Ao de la Diversificacin Productiva y del Fortalecimiento de la Educacin

FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRONICA Y MECATRONICACARRERA PROFESIONAL DE ING. ELECTRICA Y DE POTENCIA

CURSO : CIRCUITOS ELECTRICOS II TEMA : POTENCIA ALTERNA MONOFASICA Y CORRECCION DEL FACTOR DE POTENCIA DOCENTE : SANDOVAL VALENCIA, Jos Andrs ALUMNO : VALERIANO MENDOZA, Jhan Carlos TURNO : NOCHE CICLO : 2015-I HORARIO : LUNES 20:15-21:45 / MIERCOLES 20:15-20:45 LIMA PER2015LABORATORIO N2

POTENCIA ALTERNA MONOFASICA Y CORRECCION DEL FACTOR DE POTENCIA

OBJETIVOS: 1.- Medir y determinar la potencia activa monofsica con un vatmetro2.- Determinar la potencia aparente y reactiva de una carga inductiva3.- Medir y verificar las relaciones de corriente antes y despus de corregir el factor de potencia4.- Mejorar el factor de potencia de una carga inductiva

MARCO TEORICO:Potencia elctrica en corriente alterna La medicin de potencia en corriente alterna es ms complicada que la de corriente continua debido al efecto de los inductores y capacitores. Por lo que en cualquier circuito de corriente alterna existen estos tres parmetros de inductancia, capacitancia y resistencia en una variedad de combinaciones.

Potencia en corriente alterna monofsica

En circuitos puramente resistivos la tensin (V) est en fase con la corriente (i), siendo algunos de estos artefactos como lmparas incandescentes, planchas, estufas elctricas etc. Toda la energa la transforma en energa lumnica o energa calorfica.

Mientras que en un circuito inductivo o capacitivo la tensin y la corriente estn desfasadas 90 una respecto a la otra.En un circuito puramente inductivo la corriente est atrasada 90 respecto de la tensin.

Y en un circuito puramente capacitivo la corriente va adelantada 90 respecto de la tensin.

En un circuito elctrico de corriente alterna se pueden llegar a encontrar tres tipos de potencias elctricas diferentes:

Potencia activaLos diferentes dispositivos elctricos convierten energa elctrica en otras formas de energa como: mecnica, lumnica, trmica, qumica, entre otras. Esta energa corresponde a la energa til o potencia activa o simplemente potencia, similar a la consumida por una resistencia. Expresada en watts.

De donde:P = Potencia de consumo elctrico, expresada en watt (W)I = Intensidad de la corriente que fluye por el circuito, en ampere (A)Cos = Valor del factor de potencia o coseno de fi

(En los dispositivos que poseen solamente carga resistiva, el factor de potencia es siempre igual a 1, mientras que en los que poseen carga inductiva ese valor ser siempre menor de 1).

Potencia reactivaLos motores, transformadores y en general todos los dispositivos elctricos que hacen uso del efecto de un campo electromagntico, requieren potencia activa para efectuar un trabajo til, mientras que la potencia reactiva es utilizada para la generacin del campo magntico, almacenaje de campo elctrico que en s, no produce ningn trabajo. Es la potencia necesaria para crear los campos elctricos y magnticos. Es una potencia devuelta al circuito, pero que est presente.La potencia reactiva esta 90 desfasada de la potencia activa. Esta potencia es expresada en volts-amperes reactivos. (VAR)

La frmula para hallar la potencia reactiva de un circuito elctrico es la siguiente:

De donde:Q = Valor de la carga reactiva o inductiva, en volt-ampere reactivo (VAR)S = Valor de la potencia aparente o total, expresada en volt-ampere (VA)P = Valor de la potencia activa o resistiva, expresada en watt (W)

Potencia aparenteEs la que resulta de considerar la tensin aplicada al consumo de la corriente que ste demanda. Es tambin la resultante de la suma de los vectores de la potencia activa y la potencia reactiva. Esta potencia es expresada en volts-amperes ( VA )

La frmula matemtica para hallar el valor de este tipo de potencia es la siguiente:

De donde:S = Potencia aparente o total, expresada en volt-ampere (VA) V = Voltaje de la corriente, expresado en volt I = Intensidad de la corriente elctrica, expresada en ampere (A)

Potencia en corriente alterna trifsicaLa potencia que consume un receptor trifsico es igual a la suma de la potencia que consume cada una de las fases. Esta afirmacin sirve tanto para potencias activas,Reactivas como aparente. Si los receptores estn equilibrados tendremos:

Si la tensin usada es la de fasePotencia activa P=3* VF*IF* cos phi Potencia reactiva: Q=3* VF*IF* sen phi Potencia aparentes=3* VF*IF

Si la tensin es de lneaPotencia activa=P=3*VL*IL* cos phi Potencia reactiva=Q=3*VL*IL* sen phi Potencia aparente=S=3*VL*ILTal como vimos en las potencias monofsicas, las resistencias slo consumen potencia activa, y las bobinas y condensadores slo consumen potencia reactiva. As, podemos tambin expresar las potencias como:

P=3*I2*R

Se denomina corriente monofsica a la que se obtiene de tomar una fase de la corriente trifsica y un cable neutro. Este tipo de corriente facilita una tensin de 220/230 voltios, lo que la hace apropiada para que puedan funcionar en electrodomsticos y luminarias.

En corriente alterna la potencia entregada depende de la carga conectada al circuito y ms concretamente al desfase que provoque la carga entre v e i.

la carga es resistiva pura, la tensin y la corriente estn en fase, en este caso lapotencia es siempre de signo positivo.

El Factor de potencia El factor de potencia se define como el cociente de la relacin de la potencia activa entre la potencia aparente; esto es: f.d.p. = P/S El factor de potencia es un trmino utilizado para describir la cantidad de energa elctrica que se ha convertido en trabajo. El valor ideal del factor de potencia es 1, esto indica que toda la energa consumida por los aparatos ha sido transformada en trabajo. Por el contrario, un factor de potencia menor a la unidad significa un mayor consumo de energa necesaria para producir un trabajo til. La potencia efectiva o real es la que en el proceso de transformacin de la energa elctrica se aprovecha como trabajo: es la potencia activa P:Sistema monofsico: P = VIcos jSistema trifsico P= 3VIcos jLa potencia reactiva Q es la encargada de generar el campo magntico que requieren para su funcionamiento los equipos inductivos como los motores y transformadores:Sistema monofsico: Q = VIsen jSistema trifsico: Q = 3VIsen jLa potencia aparente S es la suma geomtrica de las potencias activa y reactiva, o tambin:Sistema monofsico: S = VISistema trifsico: S = 3VI Grficamente estas tres expresiones estn relacionadas mediante el "tringulo de potencias" :

Dependiendo del tipo de carga, el factor de potencia puede ser: adelantado, retrasado, igual a 1. En las cargas resistivas como las lmparas incandescentes, la tensin y la corriente estn en fase en este caso, se tiene un factor de potencia unitario. En las cargas inductivas como los motores y transformadores, la intensidad se encuentra retrasada respecto a al tensin. En este caso se tiene un factor de potencia retrasado. En las cargas capacitivas como los condensadores, la corriente se encuentra adelantada respecto al voltaje. En este caso se tiene un factor de potencia adelantado.

Un receptor que debe de producir una potencia P lo puede hacer absorbiendo de la lnea una potencia Q o Q' tal como se ve en el esquema de debajo, con cos j y cos j ' respectivamente (j