Potencia Monofasisa de CA CLASE 7

Medicin de potencias de corriente alterna

En corriente alterna, la determinacin de la potencia puede realizarse en forma:

Indirecta (mediante un voltmetro, ampermetro y cos, 3 ampermetros, 3 voltmetros)

Directa (con un vatmetro, analizador de redes)

1

2

CONCEPTOS BSICOS Y DEFINICIONES:

POTENCIA INSTANTNEA: )()()( titvtP

3


POTENCIA INSTANTNEA:

)()()( titvtP

POTENCIA MEDIA O ACTIVA:

POTENCIA APARENTE:

POTENCIA REACTIVA:

FACTOR DE POTENCIA:

T

dttitvT

P0

)()(1

RMSRMS IVS

22 PSQ

cosS

PPF

4


PARA SEALES SENOIDALES SE CUMPLE:

POTENCIA MEDIA O ACTIVA:

cosRMSRMS IVP

senRMSRMS IVQ

cosS

PPF

POTENCIA APARENTE:

POTENCIA REACTIVA:

FACTOR DE POTENCIA:

5

El voltaje y la corriente que se aplica a una carga son senoidales cuyas amplitudes (o valores picos) son 100 V y 5A respectivamente. El ngulo entre ellas es de 30. Calclese la potencia activa, reactiva y aparente de la carga.

Ejemplo

EJEMPLO 1

cosRMSRMS IVP

senRMSRMS IVQ

EJEMPLO 1

6

SOLUCION

7

MEDIDA DE POTENCIA POR TRANSMISIN:

La medida de potencia mediante el mtodo de transmisin se consigue por la observacin del efecto de las seales (tensin y corriente) sobre un sistema calibrado siendo disipada la potencia en su mayor parte sobre la carga del circuito y no sobre el equipo de medida (efecto de carga reducido). Es el modo ms indicado para realizar medida de potencia de bajas frecuencias (desde cc hasta centenares de kHz).

Medicin de potencias de corriente alterna mediante el vatmetro (MEDICION

DIRECTA)

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VATMETROS ELECTROMECNICOS:

(Stationary Coil, Movable Coil)

Los errores generales en los instrumentos comerciales de dinammetro quedan entre 0.1 y 0.5 por ciento cuando se trabajan dentro de sus frecuencias especificadas. Los medidores de mayor exactitud se emplean como patrones o estndares de laboratorio para la potencia.

El wttmetro se especifica en trminos de su corriente, voltaje y potencia mximos. Se debe mantener cada una de las especificaciones para evitar daos al wttmetro. Una corriente excesiva podra daar las bobinas de corriente y su aislamiento. Un exceso de voltaje podra originar daos semejantes a la rama de la bobina de voltaje. En circuitos con bajo factor de potencia, se puede rebasar cualquiera de los lmites sin rebasar la capacidad en watts. 10

Medicin de potencias de corriente alterna (MEDICION INDIRECTA)

Mtodo de los TRES ampermetros

Mtodo de los TRES voltmetros

Mtodo del voltmetro, ampermetro, cosfimetro.

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Metodo de los tres amperimetros

IT IZ

IR

Diagrama Fasorial correspondiente

V 0

V 0

ZX = R + j XL

IR

IZ

IR

IT 180 -

V 0 IR

IZ

IR

IT 180 -


IT2 = IR

2 + IZ

2 - 2 IR IZ cos (180-) = IR

2 + IZ

2 + 2 IR IZ cos

IZ cos = IT2 - IR

2 - IZ

2

2 IR

V V

PZ = (IT2 - IR

2 - IZ

2 ) R

2

PZ = (IT2 - IR

2 - IZ

2 ) R

2

Los ampermetros debern de tener una resistencia

interna pequea.

R tiene que ser aproximadamente igual al modulo de la impedancia Zx.

R = IZxI

Para que la potencia sea la mas exacta posible deben cumplirse las siguientes

condiciones:

Recordemos que:

IZxI = V/ I

Para hallar la Impedancia Zx en forma experimental

La impedancia de carga (Zx) de un circuito en serie R-L. Donde RL es 35 ohmios y L 90 mH, f=60Hz Hallar la potencia activa que consume si A1= 2.065A, A2=2.063A, A3=3.844A.

Solucin: Encontrar las potencias de la impedancia en base a las lecturas de los amperimetros, encontrando por pitagoras el modulo de la carga que es igual a R, Z=R

PZ = (IT2 - IR

2 - IZ

2 ) R

2

PZ = (3.8442 - 2.063

2 2.065

2 ) 48.5

2 PZ = 151.784 W

Metodo de los tres voltimetros

PZ = (VT2 - VR

2 - VZ

2 ) 1

2 R

Para que la potencia sea la mas exacta posible deben cumplirse las siguientes

condiciones: R tiene que ser

aproximadamente igual al modulo de la impedancia Zx.

R = IZxI

Los voltmetros debern de tener una resistencia

interna muy alta.

Recordemos que:

IZxI = V/ I

Para hallar la Impedancia Zx en forma experimental

Se tiene una carga de impedancia Z, Cual es potencia activa, reactiva, aparente y fdp? Si:

I= 5.2A

V3=223V

V1=150V

V2=130V

Ejemplo

PZ = (2232 - 150

2 130

2 ) 1

2X28.8 PZ = 179.323 W

PZ = (VT2 - VR

2 - VZ

2 ) 1

2 R

SZ = 130 x 5.2 = 676VA

COSZ = P/S = 179.323/676 = 0.265

QZ = S sen z= VAR

Medicin directa del factor de potencia en corriente alterna monofsica

En la prctica industrial, y especialmente en las centrales elctricas, se emplea preferentemente la medicin directa del factor de potencia, por medio de aparatos de medida denominados fasmetros, cosfmetros o cocientmetros; con estos aparatos la exactitud es menor, pero la medicin resulta ms rpido y sencilla. Tambien pueden utilizarse analizadores de redes y en algunos casos osciloscopios.

Medicin indirecta del factor de potencia en corriente alterna monofsica

Procedimiento del Vatmetro, Voltmetro y Ampermetro

Procedimiento de los tres voltmetros

Procedimiento de tres ampermetros

Procedimiento del Vatmetro, Voltmetro y Ampermetro

Cuando se trata de corriente alterna senoidal, la potencia activa esta expresada por:

P= V I COS

COS = P / V I

Procedimiento del los tres amperimetros

IT IZ

IR


V 0

V 0

ZX = R + j XL

IR

IZ

IR

IT 180 -

V 0 IR

IZ

IR

IT 180 -


IT2 = IR

2 + IZ

2 - 2 IR IZ cos (180-) = IR

2 + IZ

2 + 2 IR IZ cos

cos = IT2 - IR

2 - IZ

2

2 IZ IR

Los ampermetros debern de tener una resistencia

interna pequea.

R tiene que ser aproximadamente igual al modulo de la impedancia Zx.

R = IZxI

Para que el factor de potencia sea la mas

exacta posible deben cumplirse las

siguientes condiciones:

Recordemos que:

IZxI = V/ I

Para hallar la

Impedancia Zx en forma

experimental

Ejemplo 1.- La impedancia de carga (Zx) de un circuito en serie R-L. Si A1= 2.07A, A2=2.12A, A3=3.95A. Encontrar el factor de potencia de Zx.

Procedimiento del los tres voltimetros

cos = VT2 - VR

2 - VZ

2

2 VZ VR

Metodo de los tres voltimetros

Para que la potencia sea la mas exacta

posible deben cumplirse las siguientes

condiciones: R tiene que ser

aproximadamente igual al modulo de la impedancia Zx.

R = IZxI

Los voltmetros debern de tener una resistencia

interna muy alta.

Recordemos que:

IZxI = V/ I

Para hallar la

Impedancia Zx en forma

experimental

En el siguiente circuito encontrar el factor de potencia de Zx. Si:

I=5.2A

V3=223V

V1=150V

V2=130V

Ejemplo

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Potencia Monofasisa de CA CLASE 7