EXPERIMENTO N 09
MEDIDA DE LA POTENCIA ACTIVA EN CIRCUITOS TRIFASICOS BALANCEADOS
Y DESBALANCEADOSDESARROLLO DEL CUESTIONARIO1.- Haga un breve
comentario de las mediciones efectuadas en el procedimiento, paso
(3).Para la primera medicin se utilizo una carga netamente
resistiva, siendo reguladas sus resistencias a su mximo valor y
despreciando las inductancias o colocndolas a su mnimo valor, luego
medimos los voltajes de fase y las corrientes de lnea, para
determinar los valores de la resistencia utilizando la relacin R =
Vf/IL, para la segunda medicin se utilizo una carga inductiva con
su mximo valor y su resistencia a su mnimo valor luego se procedi a
medir su voltaje de fase y su corriente de lnea, para determinar
los valores de la reactancia inductiva utilizando la relacin X =
Vf/IL y la potencia total activa para ambas pruebas es W = W1 + W2
donde en la primera prueba marcara un valor determinado y en la
segunda prueba marcara casi cero pues existe un valor porque en los
devanados existe una pequea resistencia pues vatmetro solo marca
potencia activa (en las resistencias) mas no
reactiva.VLW1W2VfA1A2A3
216-0.080.111310.370.40.38
2160.135-0.1351251.030.991.06
Los primeros valores son en el caso de carga puramente resistiva
y los otros para carga netamente reactiva.
2.- A partir de los datos experimentales obtenidos en
(4):VLW1W2VfA1A2A3
2160.10.061270.450.450.45
2160.110.0571260.490.490.49
2160.120.0561260.530.530.53
2160.1420.051240.650.650.65
a) Calcule la potencia activa total suministrada al circuito, el
fdp, y la potencia aparente total para cada caso de los puntos
considerados.
La potencia total activa ser:
W = W1 +W2
Siendo S la potencia total aparente:
W1W2Wcos()S
100601600.950371168.3553
110571670.910974183.3203
120561760.88761198.2852
142501920.789539243.1799
b) Graficar el cociente de las lecturas de los vatmetros (parte
menor / parte mayor) en funcin del factor de potencia, en papel
milimetrado.
3) A partir de los datos obtenidos en los pasos 5), 6), 7) y 8)
determinar.
a) Determinar analticamente las corrientes de fase y potencia
medida por cada vatmetro. Tomando como datos la alimentacin de
tensin y la carga. Tabule los resultados experimentales con los
valores calculados. Explique:
Para calcular las corrientes de fase, utilizaremos la siguiente
expresin:
Donde el voltaje de fase es conocido, y la Z que es la
impedancia de la fase, que se calculo con los datos anteriores:En
el circuito # 1, con secuencia positiva, se tiene:
216 = (609,7 + j 271,54) I 1 - (280,7 + j 135,77) I 2216 ( -120
= - (280,7 + j 135,77) I 1 + (509,5 + j 271,54) I 2Resolviendo se
obtiene:
I R = 0,373 ( -56,84 ; I S = 0,428 ( -171,68 ; I T = 0,434
(59,57
Las potencias sern: W 1 = 220 (0,373) Cos (56,84) = 44,885 w
W 2 = 220 (0,434) Cos (60 - 59,57) = 95,5 w
Entonces: W T = 44,885 + 95,5 = 140,36 w
b) Muestre para cada secuencia de fases un diagrama fasorial
indicando las tensiones de lnea y de fase y las corrientes
obtenidas a partir de lo calculado en a)
c) Determine el factor de potencia utilizando la expresin
siguiente:
W2= Potencia total indicada en el circuito 2
W1= Potencia total indicada en el circuito 1
R = 170/175 = 0,9714
fdp = 0,507d) De los resultados obtenidos en a), halle la
potencia activa total Wt consumidas y la potencia reactiva total
QT, luego determine el factor de potencia con:
De los valores de corrientes y tensin tenemos WT =170 y QT
=280
Con lo que:
fdp = 0,519e) Compare los valores del factor de potencia
obtenido en c) y d) explique las diferencias obtenidas.
fdp c fdp d = 0,0231
%error = 2,31%
La diferencia es debido a que R se obtuvo de la formula
R= W2/W1, y como la escala de los vatmetros era dificultosa
ocasiono errores de lectura.
OBSERVACIONES Y CONCLUCIONES
Con las primeras mediciones se trata de demostrar que en un
circuito puramente resistivo desbalanceado la potencia total
consumida es la suma de la medida de los vatmetros; mientras que en
un circuito puramente resistivo la suma algebraica de los vatmetros
debe ser cercana a cero, en el experimento se tiene una potencia
relativamente pequea que viene a ser la potencia consumida por la
resistencia interna de los instrumentos y de las inductancias.
Tambin se debe tener en cuenta que los instrumento tienen un error
mayor cuando las magnitudes son pequeas comparadas con su fondo de
escala.
Tambin se nota en el primer circuito que a medida que la
resistencia disminuye el factor de potencia tambin lo hace, esto
debido a que el circuito se hace ms notoria la presencia de las
inductancias. La divergencia entre los valores tericos y
experimentales de las potencias en la primera parte es menos del
5%.
En la segunda parte del experimento, al hallar los valores
analticos de las corrientes, se debe tener presente en los
diagramas fasoriales, que el cambio de fase se realiza modificando
los terminales del circuito mas no de la fuente, es por eso que en
ambas secuencia de fases los voltajes de lnea permanecen iguales
para ambas secuencias. Tambin la nomenclatura de los voltajes de
fase cambian segn la secuencia. Donde se nota un cambio de
secuencia de fases es en las posiciones de las corrientes, en RST
las corrientes tienen secuencia A1, A2 y A3, y en RTS la secuencia
es A1, A3 y A2.
Es importante hacer notar que en los diagramas fasoriales se
cumple la suma de voltajes y la suma de corrientes es cero.
Al hallar el fdp del circuito de la segunda parte se observa
entre el obtenido analticamente y experimentalmente una divergencia
del 5%, lo que nos dice de una buena exactitud del experimento. En
conclusin se ha demostrado que para un circuito desbalanceado la
potencia total de consumo es la suma algebraica de los valores
ledos por los vatmetros; y que el fdp disminuye cuando la cantidad
de reactivos es ms notoria.
OBSERVACIONES DE INSTRUMENTOS UTILIZADOS
VATIMETROS:
250v 2.5/5 AMP
MULTIMETROS:Meteman
RESISTENCIAS:
VARIABLES
INDUCTANCIAS:
T
S
R
N
Voltajes de lnea en azul
Corrientes en Rojo
S
T
R
N
Voltajes de lnea en verde
Corrientes en amarillo
_1274427034.unknown
_1274538384.unknown
_1274538479.unknown
_1274537653.unknown
_1274426968.unknown
