SESION 10: MEDIDA DE LA POTENC IA ELECTRI CA EN CIRCUITOS TRIFÁSICOS – PARTE 1 I. OBJETI OBJETIVO VO
Analizar y verificar en forma experimental experimental la medida de potencia en circuitos trifásicos utilizando el método de los tres vatímetros y el vatímetro trifásico en conexión Aron. II.MARCO TEORICO Un sistema trifásico es una combinación de tres sistemas monofásicos, cuyas ondas ondas senoid senoidale ales s están están desfas desfasad adas as 12!. 12!. "omo "omo conse consecue cuenci ncia a la #otenc #otencia ia suministrada es i$ual a las potencias absorbidas por cada una de las fases, sin importar %ue conexión ten$an, sea en estrella o trián$ulo, en todos los casos la potencia total del sistema es i$ual a la suma de las potencias correspondientes a cada fase del sistema trifásico considerado. P T = P R + P S + P T T
&in embar embar$o $o un sistem sistema a trifás trifásico ico puede puede tener tener dos tipos tipos de car$a car$as' s' car$a car$as s e%uilibradas y dese%uilibradas, %ue van a variar las características del sistema trifásico y por ende el método en %ue se debe efectuar la medición de potencia. Medi Medici cion ones es de Po Pote tenc ncia ia Acti Activa va en corr corrie ient nte e alte altern rna a trifá trifási sica ca.. Carg Cargas as Equilibradas (n muc)as ocasiones, por e*emplo, en motores eléctricos $randes, en aparatos de calefacción, etc. +as tres fases están i$ualmente car$adas, se dice %ue se trata de car$as e%uilibradas. (s decir %ue por cada fase va a circular la misma corriente, y los án$ulos de desfase son tambien i$uales. (n este caso entonces la potencia total va a ser'
P T = 3 P f = 3V f I f cosφ Es decir que para la medición de la potencia trifásica es un sistema equilibrado, se puede utiliar un solo !atimetro monofásico " multiplicar los !alores obtenidos por tres# Medi Medici cion ones es de Po Pote tenc ncia ia Acti Activa va en corr corrie ient nte e alte altern rna a trifá trifási sica ca.. Carg Cargas as Desequilibradas (ste es el caso más $eneral %ue puede presentarse. (n este caso se emplea la expresión $eneral de la potencia' P T = P f$ T f$ + P f% f% +P f3 f3 = V R I R cosφ R + V S I S cosφ S + V T I T cosφ T Método de tres vatímetros #or lo tanto deben de utilizarse tres vatímetros. "ada vatímetro leerá entonces una corriente de línea y un volta*e de fase. (l sistema de los tres vatímetros permite medir y observar separadamente los procesos eléctricos en cada una de las fases de un sistema trifásico dese%uilibrado. esulta particularmente particularmente
apropiado en el caso de pe%ue-as potencias y $randes desfases. &in embar$o para la medición de potencias en sistemas trifásicos dese%uilibrados se utiliza principalmente el sistema de los dos !at&metros o sistema 'ron# Método de dos vatímetros o Método de Aron #ermite las mediciones de potencia en circuitos de corriente alterna trifásica de tres conductores, e%uilibrados o dese%uilibrados. especto al método anterior presenta las si$uientes venta*as' esulta muc)o más fácil y económico efectuar lecturas simultaneas de dos vatímetros %ue de tres. #ermite el empleo de un solo aparato de medida, con dos sistemas de medida y cuya escala indica directamente la potencia a medir . (n el sistema Aron las tensiones aplicadas a las bobinas voltimétricas son las tensiones de línea, el principio de la bobina oltimétrica /0 ó 3 debe estar conectado a la misma fase en la cual esta intercalada la bobina amperimétrica, y al final de la bobina oltimétrica, debe conectarse a la fase %ue no tiene nin$una bobina amperimétrica intercalada /es decir a la fase libre3. (ntonces la potencia total trifásica será i$ual a la suma de los dos vatímetros' P T = P $ + P % •
•
III. -
ELEMENTOS A UTILIZAR 1 fuente de alimentación trifásica variable /ariac trifásico3 4 vatímetros monofásicos 22 5A 1 vatímetro trifásico 22, 5A 4 resistencias variables 66 o)mios 6A 4 amperímetros i$uales de 5A 2 voltímetro 25 4 condensadores de 5uf 7 4, conductores para conexiones
IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 1. "olocar las escalas de los instrumentos en su máximo valor como primera precaución. 2. "alibrar la tensión de salida a 22 , tensión trifásica. 4. (ner$izar el circuito y utilizar las resistencias de 88 o)mios /2 resistencias de 66 en serie3, medir los valores en los instrumentos para cada variación de las resistencias , 6. 9edir los valores de los condensadores.
5. Armar el circuito de la fi$ura ad*unta y e$istrar los si$uientes valores.
Figura 3
V1
V2
V3
(V fa
(V fa
(V fa
A 1
1
:1.5
:8.2
:8.8
1.52
1.;1
1.;2
2;.5
4;.5
621.;
2
:1.6
:;.8
:8.4
1.68
1.:8
1.:5
4;.5
4;.5
655.:
3
:1.
:;.2
:;.<
1.48
1.6<
1.5
6;.5
5;.5
641.1
4
:.8
:;.2
:81
1.18
1.41
1.42
5;.5
:
61.5
5
:.5
:;.6
:;.;
1.4
1.16
1.1:
51
:
4<<.:
6
:.1
::.<
:8.6
1.1
1.<
1.1
51.6
5<.6
455.<
7
5<.<
::.8
:;.5
1.5
1.15
1.15
5.2
55.5
61:.2
N°
R
C1
C2
1
6
;
;
;
2
45
;
;
;
4
4
;
;
;
6
25
;
;
;
5
28
;
;
;
:
22
;
;
;
;
6:.2
;
;
;
N°
A2
A 3
W1
W 2
W3
C3
V CUESTIONARIO
1. (xplicar el 9étodo de 9edición de los =res vatímetros para medir potencia trifásica.
(l sistema de los tres vatímetros permite medir y observar separadamente los procesos eléctricos en cada una delas fases de un sistema trifásico dese%uilibrado. esulta particularmente apropiado en el caso de pe%ue-as potencias y $randes desfases. &in embar$o para la medición de potencias en sistemas trifásicos dese%uilibrados se utiliza principalmente el sistema de los dos vatímetros o sistema Aron.
Pt exp= W1+W2+
W3
2. A partir de los datos experimentales, calcular la potencia activa total, la potencia reactiva total suministrada al circuito, el factor de potencia y la potencia aparente total para cada variación de > /"3.
Pactiva 420.2222
Preactiv Paparen Pactiva cos(φ) Pt exp Preactiv a Paparen te cos(φ) 420.2222 te 398.0982 578.8513 0.725958 a 31 578.8513 25 0.725958 8 76 66 398.0982
31 443.5181 25 480.1915 8 653.6759 76 0.678498 27 653.6759 77 0.678498 75 44 6: 443.5181 480.1915 27 428.9651 77 541.8411 75 691.0882 44 0.620709 93 691.0882 79 0.620709 72 7 614 428.9651 541.8411 93 407.4713 79 617.6298 72 739.9321 7 0.550687 45 739.9321 43 0.550687 05 48 485 407.4713 617.6298 45 399.5780 43 540.7727 05 672.3821 48 0.594272 21 672.3821 11 0.594272 23 23 64 399.5780 540.7727 21 351.6805 11 23 700.4413 23 0.502084 4 605.7548 47 21 6< 351.6805 605.7548 700.4413 0.502084 4 416.2221 341.3928 47 538.3213 21 0.773185 24 538.3213 28 0.773185 91 18 644 416.2221 341.3928 24
28
91
18
4. "on los datos de los valores de las impedancias obtenidos obtener la #otencia activa teórica, la potencia reactiva total suministrada al circuito, el factor de potencia y la potencia aparente total teórica, y compararlos con los resultados obtenidos de los vatímetros experimentalmente.
6. ?allar los valores teóricos y dar las diver$encias de los valores teóricos y experimentales de la potencia trifásica, dando el error absoluto y relativo porcentual referido al valor teórico en forma tabulada. #C=(D"EA (F# 66
#C=(D"EA =(CE"A 621.;
6: 614
655.: 641.1
485
61.5
64
4<<.:
6<
455.<
644
61:.2
(C (+A=EC 18. 4 6.6 18. 1 25. 5 4. 6 54. 1 1:. 8
(C AG&C+U=C H 6.46 .<; 6.48 :.:2 ;.: 16.< 6.6
5. @ué métodos existen para realizar las mediciones de la potencia trifásicaB (xpli%ue cada uno
-
-
9étodo de los 4 atímetros
9étodo de Aron o 2 atímetros
-
9étodo de #otencia Activa en car$as e%uilibradas
VI. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES Iar sus conclusiones y observaciones en forma clara y concisa, como mínimo 5 conclusiones las más importantes del experimento realizado OBSERVACIONES Antes de ener$izar el circuito se necesita la aprobación de un docente. +a corriente a traba*ar debe ser menor a 2.;5 A ya %ue puede causar la muerte. +a conexión de un medidor de ener$ía eléctrica es similar a la de un vatímetro ya %ue
por un lado se conecta el volta*e y por otro la corriente "ada vez %ue se realice el cambio de un capacitor se debe apa$ar el circuito. (l variac trifásico consta de ; terminales y cada uno de ellos cumple una función especifica tanto como punto neutro, volta*e y ampera*e. CONCLUSIONES (xisten diferentes métodos de medición de potencia trifásica y todos conllevan al mismo resultado final. "on una conexión trifásica se tiene toda la potencia suministrada por el proveedor y no )ay perdidas. +as conexiones trifásicas son mas eficientes %ue las monofásicas ya %ue entre$an la totalidad de ener$ía y es mas fácil de repartirse. &e comprobó %ue las corrientes están desfasadas 12 $rados entre si. (l sistema trifásico presenta una serie de venta*as como son la economía de sus líneas de transporte de ener$ía y de los transformadores utilizados, así como su elevado rendimiento de los receptores, especialmente motores, a los %ue la línea
trifásica alimenta con potencia constante y no pulsada, como en el caso de la línea monofásica.
VII. BIBLIORAFIA -
)ttp'JJes.KiLipedia.or$JKiLiJ&istemaMtrifH"4HA1sico )ttp'JJKKK.bloodzone.netJforumsJf1Jmonofasicaotrifasica;:16J )ttp'JJKKK.trifasicos.comJ )ttp'JJKKK.delmarelectric.comJresourcesJsampc)apsJ)ermanJ?ermanMc)12.pdf
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