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DETERMINACIÓN DEL ÁNGULO DE PÉRDIDAS Y EL FACTOR DE UN

CONDENSADOR

1. OBJETIVO

El presente laboratorio tiene por objetivo determinar en forma experimental el ángulo

y el factor de pérdidas de un condensador, para lo cual se empleará una resistencia

simuladora de pérdidas.

2. EQUIPOS O INSTRUMENTOS A UTILIZAR

Un autotransformador variable (0 - 230) V, 6A.

Un voltímetro digital Fluke de V= (0 - 600) V AC.

Un Miliamperímetro de pinza AEMC Instruments (0-20mA) AC.

Un vatímetro Digital Fluke 41 (W) cos0 = O.2, 22OV, 0.5/1 A.

Una resistencia variable R1 = (O -320) Ω, 1.5 A.

Una resistencia variable R2 = (O - 1OOO) Ω, 0.57 A.

Un multímetro Digital.

Cuatro condensadores de 40uF – 300 V AC.

3. PRUEBAS A EJECUTAR

Medición de la capacidad

Medición de la y el ángulo de pérdida del condensador.

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4. PROCEDIMIENTO

Armar el circuito de la Figura Nº 3

Fig. No 3

4.1.Colocar al máximo valor, ( = 320)

4.2. Regular la salida del autotransformador desde cero hasta 220 V, tomando

varios valores de tensión (V), corriente (A), potencia (W), tensión de la

resistencia ( ) y la tensión en el condensador ().

Nro Tensión (V)

Corriente (A)

Potencia (kW)

Tensión en la Resistencia

()

Tensión en el condensador ()

1 14.96 0.049 0.8 14.9 0.808

2 30.42 0.1 3.1 30.30 1.626

3 44.6 0.147 6.8 44.5 2.376

4 60.7 0.201 13 60.7 3.205

5 75.4 0.249 19 75.2 3.95

6 90.8 0.3 28 90.7 4.73

7 105 0.346 37 104.9 5.46

8 120.4 0.396 49 120.3 6.25

9 134.8 0.444 61 134.5 6.96

10 150.3 0.494 76 150.1 7.77

11 165 0.543 91 164.8 8.54

12 180.7 0.595 109 180.4 9.34

13 195.3 0.644 127 195.1 10.14

14 204.1 0.674 139 203.9 10.58

15 220.3 0.727 162 220.1 11.43

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4.3. Mantener la tensión a la salida del autotransformador en 220V, regular la

resistencia desde el valor máximo al valor mínimo tomando varios valores

de tensión (V), corriente (A), potencia (W), tensión de la resistencia ( ) y la

tensión en el condensador ().

Nro Tensión (V)

Corriente (A)

Potencia (W) Tensión en la Resistencia

()

Tensión en el condensador ()

1 220 0.726 161 220.2 11.43

2 220 0.781 173 220.1 12.78

3 220 0.826 182 220.1 13

4 220 0.878 194 219.8 13.8

5 220 0.915 201 219.9 14.32

6 220 1.007 221 219.7 15.86

7 220 1.09 239 219.5 17.14

8 220 1.167 255 219.3 18.4

Armar el circuito de la Figura Nº 4

Fig. No 4

4.4. Poner la resistencia al máximo valor.

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4.5. Regular la salida del autotransformador desde cero hasta 220 V, tomando

varios valores de tensión (V), corriente (A), potencia (W), tensión de la

resistencia ( ) y la tensión en el condensador ().

Nro Tensión (V)

Corriente (A)

Potencia (kW)

Tensión en la Resistencia

()

Tensión en el condensador ()

1 18.82 1.702 1.4 18.82 18.7

2 30.63 1.97 3.6 30.44 30.44

3 49.9 3.228 9.6 49.8 49.8

4 69.8 4.46 19 69.5 69.5

5 96.7 6.106 0.04 96.1 96.1

6 36.6 2.35 5.1 36.2 36.2

7 59.2 3.806 13 58.9 58.9

8 79.8 5.066 0.02 79.4 79.4

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1. ¿Cuál es la influencia de R1 en la determinación de ángulo de pérdidas

y el factor de pérdidas del condensador utilizado?

CIRCUITO RC (SERIE)

El factor de perdidas viene dado por P:

Reemplazando las ecuaciones

Obtenemos el factor de pérdidas y el ángulo de perdidas:

De la expresión anterior se puede observar que existe una dependencia del factor de pérdidas y el ángulo de pérdidas con el valor de la directamente proporcionales.

Luego concluimos que R1 debe de ser pequeño para reducir el factor de pérdidas y el ángulo de pérdidas.

Determinacion del angulo de perdidas y el factor de perdidas de un condensador

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CUESTIONARIO

¿Cuál es la influencia de R1 en la determinación de ángulo de pérdidas y el factor de pérdidas del condensador utilizado?

CIRCUITO RC (SERIE)

El factor de perdidas viene dado por P:

,

Reemplazando las ecuaciones obtenidas obtemos:

DONDE:

Obtenemos el factor de pérdidas y el ángulo de perdidas:

De la expresión anterior se puede observar que existe una dependencia del factor de pérdidas y el ángulo de pérdidas con el valor de la resistencia R1 y además son directamente proporcionales. Luego concluimos que R1 debe de ser pequeño para reducir el factor de pérdidas y el ángulo de pérdidas.

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¿Cuál es la influencia de R1 en la determinación de ángulo de pérdidas

De la expresión anterior se puede observar que existe una dependencia del factor de resistencia R1 y además son

Luego concluimos que R1 debe de ser pequeño para reducir el factor de pérdidas y

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2. ¿Cuál es la influencia de R2 en la determinación de ángulo de pérdidas

y el factor de pérdidas del condensador utilizado?

CIRCUITO RC (PARALELO)

El factor de perdidas viene dado por P:

Reemplazando las ecuaciones obtenidas obtemos:

Obtenemos el factor de pérdidas y el ángulo de perdidas:

De la expresión anterior se puede observar que existe una dependencia del factor de pérdidas y el ángulo de pérdidas con el valor de la resistencia R2, esta vez R2 deberá ser grande para reducir el factor y ángulo de pérdidas de potencia R2 constante a y aumentando la tensión, ocasionando un crecimiento de la corriente total, teniendo presente que la impedancia del circuito es constante en todo momento, esto hace que el ángulo de pérdidas se mantenga casi constante aunque este influenciado con una tensión constante.

Determinacion del angulo de perdidas y el factor de perdidas de un condensador

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¿Cuál es la influencia de R2 en la determinación de ángulo de pérdidas pérdidas del condensador utilizado?

CIRCUITO RC (PARALELO)

El factor de perdidas viene dado por P:

Reemplazando las ecuaciones obtenidas obtemos:

DONDE:

Obtenemos el factor de pérdidas y el ángulo de perdidas:

De la expresión anterior se puede observar que existe una dependencia del factor de pérdidas y el ángulo de pérdidas con el valor de la resistencia R2, esta vez R2 deberá ser grande para reducir el factor y ángulo de pérdidas de potencia R2 constante a y aumentando la tensión, ocasionando un crecimiento de la corriente total, teniendo presente que la impedancia del circuito es constante en todo momento, esto hace que el ángulo de pérdidas se mantenga casi constante

te influenciado con una tensión constante.

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¿Cuál es la influencia de R2 en la determinación de ángulo de pérdidas

De la expresión anterior se puede observar que existe una dependencia del factor de pérdidas y el ángulo de pérdidas con el valor de la resistencia R2, esta vez R2 deberá ser grande para reducir el factor y ángulo de pérdidas de potencia manteniéndose R2 constante a y aumentando la tensión, ocasionando un crecimiento de la corriente total, teniendo presente que la impedancia del circuito es constante en todo momento, esto hace que el ángulo de pérdidas se mantenga casi constante

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3. ¿Cuál es la importancia del ángulo de pérdidas y el factor de pérdidas del condensador?

El factor y el ángulo de pérdidas se relacionan directamente. Ahora, pero dónde radica su

importancia. Dado que no existe un condensador ideal, siempre habrá una corriente de fuga; donde

su valor dependerá de las condiciones del aislante del conductor. Y por efecto Joule, esta corriente

generará calor y por ende pérdidas en el conductor. De esta parte, tendremos q

como el factor de pérdidas dependerán de la temperatura del material y en un caso particular para el

ángulo de pérdidas; también de la frecuencia.

4. En condensadores normalizados, determinar el factor de pérdidas y el ángulo de

pérdidas, tales como: papel, aceite, papel impregnado en aceite, cerámica, poliéster

5. Tabular los datos obtenidos y determinar lo errores teóricos experimentales, dando el error absoluto y el relativo porcentual.

P(Experim

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¿Cuál es la importancia del ángulo de pérdidas y el factor de pérdidas

El factor y el ángulo de pérdidas se relacionan directamente. Ahora, pero dónde radica su

existe un condensador ideal, siempre habrá una corriente de fuga; donde

su valor dependerá de las condiciones del aislante del conductor. Y por efecto Joule, esta corriente

generará calor y por ende pérdidas en el conductor. De esta parte, tendremos q

como el factor de pérdidas dependerán de la temperatura del material y en un caso particular para el

ángulo de pérdidas; también de la frecuencia.

En condensadores normalizados, determinar el factor de pérdidas y el ángulo de , tales como: papel, aceite, papel impregnado en aceite, cerámica, poliéster

Tabular los datos obtenidos y determinar lo errores teóricos experimentales, dando el error absoluto y el relativo porcentual.

P(Experim) P(Teorico) Error Relativo Porcentual %

161 159.72 0.80

173 171.82 0.69

182 181.72 0.15

194 193.16 0.43

201 201.30 0.15

221 221.54 0.24

239 239.80 0.33

255 256.74 0.68

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¿Cuál es la importancia del ángulo de pérdidas y el factor de pérdidas

El factor y el ángulo de pérdidas se relacionan directamente. Ahora, pero dónde radica su

existe un condensador ideal, siempre habrá una corriente de fuga; donde

su valor dependerá de las condiciones del aislante del conductor. Y por efecto Joule, esta corriente

generará calor y por ende pérdidas en el conductor. De esta parte, tendremos que tanto el ángulo,

como el factor de pérdidas dependerán de la temperatura del material y en un caso particular para el

En condensadores normalizados, determinar el factor de pérdidas y el ángulo de , tales como: papel, aceite, papel impregnado en aceite, cerámica, poliéster.

Tabular los datos obtenidos y determinar lo errores teóricos experimentales, dando el error absoluto y el relativo porcentual.

Error

Absoluto 1.28

1.18

0.28

0.84

0.30

0.54

0.80

1.74

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6. Dar 5 observaciones y conclusiones de carácter personal.

OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES

Vimos que no existe un condensador ideal, siempre habrá una corriente

de fuga; donde su valor dependerá de las condiciones del aislante del

conductor. Y por efecto Joule, esta corriente generará calor y por ende

pérdidas en el conductor.

También obtuvimos que tanto el ángulo, como el factor de pérdidas dependan

de la temperatura del material y en un caso particular para el ángulo de

pérdidas; también de la frecuencia.

Vimos que para el caso de conexión en serie RC; R debe ser pequeño para

reducir el factor y el ángulo de pérdidas.

Mientras que para el caso de conexión en para lelo RC, R debe ser grande

para la reducción del factor y el ángulo de pérdidas.

Notamos que para nuestros cálculos, la precisión de los equipos no ayudaba

bastante, sobre todo el amperímetro, por lo que nos apoyamos en una doble

medición.

BIBLIOGRAFIA

a. Instrumentación Electrónica Moderna y Técnicas de Medición – William

D. Cooper & Albert D. Helfrick – 1991- Prentice Hall Hispanoamerica.