informe de laboratorio

MISIN Y VISIN DE LA ESPE

MISIN

Formar profesionales e investigadores de excelencia, creativos, humanistas, con capacidad de liderazgo, pensamiento crtico y alta conciencia ciudadana; generar, aplicar y difundir el conocimiento y proporcionar e implantar alternativas de solucin a los problemas de la colectividad, para promover el desarrollo integral del Ecuador.VISIN Lder en la gestin del conocimiento y de la tecnologa en el Sistema Nacional de Educacin Superior, con reconocimiento en Amrica Latina y referente de prctica de valores ticos, cvicos y de servicio a la sociedad.

MISIN Y VISIN DE LA CARRERA DE INGENIERA MECATRNICAMISINFormar profesionales e investigadores con una slida base cientfica, tcnica y humana, con conciencia social, respetuoso del medio ambiente, y liderazgo en los diversos contextos de actuacin profesional y personal, siendo capaz de desarrollar de manera eficiente y con alta calidad sus competencias profesionales, en la solucin de los problemas tcnicos inherentes a su mbito y de esta manera contribuir al desarrollo del Pas.VISIN.Lder en la gestin del conocimiento relacionado con la Mecatrnica en el Sistema Nacional de Educacin Superior, acreditada a nivel nacional con la prctica de valores ticos, cvicos y de servicio a la sociedad.

INFORME DE PRCTICA DE LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS IITEMA: Potencia en Circuitos Trifsicos.OBJETIVOS: Determinar las potencias que se disipan en los circuitos planteados en las hojas guas. Aplicar la teora estudiada en clases para determinar potencias activas y reactivas. Entender el comportamiento de la potencia en sistemas trifsicos.

INTRODUCCIN:Cuando una corriente elctrica fluye en cualquier circuito, puede transferir energa al hacer un trabajo mecnico o termodinmico. Los dispositivos convierten la energa elctrica de muchas maneras tiles, como calor, luz (lmpara incandescente), movimiento (motor elctrico), sonido (altavoz) o procesos qumicos. La electricidad se puede producir mecnica o qumicamente por la generacin de energa elctrica, o tambin por la transformacin de la luz en las clulas fotoelctricas. Por ltimo, se puede almacenar qumicamente en bateras. Potencia Activa: Es la potencia en que enel procesode transformacin de la energa elctrica se aprovecha como trabajo, los diferentes dispositivos elctricos existentes convierten la energa elctrica en otras formas de energa tales como: mecnica, lumnica, trmica, qumica, etc. Esta dado por un nmero real.Potencia Reactiva: Potencia disipada por las cargas reactivas (Bobinas o inductores y capacitores o condensadores).Se pone de manifiesto cuando existe un trasiego de energa entre los receptores y la fuente, provoca prdidas en los conductores, cadas de tensin en lo mismos, y un consumo de energa suplementario que no es aprovechable directamente por los receptores. Como est conformada por bobinas y capacitores es importante saber que las bobinas se toman positivas y los condensadores negativos. Estos se pueden sumar algebraicamente.

La potencia reactiva o inductiva no proporciona ningn tipo de trabajo til, pero los dispositivos que poseen enrollados de alambre de cobre, requieren ese tipo de potencia para poder producir el campo magntico con el cual funcionan. La unidad de medida de la potencia reactiva es elvolt-ampere reactivo(VAR). Esta dada por nmeros imaginarios.

MARCO TERICO:Sistema trifsicoEs un sistema de produccin, distribucin y consumo de energa elctrica formado por tres corrientes alternas monofsicas de igual frecuencia y amplitud (y por consiguiente, valor eficaz) que presentan una cierta diferencia de fase entre ellas, en torno a 120, y estn dadas en un orden determinado. Cada una de las corrientes monofsicas que forman el sistema se designa con el nombre de fase.Un sistema trifsico de tensiones se dice que es equilibrado cuando sus corrientes son iguales y estn desfasados simtricamente.Ventajas de los sistemas trifsicos:1. La produccin de las mquinas trifsicas es siempre mayor que las de las mquinas monofsicas del mismo tamao, aproximadamente 1,5 ms. As para un tamao y voltaje dado un alternador trifsico ocupa menos espacio y es menos costoso tambin que los monofsicos del mismo tamao.2. Para una transmisin y distribucin, los sistemas trifsicos necesitan menos cobre o menos material conductor que un sistema monofsico simple dado en voltio amperios y voltaje por lo que la transmisin es mucho ms econmica.3. Es posible producir campos magnticos rotatorios con bobinados estacionarios usando el sistema trifsico. Por ello los motores trifsicos son de autoarranque.4. En un sistema monofsico, la potencia instantnea es una funcin del tiempo y flucta w.r.t. veces esta fluctuacin de potencia causa vibraciones considerables en los motores monofsicos. Por ello el rendimiento de los sistemas monofsicos es pobre. Sin embargo, la potencia instantnea en los sistemas trifsicos es constante.5. Los sistemas trifsicos dan una salida estable.6. Una alimentacin monofsica puede obtenerse de los circuitos trifsicos pero trifsica no puede obtenerse de un motor monofsico.7. El factor de potencia de los motores monofsicos es pobre en relacin a los motores trifsicos equivalentes.8. Para mquinas convertidores como los rectificadores, el voltaje de salida en corriente continua es ms uniforme si el nmero de fases se incrementa.Potencia en un sistema trifsicoEn un sistema trifsico, para calcular la potencia de cada fase, aplicaremos las mismas expresiones que para un sistema monofsico. Estas expresiones sern: Potencia activa: En cada fase la potencia activa se calcular:La unidad de medida ser el Watio (W). Potencia reactiva: La potencia reactiva se calcular para cada fase usando la expresin:

La potencia reactiva se medir en Voltamperios reactivos (VAr). Potencia aparente: Igualmente, la potencia aparente se calcular para cada fase:

La unidad de medida es el Voltamperio (VA).Las potencias totales en un sistema trifsico sern:

Si se trata de un sistema equilibrado, el clculo de la potencia se simplifica bastante al ser iguales las tensiones, intensidades y ngulos de fase:

Las potencias instantneas en las fasesEl clculo de las potencias en cada una de las fases de un sistema trifsico son:

Usando identidades trigonomtricas:

Que se suman para producir la potencia instantnea total

Como los trminos en corchetes constituyen un sistema trifsico simtrico, ellos suman cero y la potencia total resulta constante

o, sustituyendo la corriente de pico,

Si trabajamos con tensin y corriente de lnea, estas frmulas son aplicables tanto a la conexin estrella como al tringulo.

MATERIALES Y EQUIPOS:Mdulo de fuente de alimentacin (0-120/208V/ 3)EMS 8821Mdulo de medicin de c-a(250/250/250V)EMS 8426Mdulo de medicin de c-a(0.5/0.5/0.5A) EMS 8425Mdulo de resistenciaEMS 8311Mdulo de inductanciaEMS 8321Cables de conexinEMS 8941

PROCEDIMIENTOS Y RESULTADOS:1) Circuito 1Debemos conectar el circuito mostrado en la figura 1, utilizando los mdulos de EMS de fuente de alimentacin, medicin de c-a, resistivos e inductivos.Conectamos la fuente de alimentacin y ajustamos el voltaje a 208 V c-a, segn lo indique el voltmetro.Ajustamos cada seccin de inductancia a una reactancia de 300 ohms.Medimos los datos obtenidos por cada voltmetro y ampermetro en las cargas inductivas L1, L2, L3:

E1= 119 V c-a I1= 0.41 A c-a E2= 111 V c-a I2= 0.4A c-aE3 = 112 V c-a I3= 0.41 A c-a

El voltaje promedio obtenido en las lneas es de 114 V.Las corrientes y voltajes estn balanceados.El valor medio de la corriente de lnea es: I lnea= 0.4067 A c-aEl valor del voltaje de lnea a lnea es: E lnea a lnea= 208 V c-aLa potencia reactiva de cada una de las cargas inductivas es:E1 * I1= 119*0.41 = 48.74 var (L1)E2 * I2= 111*0.40 = 44.4 var (L2)E3 * I3= 112*0.41 = 45.92 var (L3)La potencia reactiva total trifsica usando la suma es:var L1 + var L2 + var L3 = 139.11 varLa potencia reactiva total trifsica usando los voltajes e intensidades es:E lnea a lnea * I lnea * 1.73 = 84.5 varLos dos valores de potencia reactiva coinciden.

2) Circuito 2Ahora conectamos el circuito de la figura 2, usando los mdulos EMS de fuente de alimentacin, medicin de c-a, resistivos e inductivos. Conectamos la fuente y la ajustamos a 208 V c-a, as mismo ajustamos cada resistencia a 400 Ohms y en la seccin de inductancia se mantiene la reactancia a 300 ohms.Medimos las corrientes de lnea y los voltajes aplicados a cada una de las cargas inductivas L1, L2, L3:E1= 64 V c-a I1= 0.22 A c-aE2= 62 V c-aI2= 0.21 A c-aE3 = 65V c-a I3= 0.22 A c-aReducimos el voltaje a cero, desconectamos la fuente alimentacin y conectamos los voltmetros como se muestra en la Figura 3.Conectamos la fuente y la ajustamos a 208 V c-a.Los voltajes aplicados a cada carga resistiva R1, R2 y R3 son:

Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE Latacunga

E4 = 90 V c-aE5 = 88 V c-aE6 = 89 V c-aLa potencia real disipada en las tres resistencias es:E4 * I1 = 90 * 0.22 = 19.8 WE5 * I2 = 88 * 0.21 = 18.48 WE6 * I3 = 89 * 0.22 = 19.58WTotal de potencia trifsica real = 57.86 W.La potencia reactiva total en los tres inductores es:E1 * I1 = 64 * 0.22 = 15,18 varE2 * I2 = 62 * 0.21 = 13.02 varE3 * I3 = 65 * 0.22 = 14.3 varTotal de potencia reactiva trifsica = 42.5 var.

La potencia aparente trifsica es:

Total de potencia aparente trifsica 3 = 71.767 VALa potencia aparente trifsica total mediante la frmula es:E lnea a lnea * I lnea * 1.73 = 24.38 VAExiste una variacin de voltaje mnima.El factor de potencia utilizando las potencias totales reales y aparentes trifsicas:57.86W / 71.767 VA = 0.8PRUEBA DE CONOCIMIENTOS 1. un motor trifsico toma una corriente de 10 amperes en una lnea de 440 volts, siendo su factor de potencia del 80 por ciento. a) Calcule la potencia aparente Triangulo de potencias

= 7261 b) Calcule la potencia real.

= 6096.82c) Calcule la potencia reactiva

2. Un transformador trifsico entrega 120kVA a una carga trifsica, siendo 2400v el voltaje de lnea a lnea. a) Calcule la potencia por lnea

Conclusiones:1. Al trabajar con cargas equilibradas para calcular la potencia aparente, podemos calcular con la frmula: Recomendaciones:1. Tener las debidas precauciones y cuidado con la fuente de alimentacin tomando en cuenta que al hacer las respectivas conexiones la fuente debe estar apagada y con un voltaje de cero.1. La fuente de alimentacin debe ser apagada despus de cada lectura de datos que entrega la conexin, sobre todo cuando se realiza con cargas ya que estas disipan calor y al mantenerlas conectadas por largos periodos de tiempo pueden quemarse.

1. Conectar de forma apropiada los diferentes elementos para obtener resultados correctos.Bibliografa:Joseph A. Edminister (2003). Circuitos Elctricos. McGraw-HillCharles K. Alexander, Matthew N. O. Sadiku. McGraw-Hill