P.P. Ingeniería Mecánica, Mecánica Eléctrica y Mecatronica

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UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍA

FA C UL T A D D E C I E N C I A S E I N G EN I E R

Í A S FÍ S I C A S Y F O R M A L

ES

SESION 08: MEDIDA DE LA ENERGIA EN CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA

I. OBJETIVO

Analizar y verificar la forma de medir la energía en circuitos monofásicos de

corriente alterna.

Encontrar la potencia eléctrica instalada a partir de la lectura de energía eléctrica.

II. MARCO TEÓRICO:

Para hablar de la eficiencia de una máquina, hay que hablar no solamente de la

potencia utilizada, sino también del tiempo durante el que actuó. Por esto para

saber la energía consumida, debemos de multiplicar ambos factores.

Energía = Potencia * tiempo (Kw-H)

La unidad de energía es el julio, que es la energía que consume un circuito

eléctrico de un vatio durante el tiempo de un segundo.

El julio es una unidad demasiado pequeña, por lo que se establece la

unidad práctica del Kilovatio-hora (KW-H).

Para medir la energía consumida se utilizan los contadores eléctricos o también

llamados medidores de energía eléctrica; en ellos un mecanismo totalizador,

efectúa el producto de la potencia por el tiempo de utilización en cada instante ,y

hace la acumulación o suma reflejándose en un totalizador.

El contraste del medidor de energía eléctrica consiste en la determinación del

grado de exactitud con el cual el medidor registra la energía. Todos los medidores

deben ser contrastados antes de instalarlos, el primer contraste se efectúa en la

fabrica que los produce, luego, el comprador que por lo general es la empresa

concesionaria (en nuestro caso la SEAL), quien contrasta los medidores en

sus propios laboratorios o los hace contrastar en los laboratorios encargados

de la fiscalización de medidores. Se utilizan dos métodos de contrastación, uno

basado en el producto de Potencia *Tiempo, y el otro acusado por un medidor de

energía patrón. Cual de los dos métodos es más conveniente depende de la

cantidad de medidores a contrastar y de la exactitud del ajuste requerida.

Guía de Circuitos Eléctricos 2

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III. ELEMENTOS A UTILIZAR

- 01 vatímetro analógico monofásico de 0-250 V, 5 amp. Clase 0.5

- 01 medidor de energía de 220 V de 5 amp.

- 5 condensadores y 2 resistencias de 44 ohmios

- 02 multímetro digitales, 01 cronómetro

IV. ACTIVIDADES:

1. Anotar las características del medidor de energía a utilizarse, constante del

medidor, corriente nominal, etc.

2. Armar el circuito que se muestra en la figura adjunta

3. Regulando el variac monofásico obtener en el voltímetro “VT” una tensión de

120 voltios.

4. Variando la resistencia R1 desde su máximo valor de 88 ohmios hasta

40 ohmios como mínimo, y para diferentes capacitores en el circuito, no

deberá de circular más de 2.75 A en el circuito, registrar los valores V, E,

A, W del circuito para 06 valores de R1 y C.

5. Tomar las lecturas de los instrumentos V, A, W y cuantas vueltas dio el disco

del medidor y para esa cantidad de vueltas se tomará el tiempo con un

cronómetro, luego variar la impedancia Zx (compuesta de un condensador

y una resistencia en serie), tomando lecturas para todas las cargas, y

comparar la energía consumida por el producto de potencia por tiempo

indicada por el vatímetro y el cronometro respectivamente.

R1 () C (uF) V A W (watts) t (s)Eexp=P*t

(watt-seg)

Número de

vueltas

E

(Watts-seg)

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6. Para tomar cada lectura del medidor de energía, se contara cuantas vueltas

dio el disco del medidor y para esa cantidad de vueltas se tomará el

tiempo

con un cronómetro.

Donde:

E(W-seg) = 3 6 0 0 * 10 0 0 * n

Cn

n = número de vueltas del disco

Cn = Constante del medidor (rev/KWH)

V. CUESTIONARIO

1. Explicar con detalle el principio de funcionamiento del medidor de

energía monofásico utilizado en la experiencia.

2. Que influencia tiene una carga inductiva en el registro del medidor de

energía utilizado (KWH). Explique

3. Que influencia tiene una carga capacitiva en el registro del medidor

de energía utilizado (KWH). Explique

4. ¿En qué consiste el contraste de un medidor de energía y qué métodos

de contrastación de medidores existen? Explique con detalle.

5. Determine el error relativo de los tiempos ( E = tnominal – tmedido) así como

también encuentre el error relativo

VI. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES

Dar sus conclusiones y observaciones en forma clara y concisa, como

mínimo 5 de cada una del experimento realizado

VII. BIBLIOGRAFÍA

Indique la bibliografía o pagina web que utilizo.