Imforme de Electricidad Numero

7/23/2019 Imforme de Electricidad Numero

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Electricidad

LABORAROTRIO N 15

potencia en corriente alterna

INFORME N15

Integrante del grupo:

Luis Huamani Lopez

Manuel Estrada Ramos

Docente:

Cesar Zegarra

FECHA DE ENTREGA

24 de noviembre de 2015

Seccin:

C112-1C

AO: 2015


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I. INTRODUCCION:

La mayora de los equipos elctricos son cargas inductivas que consumen tanto

potencia activa como potencia reactiva. Y como nos preguntaremos Qu esuna potencia en corriente alterna? Pues en la corriente alterna existen desfasajesentre la tensin y la corriente debido a las capacidades e inductancias del circuitoque crean campos elctricos y magnticos. Pues en este informe trataremos decomprobar estos hechos, recrendolos y sacando en l un valor medido, valorcalculo, aplicando las frmulas de nuestra gua para cada caso, luego de ellosacaremos nuestras propias conclusiones y veremos en donde se aplicas estosfenmenos elctricos.

Por otro lado. Dentro de la sociedad para controlar y distribuir la energa haimpulsado en progreso de la civilizacin. La electricidad sirve como portadora deenerga para el usuario, la energa contenida en un combustible fsil o nuclearse convierte en energa elctrica para transportarla y distribuirla a losconsumidores. Por medio de lneas de transmisin, se trasmite y distribuyeprcticamente a todos los hogares. Industrias y centros comerciales.

Como se seal antes, la necesidad de transmitir potencia elctrica en grandesdistancias impulso el desarrollo de las lneas de energa de CA de alto voltaje delas plantas generadores al usuario final.


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II. OBJETIVOS:

Objetivo Generales

Medir potencia activa monofsica con un vatmetro. Determinar la potencia aparente y reactiva de una carga inductiva. Mejorar el factor de potencia de una carga inductiva

Objetivo Especficos:

Medir potencia activa monofsica con un vatmetro. Calcular la potencia aparente y reactiva de una carga inductiva. Mejorar el factor de potencia de un motor.

III. FUNDAMENTO TEORICO:

La mayora de los equipos elctricos son cargas inductivas (transformadores,motores, hornos de induccin, lmparas de induccin, lmparas defluorescentes, soldadores, etc.)Que consumen tanto como potencia activa comoreactiva.

La potencia activa o de trabajo es la que el equipo convierte en trabajo til, susmbolo es la P y su unidad el watt o vatio (w)

La potencia reactiva o no productiva es la que proporciona en flujo magnticonecesario para el funcionamiento del equipo, pero no se transforma en trabajo

til. Su smbolo es Qy su unidad el voltamperio reactivo (VAR).

Por lo tanto, la potencia total o aparente que consume el equipo. Est formadopor estas dos componentes (vea la figura 15.1).

Figura 15.1. Triangulo de potencias.

La potencia elctrica se mide con un vatmetro, la potencia aparente se obtienemultiplicando la corriente por la tensin y la potencia reactiva a partir de la

siguiente ecuacin:


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El factor de potencia es la relacin entre la potencia activa y la Parenteentregad al equipo o maquinaria.

IV. Factor de potencia:

Bajo un factor de potencia es provocado por cargas inductivas, las cualesrequieren potencia reactiva para crear el campo magntico necesario,causando muchos inconvenientes a la instalacin elctrica.

Por lo expuesto, es necesario mantener el factor de potencia alto, cercano a launidad, el cual se logra conectando capacitores en paralelo a las cargasinductivas (vea las figuras 15.2 y 15.3).

Figura 15.2.circuito sin capacitadores

Figura 15.3.circuito con capacitadores.

Q = S2P2 DONDE S=U x I

Factor de potencia = potencia activa

Potencia aparente


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Ventajas de un alto factor de potencia:

Reduccin de monto de recibo de luz, al no tomar energa reactiva de la red. Disminucin de las prdidas por calentamiento en cables y transformadores Incremento de la capacidad de conduccin de los cables Mayor potencia disponible n los transformadores

Mejora la cada de tensin en los conductores.

V. Materiales:

Materiales Descripcin Modelo

Multmetro digital

Es un instrumento elctrico porttil paramedir directamente magnitudeselctricas activascomocorrientes ypotenciales (tensiones)o/y pasivas comoresistencias,

capacidades y otras.

Pinzaamperimtrica

Se basa en la medida indirecta de lacorriente circulante por un conductor apartir delcampo magntico o de loscampos que dicha circulacin decorriente genera.

Cables paraconexiones

Los cables de conexin completan un

circuito dentro de un dispositivo elctricopara ayudar a aislar el problema.

Equipos Descripcin Modelo

Fuente detensin alterna

Es un sistema deproduccin, distribucin yconsumo deenergaelctrica formado por una

nicacorrientealterna o fase y por lo tantotodo elvoltaje vara de lamisma forma.

Instrumentomultifuncin

Es un dispositivopasivo,utilizadoenelectricidad yelectrnica,capaz dealmacenarenerga sustentando uncampo elctrico

Carga inductivamonofsica

Es un elemento fsico quese opone al paso de la
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corriente y que disipaenerga en forma de calor.Este calor se origina por elchoque de los electronescontra los tomos de laresistencia

Mdulo decapacitancia

variable

Es una medida de laoposicin a un cambio decorriente de uninductor obobina que almacenaenerga en presencia deuncampo magntico,

VI. PROCEDIMIENTO:

1. usando la frmula que a continuacin se indica, determine la potenciareactiva requerida de la tabla 15.1, para los valores corregidos de factoresde potencia y para las diferentes condiciones de carga (kw).

potencia activa(kw)

factor potenciainicial ( Cos )

factor potenciacorregido o final

(Cos f )

potencia reactivarequerida (KVAR)

500 0,5 0,95 700

400 0,7 0,95 275,6 KVAR

300 0,8 0.95 126 KVAR

200 0,9 0,95 30 KVAR

Tabla 15.1. Calculo de la potencia reactiva.

2. Arme el circuito mostrado en la figura 15.4 (conexin de instrumentos)yllame al profesor para la autorizacin respectiva.

Q=P (tani-tangf) i=Arccos inicial

f = Arccos final
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Escala 10

escala200 V

0 - 110V

Figura 15.4.circuito monofsico con vatmetro y motor

3. conecte la fuente de alimentacin y ajuste la tensin a 110 VAC. El motordebe estar funcionando.

4. Tome la lectura segn la tabla 15.2.desconecte la fuente de alimentacin.

V

w A

M


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VALORES

MEDIDOS CALCULADOS

U(V) I (A) P(W) S(VA) Q(VAR) Cos

110,8(V) 0,339 16,7 37,22 33,26 0,44 63,89

Tabla.15.2. valores medidos y calculados inicialmente

5. Completar los datos en la grfica con los valores medidos:

5. conecte en paralelo el mdulo de capacitancias, tal como se indica enla figura 15.5 (conexin de instrumentos) y solicite la aprobacin delprofesor.

0-110V

C1 C2 C3

Figura 15.5.conexion de instrumentos para correccin del factor de potencia

S(VA) = 37,22

Q(VAR) =33,26

P(W) =16,7

A

A

M

1


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6. conecte la fuente de alimentacin con los condensadores

desconectados, el motor debe estar girando.

7. completa la tabla 15.3con la lectura de los instrumentos; observe que al

aumentar la capacitancia del circuito del corriente de lnea disminuye.

(I1).

CAPACITADORES VALORES MEDIDOS

Posicininterruptor

Valornominal

(uF)

U(V)

I1(A)

I2(A)

I3(A)

P(W)

sinC 110,4 3,55 3,55 0 73

C1 2,72 110.4 3,36 3,57 0,2 74,1

C1+C2 2,17 110,4 3,12 3,53 0,4 72,7

C1+C2+C3 5,06 110,4 2.93 3,57 0,6 73,1


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CAPACITADORES VALORES MEDIDOS

Posicininterruptor

Valornominal

(uF)

S(V)

Q(A)

Cos C(uF)

sinC - 391,92 385,06 0,186 79,28 -

C1 2,72 370,94 363,46 0,199 78,52 4,70

C1+C2 2,17 344,23 335,55 0,211 77,81 10,77

C1+C2+C3 5,06 323,91 314,93 0,225 76,99 15,26

VII. Observaciones:

Mientras aumentbamos cargas capacitivas, la tensin de la fuente ibadisminuyendo por lo que tenamos que graduarlo para mantenerlo en110,4V.

Cuando trabajamos con los cuatro bloques de condensadores,experimentalmente se obtuvo el factor de potencia mximo, peromatemticamente esto no es posible, por lo que no sabemos lo quesucedi en realidad.

Los ngulos que nos muestran los diagramas fasoriales, son negativos

pues la corriente, est atrasada con respecto a la tensin.

Se observa que el coseno del ngulo negativo que forma la corriente y latensin, es igual al ngulo formado por la potencia activa y la potenciaaparente.

Llegamos a la conclusin que los condensadores sirven para poderreducir el consumo de potencia capacitiva ya que disminuye el flujo decorriente.

Observamos que al activar los condensadores la corriente de entrada

disminuye por lo tanto la potencia capacitiva tambin lo hace de esto sededuce que el incremento de condensadores es inversamenteproporcional a la corriente de entrada, mientras que la corriente deentrada es directamente proporcional a la potencia capacitiva.


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VIII. Sugerencias:

se deben ajustar bien los cables al momento de medir las resistencias,

para obtener un dato ms preciso. los instrumentos de medicin deben estar en un buen estado, con lasbateras bien cargados para evitar los errores del clculo u obtener valoresmedidos desconocidos en este laboratorio.

XI. Aplicaciones:

Las industrias

Se utiliza para diferenciar el tipo de aplicacin que se le da a dispositivoselectrnicos, en este caso para transformar y controlar voltajes y corrientes de

niveles significativos. Se diferencia as este tipo de aplicacin de otras de laelectrnica denominadas de baja potencia o tambin de corrientes dbiles.

En este tipo de aplicacin se reencuentran la electricidad y la electrnica, puesse utiliza el control que permiten los circuitos electrnicos para controlar laconduccin (encendido y apagado) de semiconductores de potencia para elmanejo de corrientes y voltajes en aplicaciones de potencia.


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De esta manera, la electrnica de potencia permite adaptar y transformar laenerga elctrica para distintos fines tales como alimentar controladamente otrosequipos, transformar la energa elctrica de continua a alterna o viceversa, ycontrolar la velocidad y el funcionamiento de mquinas elctricas, etc.

Ejemplos:

Una fbrica utilice motore4s grandes en mquina, generadores otransformadores, tiene una carga inductiva grande (debida a todos losdevanados)

Par entregar mayor potencia a estos equipos en la fbrica sin usar voltajeexcesivamente altos, los tcnicos introducen capacitancia en los circuitospara cambiar la fase.

Los amplificadores de potencia transistorizados y de tubos de vacoproducen una salida distorsionada

Podemos deducir que podemos aplicar el factor de potencia a motores yaparatos elctricos, con tan solo conexiones de condensadores

disminuiremos el factor de potencia


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X. Imgenes de potencia en CA:

Figura N01: Motor elctrico de corriente alterna. Figura N2: Generador de corriente alterna.

Figura N 03 Amplificador de potencia transistorizado. Figura N04 transformadores.

Aparato que se usa el principio de

calentamiento por induccin.


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XI. Conclusiones:

Se logr calcular el factor de potencia en un circuito AC monofsico. Se logr calcular el tamao del banco capacitor requerido para mejorar

el factor de potencia a un valor ptimo.

Se comprob, que al mejorar el f.d., la corriente de lnea y la potenciaaparente disminuye. Se concluy que la potencia aparente se obtiene multiplicando la corriente

por la tensin. Se verifico que es necesario mantener el factor de potencia alto, el cual

se logra conectando capacitores en paralelo a las cargas inductivas.

La potencia aparente del circuito elctrico de la corriente alterna es lasuma de la energa que disipa dicho circuito en cierto tiempo en forma decalor o trabajo y la energa utilizada para la formacin de los campos

elctricos y magnticos de sus componentes.

Comprendimos que existen 3 tipos de potencia una llamada activa oinstantnea .otra llamada potencia aparente y una llamada potenciareactiva. Con estas 3 potencias podemos realizar el diagrama vectorialdesfase entre potencias debido a que la energa elctrica se transformanetamente en energa calrica y no inductiva.

XII. Bibliografa:

Manual de laboratorio de electricidad

Electrotecnia-Curso elemental de H. Hubscher Gua de laboratorio de universidad del norte- barranquilla FISICA I Flix Aucallanchi. Electrotecnia de potencia Curso Superior de H. Hubscher y otros.

Ed. Revert / GTZ.


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