia elctrica es la relacin de paso de energa de un flujo por unidad detiempo; es decir, la cantidad de energa entregada o absorbida por un elemento enun tiempo determinado. Todos los aparatos elctricos que suministran energa yasea en forma de luz, calor, sonido, rotacin, etc. Consumen una cantidad de

energa elctrica equialente a la entregada directamente de la fuente deelectricidad a la cual est!n conectados. "sta energa consumida se denominaactia, la cual se registra en los medidores y es facturada al consumidor por lasempresas suministradoras de energa elctrica #C$"%. &lgunos aparatos, debido asu principio de funcionamiento, toman de la fuente de electricidad una cantidad deenerga mayor a la que registra el medidor, realmente no es potencia ya que noproduce un trabajo 'til, sin embargo los dispositios que poseen un enrollado dealambre de cobre requieren este tipo de potencia para su ptimo funcionamientosiendo necesaria para crear campos magnticos y elctricos en dic(os

componentes. La energa total #formada por la actia y la reactia% que es tomadade la red elctrica se denomina aparente y es la que finalmente debe sertransportada (asta el punto de consumo. La relacin que e)isten entre estas trespotencias se representa por un tri!ngulo, donde la potencia aparente es la sumade la potencia actia y reactia comprendida por la (ipotenusa, el !ngulo formadoentre la potencia actica y aparente se denomina factor de potencia la culpable demedir la eficiencia en una instalacin elctrica. "l cateto opuesto al !ngulocomprende la potencia reactia mientras que el cateto adyacente se refiere a lapotencia actia. *i la instalacin es puramente inductia el factor de potencia esigual a + esto debido a que el !ngulo de desfase entre el oltaje y la corriente es

de +- si obtenemos el coseno de ese !ngulo ser! igual a cero; no obstante enuna instalacin puramente resistia el factor de potencia es igual a debido a queel !ngulo de desfase entre el oltaje y la corriente es igual a cero grados,comprobando el coseno de + es igual a . "n una instalacin conencional esimposible encontrar un factor de potencia igual a la unidad debido a la demandade energa reactia por parte de los aparatos electrodomsticos por lo que sucarga inductia impide un factor de potencia igual a la unidad."n la realizacin de esta pr!ctica se comprender! de forma tangible los conceptosde potencia aparente, actia y reactia, utilizando los aparatos de medicin comolo es el atmetro, multmetro digital y ampermetro se medir! su magnitud

elctrica apoyados de las matem!ticas determinaremos la potencia actia,aparente as como su factor de potencia que nos ayudar! a afirmar lacaracterstica del circuito.

M*#c) T$'#+c)


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La energa utilizada para realizar un trabajo cualquiera, se mide en joule yse representa con la letra J. P!"#$I% "L&$!'I$% Potencia es la(elocidad a la que seconsume la energa. )i laenerga *uese un lquido,

la potencia sera los litrospor segundo que (ierte eldepsito que lo contiene.La potencia se mide en

joule por segundo +Jseg-y se representa con laletra P. n Jsegequi(ale a / 0att +1-, portanto, cuando se consume +2- +inducti(a- 3 Potencia aparente +)-+total-

Potencia acti(a4"s la potencia en que en el proceso de transformacin de laenerga elctrica se aproec(a como trabajo, los diferentes dispositios elctricose)istentes conierten la energa elctrica en otras formas de energa tales como/mec!nica, lumnica, trmica, qumica, etc. 0"st! dada por un numero real1

0La intensidad y la tensin en una resistencia por ejemplo un calefactor, conectadaen un circuito de corriente alterna tienen la misma fase. Las cura de potenciaactia es siempre positia.


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Los m'ltiplos m!s utilizados del 2att son/ el 3ilo2att #51% y el mega2att #61% ylos subm'ltiplos, el mili2att #m1% y el micro2att #1%. La frmula matem!tica para(allar la potencia actia que consume un equipo elctrico cualquiera cuando seencuentra conectado a un circuito monof!sico de corriente alterna es la siguiente/

7e donde44 P5 6otencia de consumo elctrico, e)presada en 2att #1%4 I57ntensidad de la corriente que fluye por el circuito, en ampere #%%4 $os5 8alor delfactor de potencia o coseno de 0fi1 #"n los dispositios que poseen solamentecarga resistia, el factor de potencia es siempre igual a 01, mientras que en losque poseen carga inductia ese alor ser! siempre menor de 01%.

"J"6PL4*i queremos conocer la potencia que desarrolla un motor elctrico

monof!sico, cuyo consumo de corriente es de +,9 ampere #&%, posee un factor depotencia o Cos 5 +,: y est! conectado a una red elctrica de corriente alternatambin monof!sica, de + olt #8%, sustituyendo estos alores en la frmulaanterior tendremos/P 8 99: ; /:,< ; :,=> 8 9/=>,


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7e donde4

25 8alor de la carga reactia o inductia, en oltEampere reactio #A%'%.

)5 8alor de la potencia aparente o total, e)presada en oltEampere #A%%

P5 8alor de la potencia actia o resistia, e)presada en 2att

#1%6otencia &parente/ 0una parte de la cura de potencia es negatia. "neste punto se cede potencia al generador1.F9G

6otencia &parente/ La potencia aparente #)%, llamada tambin Dpotencia totalD, esel resultado de la suma geomtrica de las potencias actia y reactia. "stapotencia es la que realmente suministra una planta elctrica cuando se encuentrafuncionando al aco, es decir, sin ning'n tipo de carga conectada, mientras que lapotencia que consumen las cargas conectadas al circuito elctrico es potenciaactia #P%. Tambin se podra representar como la suma ectorial de la potencia

actia y la reactia. La potencia aparente se representa con la letra )y suunidad de medida es el oltEampere #A%%. La frmula matem!tica para (allar elalor de este tipo de potencia es la siguiente/
http://potenciaelectrica.wikispaces.com/4+Potencia+Activa+-+Reactiva+-+Aparente#_ftn4http://potenciaelectrica.wikispaces.com/4+Potencia+Activa+-+Reactiva+-+Aparente#_ftn4http://potenciaelectrica.wikispaces.com/4+Potencia+Activa+-+Reactiva+-+Aparente#_ftn4


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7e donde4

)5 6otencia aparente o total, e)presada en oltEampere #A%%

A5 8oltaje de la corriente, e)presado en olt

I5 7ntensidad de la corriente elctrica, e)presada en ampere #%%

La potencia actia, por ejemplo, es la que proporciona realmente el eje de unmotor elctrico cuando le est! transmitiendo su fuerza a otro dispositio mec!nicopara (acerlo funcionar. Hidamos en ese caso con un oltmetro la tensin o oltaje#8% que llega (asta los bornes del motor y seguidamente, por medio de unampermetro, la intensidad de corriente en ampere #&% que fluye por el circuitoelctrico de ese motor. & continuacin multipliquemos las cifras de los dos alores

obtenidos y el resultado de la operacin ser! el alor de la potencia aparente #*%,e)presada en oltEampere #8&% que desarrolla dic(o motor y no precisamente supotencia actia #6% en 2att #>%.La cifra que se obtiene de la operacionesmatem!tica de (allar el alor de la potencia aparente #*% que desarrolla undispositio ser! siempre superior a la potencia actia #6%, porque al realizar laoperacin matem!tica no se est! tomando en cuenta el alor del factor depotencia o coseno de fi.

I"*JH"K " "CJ&C7MK"*

7$"I"KC7& "KTI" 6MT"KC7& &CT78& B 6MT"KC7& I"&CT78& 0")iste undiferencial fundamental entre la potencia actia y potencia reactia, y quiz! lo m!simportante que (ay que recordar es que una no puede ser conertida en la otra.Las potencias actias y reactias funcionan independientemente una de la otra,por lo que se pueden tratar como cantidades distintas en circuitos elctricos.

&mbas imponen una carga en la lnea de transmisin que las transporta, peromientras que la potencia actia produce con el tiempo un resultado tangible #calor,

potencia mec!nica, luz, etc%, la potencia reactia solo representa potencia queoscila de un lado a otro. 4 la potencia actia #P% y la potencia aparente #)%, es decir,potencia real de trabajo y la potencia total consumida por la carga o el consumidorconectado a un circuito elctrico de corriente alterna.Todos los dispositiosinductios como imanes, transformadores, balastros y motores de induccin,absorben potencia reactia porque un componente de la corriente que absorbense retrasa +- con respecto al oltaje. La potencia reactia desempeNa un papelmuy importante porque produce el campo magntico de ca en estos


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dispositios. Jn edificio, un centro comercial o una ciudad pueden serconsiderados como una enorme carga actiaOreactia conectada a un sistema desuministro elctrico. Tales centro de carga contienen miles de motores deinduccin y otros dispositios electromagnticos que absorben tanto potenciareactia #para mantener sus campos magnticos% como actia #para realizar el

trabajo 'til.% 1

"n lneas generales la potencia elctrica se define como la capacidad que tiene unaparato elctrico para realizar un trabajo o la cantidad de trabajo que el mismo

realiza en unidad de tiempo. *u unidad de medida es el 2att #>%. *us m'ltiplosm!s empleados son el 3ilo2att #3>% y el mega 2att #H>%, mientras el subm'ltiplocorresponde al mili 2att #m>%. *in embargo, en los equipos que funcionan concorriente alterna y basados en el electromagnetismo, como los motores y lostransformadores, por ejemplo, coe)isten tres tipos diferentes de potencia/ P6otencia actia P 6otencia reactia P 6otencia aparente Tri!ngulo de potencias que

forman la potencia actia, lapotencia reactia y lapotencia aparente.

"l !ngulo que se apreciaentre la potencia aparente yla actia se denominacoseno de DfiD o Dfactor depotenciaD y lo crea lapotencia reactia. & mayorpotencia reactia, mayorser! ese !ngulo y menoseficiente ser! el equipo al

que le corresponda.6otencia actia La denominada 0potencia actia1 representa en realidad la0potencia 'til1, o sea, la energa que realmente se aproec(a cuando ponemos afuncionar un equipo elctrico y realiza un trabajo. 6or ejemplo, la energa queentrega el eje de un motor cuando pone en moimiento un mecanismo omaquinaria, la del calor que proporciona la resistencia de un calentador elctrico,la luz que proporciona una l!mpara, etc. 6or otra parte, la 0potencia actia1 es


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realmente la 0potencia contratada1 en la empresa elctrica y que nos llega a lacasa, la f!brica, la oficina o cualquier otro lugar donde se necesite a tras de lared de distribucin de corriente alterna. La potencia consumida por todos losaparatos elctricos que utilizamos normalmente, la registran los contadores omedidores de electricidad que instala dic(a empresa para cobrar el total de la

energa elctrica consumida cada mes. 4 6otencia reactia La potencia reactia esla consumen los motores, transformadores y todos los dispositios o aparatoselctricos que poseen alg'n tipo de bobina o enrollado para crear un campoelectromagntico. "sas bobinas o enrollados que forman parte del circuitoelctrico de esos aparatos o equipos constituyen cargas para el sistema elctricoque consumen tanto potencia actia como potencia reactia y de su eficiencia detrabajo depende el factor de potencia. Hientras m!s bajo sea el factor de potencia,mayor ser! la potencia reactia consumida. &dem!s, esta potencia reactia noproduce ning'n trabajo 'til y perjudica la transmisin de la energa a tras de las

lneas de distribucin elctrica. La unidad de medida de la potencia reactia es el8&I y su m'ltiplo es el 38&I #3ilooltEamperEreactio%. 4 6otencia aparente Lapotencia aparente o potencia total es la suma de la potencia actia y la reactia."stas dos potencias representan la potencia que se toma de la red de distribucinelctrica, que es igual a toda la potencia que entregan los generadores en lasplantas elctricas.

Bactor de potencia

*e define factor de potencia #$..6% de un circuitode corriente alterna, como larelacin entre la potencia actia,6, y la potencia aparente, da una medida de la

capacidad de una carga de absorber potencia actia. 6or esta razn, f.d.p 5 encargas puramente resistias; y en elementos inductios y capacitios ideales sinresistencia f.d.p 5 +.

*e define el factor de potencia como/

onde Q es el !ngulo entre la potencia actia 6 y el alor absoluto de la

aparente *.
https://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_el%C3%A9ctricohttps://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alternahttps://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_el%C3%A9ctrica#Potencia_activahttps://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_el%C3%A9ctrica#Potencia_aparentehttps://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_el%C3%A9ctricohttps://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alternahttps://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_el%C3%A9ctrica#Potencia_activahttps://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_el%C3%A9ctrica#Potencia_aparente


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1att metro. "s un instrumento de medicin elctrico que mide la potenciaelctrica, este est! constituido por un oltmetro y un ampermetro ya querelacionados estos con la siguiente frmula nos da como resultado la potencia. 8&5 >

$oneCin

Las bobinas fijas se conectan en serie con el circuito, mientras la mil se conectaen paralelo. &dem!s, en los >att metro analgico la bobina mil tiene una agujaque se muee sobre una escala para indicar la potencia medida. Jna corrienteque circule por las bobinas fijas genera un campo electromagntico cuya potenciaes proporcional a la corriente y est! en fase con ella.La bobina mil tiene, porregla general, una resistencia grande conectada en serie para reducir la corrienteque circula por ella. "l resultado de esta disposicin es que en un circuito decorriente continua, la defle)in de la aguja es proporcional tanto a la corriente

como al oltaje, conforme a la ecuacin >58& o 65"7

"n un circuito de corriente alterna ladefle)in es proporcional al productoinstant!neo medio del oltaje y lacorriente, midiendo pues la potencia realy posiblemente #dependiendo de lascaractersticas de carga% mostrando unalectura diferente a la obtenidamultiplicando simplemente las lecturas

arrojadas por un oltmetro y unampermetro independientes en el mismocircuito.

6ateriales4

Hotor "lctrico C.&.

$ocos incandescentes.

metro cable + &>@.

Claija.

*oc3etRs &mpermetro de ganc(o.

Hultmetro igital.

8atmetro

6inzas de punta

Cinta de aislar.


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7K*T7TJTM T"CKMLS@7CM " L"SK7K@"K7"I7& "L"CTIMH"CK7C&&KL7*7* " C7ICJ7TM* "K C.&

T&LL"I " H"T&LEH"CK7C&

7ocente4 7ng. Uern!ndez 7barra Ves's

'ealiz4 "quipo W

7")%''LL 7" L% P'D$!I$%

% E Paso /*e clasifica ordenadamente la (erramienta y el

material que serir! de apoyo en el desarrollo dela pr!ctica. #$ig. &%

Paso 9

Conectar los focos incandescentes en paraleloeitando que se (aga contacto entre amboscables. #$ig. ?%

$ 7 Paso FHedir la intensidad de corriente entrante quecircula por foco, as como la corriente que fluye en

cada una de las ramas. #$ig. C%

Paso , siendo este el alorde potencia actia consumida por el motor elctrico. "l factor de potencia es elcociente entre lapotencia activay lapotencia aparente/

"l circuito es puramente inductio, es decir la reactancia es mayor a la resistenciadel motor, no obstante en los datos tcnicos del elemento su factor de potencia esdistinto al calculado como consecuencia del mal uso que (a tenido el motor a lolargo del tiempo proocando que este ya no funcione correctamente es por elloque el dato calculado y el especificado es distinto.

/.GG A%


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6or 'ltimo, procedimos a conectar todas las cargas en paralelos paraposteriormente obserar su comportamiento. *e repite el mismo procedimiento demedicin (ec(a por los anteriores circuitos por lo que los resultados arrojados sonlos siguientes/

85X8

75Y.< &

"l producto entre 8oltaje e intensidad es igual a lapotencia aparente/

La medicin directa obtenida por el atmetro es 65 Y >, siendo este el alor depotencia actia consumida por el motor elctrico. "l factor de potencia es elcociente entre lapotencia activay lapotencia aparente/

Mbseramos directamente el incremento de factor de potencia en el circuitoafectando directamente en el !ngulo Z #$i%, es decir entre m!s cercano sea de +- el!ngulo su factor de potencia #$6% ser! igual a

9?.


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$onclusiones

"n corriente directa #C% obseramos que un elemento conectado a un circuito

disipaba o consuma energa en forma de calor llamada potencia, sin embargo

cuando nos encontramos en el conte)to de la corriente alterna #&C% lascondiciones cambian. La corriente alterna #&C% es ariable con respecto al tiempo,

su forma es un senoide conformada por dos semiciclos uno positio y el otro

negatio, es decir no tiene polaridad; este principio afecta el funcionamiento de

elementos resistios, inductios y capacitios con respecto a la corriente directa

#C%.


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"n un elemento resistio el desfase que e)iste entre el oltaje y la corriente es de

cero grados, no obstante en un elemento inductio el desfase entre el oltaje y la

corriente es de + grados, encontrando la onda de oltaje adelantada + grados

respecto a la onda de corriente as mismo, en un elemento capacitio su !ngulo de

desfase se mantienen en + grados pero en este caso la corriente se adelanta al

oltaje.

*e entendi claramente la definicin de tri!ngulo de potencias conformado por

potencia actia #A>%, reactia #8ar% y aparente #8&% pasando de forma terica a un

medio tangible. Con la realizacin de la pr!ctica el uso de instrumentos de

medicin tales como el atmetro fue de gran utilidad para determinar la potencia

actia consumida por el motor elctrico y los focos incandescentes, adem!s el

ampermetro de ganc(o y el oltmetro ayudo a determinar la intensidad de

corriente y oltaje entrantes por el circuito, de este modo el producto entre el

oltaje y la corriente es igual a la potencia aparente. Mbteniendo las potencias

como datos se sabe que el cociente entre la potencia actia #A>% y la potencia

aparente #8&% es igual al factor de potencia #$6%, de este modo para cada circuito

se obtiene un factor de potencia #$6% diferente dependiendo de la carga que es

conectada.

6or ejemplo, si se tiene en un circuito conectada una carga puramente resistia el

alor de factor de potencia #$6% ser! igual a por otro lado, si se tiene conectado

en un circuito una carga puramente inductia o capacitia el factor de potencia

#$6% es igual a cero. *u e)plicacin se basa en el !ngulo de desfase, se sabe que

el !ngulo de desfase en un elemento resistio es igual a +-; si calculamos el

coseno de + grados es igual a uno; mientras que en un inductor y capacitor el

!ngulo de desfase es de +- por lo tanto el coseno de + grados es igual a cero.

"n una instalacin domstica el factor de potencia #$6% nunca llegar! a ser ,debido a que los aparatos electrodomsticos como la licuadora, el compresor del

refrigerador, entilador o el mismo cable conductor generan un campo magntico,

alejando de el factor de potencia #$6%; de esta manera, la potencia consumida


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por dic(os elementos se llama potencia reactia #8ar% la cual no es consumida, sin

embargo es importante para el ptimo funcionamiento de elementos inductores.

6ara finalizar se puede recalcar la importancia que tuo la realizacin de la

pr!ctica se comprendieron los conceptos b!sicos de potencia adem!s, abrimos el

panorama y comparamos el comportamiento presentado en un circuito donde las

cargas eran puramente resistias e inductias con la ayuda de las matem!ticas y

el equipo de medicin se obtuieron ariables desconocidas ampliando

gradualmente los conocimientos preios de la materia y aplic!ndolo en un futuro a

diferentes ramas de la electricidad.

Buentes EibliogrK*icas

(ttps/OOes.2i3ipedia.orgO2i3iOLey[de[$araday

(ttp/OO222.endesaeduca.comO"ndesa[educaOrecursosE

interactiosOconceptosEbasicosOfuncionamientoEdeElosEtransformadores

(ttp/OO222.quimica2eb.netOgrupo[trabajo[fyqWOtemaOinde).(tm
https://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Faradayhttp://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursos-interactivos/conceptos-basicos/funcionamiento-de-los-transformadoreshttp://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursos-interactivos/conceptos-basicos/funcionamiento-de-los-transformadoreshttp://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_fyq3/tema9/index9.htmhttps://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Faradayhttp://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursos-interactivos/conceptos-basicos/funcionamiento-de-los-transformadoreshttp://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursos-interactivos/conceptos-basicos/funcionamiento-de-los-transformadoreshttp://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_fyq3/tema9/index9.htm

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