Mediciones Eléctricas II CET 18 – Modalidad Electromecánica

Prof. Fabricio Curilef 1

Medición de Potencia en AC

La determinación de la potencia en corriente alterna (AC) normalmente suele

realizarse por medio de Vatímetros, los cuales miden directamente la potencia,

o bien mediante Contadores en los que la potencia se obtiene a partir de la

energía registrada.

VATÍMETROS

El instrumento encargado de medir la potencia

en AC es el Vatímetro. Su representación

esquemática es la de la Figura 1 y su principio

de funcionamiento está basado en la

interacción de dos campos magnéticos los

cuales son creados por la corrientes Ia e Iv que

circulan por las bobinas de que dispone en su interior; el par producido entre

ambos campos es proporcional al producto Ia x Iv x cos(θav) , siendo θav el

desfase entre las corrientes Ia e Iv. El vatímetro consta, como ya se ha indicado,

de dos bobinas (prácticamente se consideran resistencias puras) con las

siguientes características:

Bobina amperométrica (ra): Se conecta en serie con la línea de corriente y su

resistencia deberá ser lo menor posible con el fin de no perturbar la diferencia

de potencial que existe en el circuito entre B y C.

Bobina voltimétrica (rv): Se conecta en paralelo con la carga cuya potencia se

quiere medir y su resistencia deberá ser lo mayor posible para, de esta forma,

evitar que el vatímetro desvíe corriente a la carga.

Se define como vatímetro ideal aquél en el que se cumple que ra = 0 y rv→∞∞∞∞.

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Ya se ha comentado anteriormente que la indicación de un vatímetro es

proporcional al producto Ia x Iv x cos(θav). Eligiendo una constante de

proporcionalidad igual a rv la indicación del vatímetro será:

W = rv x Ia x Iv x cos(θav)

Puesto que rv x Iv es el módulo de la tensión entre A y C y dicha tensión está

desfasada con Ia el mismo ángulo que Iv e Ia (si la bobina puede considerarse

resistiva), es evidente que la indicación del vatímetro es la potencia activa

consumida por una carga situada entre B y C. En la siguiente figura se

muestra la conexión de un vatímetro para la medida de la potencia activa

consumida por una carga

.

VATÍMETROS REACTIVOS

Para la medida de la potencia reactiva

se emplean vatímetros en los que la

bobina voltimétrica es prácticamente

reactiva (predomina la componente

inductiva de la bobina sobre la

resistiva). Su representación es similar

a la de los vatímetros convencionales,

como puede observarse en la figura.

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Solamente deberá indicarse que la bobina voltimétrica tiene carácter inductivo.

Puede demostrarse, al igual que se ha hecho para los vatímetros

convencionales del apartado anterior, que la indicación de los vatímetros

reactivos es:

Wr = Ia x Vac x sen(θav)

Es decir, la potencia reactiva Q absorbida por una carga colocada entre B y C.

La conexión de estos vatímetros es igual que la de los vatímetros

convencionales.

La potencia reactiva de una carga monofásica solamente puede medirse, en

principio, con vatímetros de bobina reactiva. Sin embargo, como se verá mas

adelante, en redes trifásicas es posible medir la potencia reactiva utilizando

para ello únicamente vatímetros convencionales.