lab2460 5 potencia de redes continua

8/16/2019 lab2460 5 potencia de redes continua

1/25

Universitarios:

Aquino Collarana Álvaro WillyCondori Pava Wilian Carlos

Trujillo Marca Emanuel

Flores Copa Angel

Tema:

Potencia En edes !e Corriente Continua"

!ocente:

#ng" $scar W" Anave %e&n

TA'A($ E)PE#ME*TA% *+,

#*F$ME

!E%A'$AT$#$

- ,

$U$.'$%#/#A


2/25

,"0 $'(ET#/$ 1E*EA%".- Idenficar los materiales que se usara durante el laboratorio

- Después de obtener las lecturas comprobar los resultados haciendo el uso de laLey Joule

- Al analizar la presente practica estaremos en condiciones de identificar, analizar,evaluar, concluir y encarar redes de corriente continua en las que se encuentreinvolucrada la potencia eléctrica, y para su cuantificación se apelar al uso yprincipio de funcionamiento del !at"metro#

5.1.1" $'(ET#/$2 E2PEC3F#C$2"

$ara alcanzar el ob%etivo &eneral, los estudiantes debern mane%ar y usar adecuadamente los si&uientes parmetros eléctricos involucrados'

$otencia (ransmisión de la ener&"a

)emuneración Demanda m*ima

Ley de Joule +alentamiento

$erdida ner&"a !at"metro $rincipio de operación del vat"metro

+ar&o por potencia +ar&o por ener&"a

,"4" PU*TUA%#5AC#$*E2 TE6#CA2"

,"4"0" Potencia

La potencia es la rapidez con la que se realiza un traba%o, es decir, es el traba%o realizadopor una car&a eléctrica al desplazarse desde un punto A hasta el otro punto , y podemosrepresentarlo por la si&uiente ecuación'

W =q∗(V A−V B )

.i en un circuito e*iste un receptor que transforma la ener&"a potencial en otra forma deener&"a, el valor de esta /ltima para un paso de corriente por el receptor durante untiempo t es'

W = E= I ∗t (V A−V B )

Página 2

P$TE*C#A E* E!E2 !E C$#E*TE C$*T#*UA


3/25

sta e*presión corresponde a la ener&"a consumida por un receptor# La potencia eléctricaen +orriente +ontinua es aquella que en su totalidad se transforma en otro tipo deener&"a, cuyo traba%o es /til#

n el interior de un resistor, los electrones se mueven con una velocidad de arrastreconstante sin &anar ener&"a cinética, cuando dicho resistor se somete a una diferencia depotencial eléctrico# La ener&"a potencial eléctrica adquirida por los electrones se pierde yse transmite al resistor en forma de calor# A este efecto se llama calentamiento por efectode Joule, .e desarrolla una cierta cantidad de calor que es proporcional a la potencia,esta si&ue la si&uiente e*presión'

P= I 2∗ R=V

2

R ⤇ [W ]

stas ecuaciones se conocen como la Ley de Joule y se aplican solamente en latransformación de ener&"a eléctrica en ener&"a calor"fica# 0tra forma de e*presar lapotencia es de la si&uiente forma'

P= I ∗V [W ]

La cantidad de calor que produce un conductor al paso de corriente eléctrica, se muestraen razón directa a la resistencia, al cuadrado de la intensidad eléctrica y al tiempo, sue*presión es'

Q= R∗ I 2∗t ∗0.24⤇ [Cal ]

La potencia en corriente continua se diferencia de la potencia eléctrica en corrientealterna, porque es netamente /til, esto quiere decir que cumple la misión de transformaseen otro tipo de ener&"a aprovechable, sin embar&o, este &rado de utilidad est limitado por el rendimiento del equipo a utilizar#

,"7" MATE#A% 8 E9U#P$ A UT#%#5A"

(res resistencias 12ocos de 334 5!67 844, 94 y 344 5:6;


4/25

scala de +orriente +ont"nua

2uente de (ensión C4 B 4 ! +ables de cone*ión con terminales tipo banana y tenazas con derivación# $apeleta de +onsumo de ner&"a de cualquier cate&or"a#

CAACTE#2T#CA2

AMPERÍMETRO:

Nombre AmperímetroMarca ROWLANDModelo M890C+Tipo Digital Color Negro con Naranja

Datos TecnicosDCA

20Ma-20A, ± 0!8"+#$

ACA200Ma-20A,

¿± ¿ 2"+#$C%&'00(

OHM 200 )-200M ), ± *!2"+#$

capacitancia2000p-20 ± 2!"+#$

Temperatura-0.C-*000.C, ± 0!/"+*$

Frecuencia201, ± *"+*$

O!TÍMETRO:

*omre !0L(I


5/25

Frecuencia 34Kz, ± 18H8;

MATER"A!E# CARACTER"#T"CA#

*omre ' 2ocos Incandescentes 1tresresistencias;

Potencia' 3341:;

*omre' !at"metro analó&ico#

Marca' +hauvin


6/25

*omre' 2uente de tension#

Marca' Mhao*in

Input' 3345!6 N84, 45z6C45!6-5A6 D#+#

*omre' calculadora

Marca' +A..I0Modelo' 2*-=4.Color ' $L0


7/25


8/25

CONE$"%N EN PARA!E!O +ircuito $ropuesto


9/25


10/25

o .eleccionar y verificar las lmparas a usar en la prctica, es decir, probar continuidad#

o .eleccionar los cables o chicotillos para usar en la +one*ión .erie y$aralelo para que estos arre&los ten&an confiabilidad y accesibilidad paralos instrumentos de medición#

o Identificar en el !at"metro analó&ico las bobinas de corriente y bobinas de(ensión, esto con ayuda de un óhmetro 1di&ital o analó&ico;y en elvat"metro identificar los terminales correspondientes al lado de la car&a y

aquellos correspondientes al lado de la lectura#o Definir polaridad en el !at"metro Analó&ico, es decir, identificar en labobinas amperimétricas y bobinas voltimétricas, esto conectado el!at"metro a una resistencia, la marcación debe ser en el sentido positivo yen base a ello definir el lado de la car&a y el lado de la fuente en cadabobina del !at"metro#

o )ealice la cone*ión serie de tres lmparas, lea corriente y diferencia depotencial, este /ltimo en cada una de ellas se&/n el circuito de anlisis#

o +onecte el !at"metro en esta cone*ión se&/n el circuito de anlisis esdecir, el !at"metro a la entrada de la car&a y el !at"metro en cada receptor y compare las ma&nitudes re&istradas, tome muy en cuenta el lado de lacar&a y de la fuente del vat"metro, para proceder a efectuar las otras

mediciones de potencia#o Apunte en la tabla correspondiente la Lectura de datos, todos los valores

requeridos en la presente prctica#o Al i&ual que la cone*ión serie, proceda a efectuar la cone*ión en paralelo

de las tres lmparas, i&ualmente, instale el vat"metro con el mismo criterioanterior#

o fect/e la lectura de $otencia, corriente y !olta%e se&/n a el circuito deanlisis y lectura de datos correspondientes#

Página 10


11/25

o !uelva a comparar las lecturas de corriente y potencia en cada resistenciacon la lectura total datos de corriente y de potencia#

o .ólo se debe tener cuidado de no conectar la bobina en corriente enparalelo a la car&a o a la fuente, en la cone*ión paralelo y en la cone*iónserie la bobina de tensión debe conectarse en una tensión superior a lautilizada#

o Leer la parte correspondiente al +uestionario de la prctica y efect/eal&unos clculos adicionales y lecturas necesarias para su solución#

,"," %ECTUA !E !AT$2

CONE$"%N #ER"E:

TEN#"%N DE A!"MENTAC"%N CC#F 5!6

CORR"ENTE DE A!"MENTAC"%N 4#38 5A6

POTENC"A TOTA! =#84 5:6

CA1A2 TE*2#6* ?/@ C$#E*TE ?A@

P$TE*C#A?/@?A@B?W@

P$TE*C#A%EC" ?W@

E$

)8 F#= 5!6 4#38 5A6 8#F3= 5:6 8#G 5:6 C#F

)3 G#F 5!6 4#38 5A6 3#4F 5:6 3#8 5:6 3#44

)C 88# 5!6 4#38 5A6 3#CG 5:6 3# 5:6 4#3

Σ 3G#G 5!6 9#3F3 5:6 9# 5:6

!etermine errores de /oltaje:

l error respecto al valor medido'

e ()V med−V calculado

V med∗100=

33.8−29.933.8

∗100 =11.53

Página 11


12/25

e ( )=11.53 [ ]

CONE$"%N PARA!E!O:

TEN#"%N DE A!"MENTAC"%N C4#3 5!6

CORR"ENTE DE A!"MENTAC"%N 8#48 5A6POTENC"A TOTA! C4#8 5:6

CA1A2 TE*2#6* ?/@ C$#E*TE ?A@

P$TE*C#A?/@?A@B ?W@

P$TE*C#A %EC"

?W@

E$

)8 C4#8 5!6 4#C8 5A6 G#CC8 5:6 G#4 5:6 8#=F

)3 C4#8 5!6 4#CC 5A6 G#GCC 5:6 84#44 5:6 4#9=

)3 C4#8 5!6 4#C 5A6 84#3C 5:6 84#C 5:6 4#9

Σ 4#GF 5A6 3G#GF 5:6 3G#C 5:6

!etermine errores de Corriente:

allando el error de la corriente respecto al valor medido'

e ()= I med− I

I med∗100=

1.01−0.981.01

∗100=2.97

e ()2.97

,"D" CUE*T#$*A#$

0" Eplique la dierencia de lecturas de los /at=metros TotaliGadores de laConei&n 2erie y Paralelo"

Observando los circuitos siguientes:

Conexión en paralelo:

Página 12


13/25

Conexión en serie:

WT1 y WT2 ambos circi!os es!án some!i"os a #a misma !ensión$ #a misma!ensión %asa %or #a bobina &o#!ime!rica'

(# &o#!a)e en #a conexión en serie es #a misma *e en #a conexión en %ara#e#oambos es!án some!i"os a #a misma !ensión'

+ , -(./( , P.(

WT1 a bobina "e corrien!e$ es!a siem%re a!ra&esa"a %or #a corrien!e !o!a# "e#

circi!o$ -erie s

I

' WT2 a bobina "e corrien!e$ es!a sien"o a!ra&esa"a %or #a

corrien!e !o!a# "e# circi!o$ P

I

S I

$ es nción in&ersa "e# nmero "e resis!encias conec!a"as'

I s

=V

R %ara I

s $ . es iga#:

1

∑ R

P I

$ es nción "irec!a "e# nmero "e resis!encias conec!a"as'

I P=V

R Para I p $ . es iga#: ∑ R

-in embargo %o"emos )s!icar ana#!icamen!e:

3S V I

R=

/( / 3) P

I V R=

a %o!encia P , + /

*( / 3 )S

P V V R=

*(3 / ) P

P v V R=

i&i"ien"o #a Ps y #a P% se !en"rá #o sigien!e:

Página 13


14/25


15/25

na bobina mó&i# si!a"a en #a %ar!e cen!ra# "e #as "os me"ias bobinas y "e sección "e#ga"a $a circ#ar corrien!es "e bobina )a as $y con e##as !ambi;n #a "es&iación "e #a ag)a

*e "e%en"e "e #as "os corrien!es'a no!ación a* !i#i>a"a %ara "esignar a #as bobinas "e# &a!me!ro$ son:

C , : obina "e corrien!e


16/25

$or lo tanto esta potencia se puede medir por la torsión que se debe aplicar al traba%omovible del vat"metro para sostenerlo en la posición normal contra la acción de lasfuerzas que tienden para desplazarla#

>" H9u; cuidados se dee tener antes de conectar un /at=metroI.e debe medir la continuidad y resistencia con un tester

Analó&ico####################en la escala de Q 84

Di&ital##########################en la escala de Q 344

+on lo que determinamos e*actamente la bobina amperimétrica y voltimétrica

$olaridad

$ara determinar la polaridad de un vatimetro podemos realizar lo si&uiente'

+onectar el vat"metro a una car&a resistiva

La defle*ión de la a&u%a debe ser positiva, y a partir de ello definir entrada y salida decorriente de bobina amperimétrica y voltimétrica

Debe ser inicialmente a%ustado en cero

.e debe tener el cuidado de conectar la bobina amperimétrica e serie y la bobinavoltimétrica en paralelo con el circuito

.e debe de controlar que los valores a medir estén dentro del ran&o de las escalas delvat"metro ya que si no las bobinas amperimétrica y voltimétrica se puede daRar

Sa que el !at"metro es un instrumento que mide la potencia es decir los vatios es muyimportante saber cómo conectar el instrumento he aqu" un e%emplo de c&mo no se deeconectar

+one*ión incorrecta del vat"metro

Página 16


17/25

Para una orma correcta del /at=metro podemos mencionar:

+ .

Primera orma:

+ .

0

&

)epresentación esquemtica de la primera forma de cone*ión

2egunda orma:

Página 17


18/25

+ .

+ .

0

&

)epresentación esquemtica de la se&undad forma de cone*ión

," (ustiique anal=ticamente los circuitos analiGados y compare con los valoresde potencia lecturados"

+0ETI>E E .)I'Las resistencias se obtienen por la ley de 0hm'

Página 18


19/25

R=V

I

R1=

8.70

0.21 R

2=

9.80

0.21 R

3=

11.4

0.21

R1=41.43 [Ω ] R

2=46.67 [Ω ] R

3=54.29 [Ω ]

La intensidad I del circuito puede obtenerse hallando la resistencia equivalente delasresistencias conectadas en serie'

Requi .= R1+ R2+ R3 ?J@

I = V

R1+ R2+ R3[ A ]

I = 33.8

41.43+46.67+54.29[ A ]

I =0 .24 [ A ]

e ()=

|

I r− I M I

r

|∗100=|0.21−0.240.21 |∗100=14.29

La potencia y error en cada resistencia ser'

)esistencia 8' P1= R1 × I

2

P1=41.43×0.212=1.83 [W ]

e ()=| Pm− Pc

Pm |∗100=|1.9−1.83

1.9 |∗100=3.68)esistencia 3'

P2= R2 × I 2

Página 19


20/25

P2=46.67×0.212=2.06 [ W ]

e ()=| Pm− Pc Pm |∗100=|2.1−2.06

2.1 |∗100=1.90

)esistencia C' P3= R3×I

2

P3=54.29×0.212=2.39 [ W ]

e ()=| Pm− Pc

Pm |∗100=|2.4−2.39

2.4 |∗100=0.42

)esistenciatotal' PT = P1+ P2+ P3

PT = P1+ P2+ P3

PT =1.83+2.06+2.39=6.28 [W ]

ɛ PT = Pr− P M

Pr∗100=

7.1−6.287.1

∗100=11.54

n resumen'

Cargas Potencia Calculada ?W@ Potencia Medida ?W@ Error ?@)8 8#FC 8#G C#9F

)3 3#49 3#8 8#G4)C 3#CG 3# 4#3

(otal 9#3F 9# 88#

+0ETI>E E $A)ALL0'

Las resistencias se obtienen por la ley de 0hm'

Página 20


21/25

R=V

I

R1=

30.1

0.31 R

2=

30.1

0.33 R

3=

30.1

0.34

R1=97.10 [ Ω ] R

2=91.21 [ Ω ] R

3=88.53 [ Ω ]

+omo el volta%e en cada resistencia es el mismo e i&ual al de la fuente, la potencia puedecalcularse directamente, utilizando la formula'

P=V

2

R [W ]

La potencia y error en cada resistencia ser'

)esistencia 8'

P1=

V 2

R1[W ]

P1=

30.12

97.10=9.33 [W ]

?%@ ¿ Pm− Pc

Pm∗100=

9.5−9.339.5

∗100=1.79

)esistencia 3'

P2=V

2

R2[W ]

P2= 30.1

2

91.21=9.93[W ]

?%@ ¿ Pm− Pc

Pm∗100=

10.00−9.9310.00

∗100=0.67

Página 21


22/25

)esistencia C'

P3=V

2

R3[W ]

P3=

30.12

88.53=10.23[W ]

?%@ ¿ Pm− Pc

Pm∗100=

10.30−10.2310.30

∗100=0.7

)esistencia total'

PT = P1+ P2+ P3

PT =9.33+9.93+10.23=29.49 [W ]

ɛ PT = Pr− P M

Pr∗100=

30.51−29.4930.51

∗100=3.34

n resumen'

Cargas Potencia Calculada ?W@ Potencia Medida ?W@ Error ?@

)8 G#CC G# 8#=G)3 G#GC 84#4 4#9=)C 84#3C 84#C 4#=4

(otal 3G#G 3G#F C#C

.e %ustifico anal"ticamente los valores de potencias encontrados e*perimentalmente enambos circuitos, obteniendo errores aceptables#

D" HEiste el;ctricamente el concepto de potencia en corriente continuaI

.", la potencia e*iste ya que en corriente continua casi toda la potencia demandada puedeser transformada en otro tipo de ener&"a por tanto a esta potencia se le considerasumamente /til o aprovechable para realizar un traba%o#

n corriente continua +#+# la potencia eléctrica desarrollada en un cierto instante por undispositivo de dos terminales, es el producto de la diferencia de potencial entre dichosterminales y la intensidad de corriente que pasa a través del dispositivo# sto es, $@IQ!,Donde I es el valor instantneo de la corriente y ! es el valor instantneo del volta%e# .i I

Página 22


23/25

se e*presa en amperios y ! en voltios, $ estar e*presada en :atts 1!atios;# I&ualdefinición se aplica cuando se consideran valores promedio para I, ! y $#

A una maquina de corriente continua se le debe entre&ar ms potencia de la querealmente se utiliza que e*isten perdidas'

P E= PU + P P

K" HCuando se Lala de corriente continua se estar siempre reiriendo a unapotencia NtilI

.i# n corriente continua la mayor parte de la potencia se transforma en potencia /til, adiferencia de la corriente alterna que presenta mayor &rado de pérdidas, ya que ademsde estar en función a la corriente y al volta%e también depende del valor medio y del valor eficaz, as" esta potencia se divide en potencia aparente, reactiva y activa# $ero para la

potencia en corriente continua se puede medir a través de un parmetro que nos indica el&rado de utilidad de la ener&"a eléctrica que es el rendimiento de cada receptor y see*presa como'

Ƞ= Ptil

P til+ P p ! rdidas

O" 2er necesario cuantiicar la potencia en instalaciones en corriente continua"

.iempre es necesario cuantificar la potencia, en cualquier cone*ión ya sea .erie,

$aralelo u otra ya que podemos calcular la autonom"a de consumo ener&ético necesariopara que un sistema de corriente continua este en pleno funcionamiento en caso de quehaya corte de ener&"a eléctrica# .i se re&istra cuanta ener&"a es consumida en unaresistencia en función de la potencia consumida en un determinado tiempo, y en base aeste dato se determina el monto a cobrar a cada usuario de la empresa#

,"K" C$*C%U2#$*E2

Página 23


24/25

Antes de conectar un vat"metro, es preciso observar los valores m*imos decorrientes y tensiones que pueden soportar las bobinas 1amperimétrica yvoltimétrica;, estos valores son conocidos como valores nominales del instrumento#

l vat"metro usado en la prctica era analó&ico, lo que si&nifica, tomar lectura en

forma cuidadosa, de forma de no cometer errores de lectura de apreciación yparala%e#

Pn vat"metro el circuito de corriente, el de potencial o ambos pueden recalentarse3in que la a&u%a alcance el e*tremo de la escala#

Antes de usar el vat"metro es necesario probar sus cuatro terminales, dos de(ensión y dos de +orriente +ontinua# $aralelamente a ello sus diferentes escalastanto en la parte !oltimétrica como en la parte Amperimétrica#

$ara su defle*ión se debe someter siempre al !at"metro a una car&a resistiva&eneralmente, sea el circuito de continua o de alterna#

.e debe instalar el vat"metro siempre con el devanado amperimétrico en serie conla car&a y el devanado voltimétrico en paralelo con la fuente, de forma que no seencuentre ener&izado la car&a, el vat"metro no debe re&istrar potencia al&una,porque su bobina amperimétrica se encuentra abierta#

s importante tomar en cuenta la polaridad de la fuente para determinar lapolaridad operativa del !at"metro#

La demanda de potencia, como era de esperar, siempre es mayor cuando las tresse encuentran conectados en paralelo sin embar&o se puede &eneralizar estaapreciación puntualizando que e*istir mayor demanda de potencia en un circuitose corriente continua, cuando la resistencia equivalente sea pequeRa#

*isten vat"metros de diferentes tipos' los de corriente continua, corriente alterna,los analó&icos y los di&itales cuyo principio de funcionamiento es el mismo#

l vat"metro usado en la prctica era analó&ico, lo que si&nifica, tomar lectura en

forma cuidadosa, de forma de no cometer errores de lectura de apreciación yparala%e# +onceptualmente al demandar o consumir potencia 1Demanda; y ener&"a, siempre

es remunerada, ya sea por parte del consumidor o por parte de la empresadistribuidora#

La potencia en vatios en cualquier sistema quieres decir' transformación de ener&"aeléctrica en otro tipo de ener&"a a través de un traba%o /til#

Las papeletas de pa&o 1$roformas;por consumo de ener&"a eléctrica son impresasen un solo formato para todas las cate&or"as e*istentes en la mpresa de LuzL20.A, vale decir , $equeRas Demandas,


25/25

Anlisis bsico de circuitos electrónicos David # Jonson

Anlisis de +ircuitos en In&enier"a Vemmerly

2undamentos de +ircuitos lectrónicos .adiKu B Ale*ander

+ircuitos léctricos Dorf B .voboda

)edes léctricas alabanian

+ircuitos léctricos B I In Uustavo Eava

+ircuitos léctricos Laboratorio In 0scar Anave León

Documents

lab2460 5 potencia de redes continua