Potencia Compleja

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

PRÁCTICA N°: 06
TEMA: POTENCIA COMPLEJA.

OBJETIVO: En base de las medidas de diferencia de potencial, intensidad de corriente y potencia activa. Estudiar la potencia compleja y determinar el triángulo de potencias en un circuito eléctrico.

TRABAJO PRÁCTICO:

1. Conversar con el profesor sobre objetivos y tareas.
2. Anotar en la hoja de datos lascaracterísticas del equipo y elementos dados.
3. Armar los circuitos de las figuras, incluyendo el equipo de maniobra y protección necesarias, con los elementos y valores propuesto por el instructor.
4. Anotar las medidas de voltaje y corriente en cada elemento (incluida la fuente).
5. Utilizar el vatímetro, con las conexiones correspondientes y en las escalas apropiadas, anotar lasmedidas de la potencia activa, total y en cada elemento.

MARCO TEÓRICO
Potencia en corriente alterna
Cuando se trata de corriente alterna (AC) sinusoidal, el promedio de potencia eléctrica desarrollada por un dispositivo de dos terminales es una función de los valores eficaces o valores cuadráticos medios, de la diferencia de potencial entre los terminales y de la intensidad de corriente que pasaa través del dispositivo.
En el caso de un circuito de carácter inductivo (caso más común) al que se aplica una tensión sinusoidal con velocidad angular y valor de pico resulta:

Esto provocará una corriente retrasada un ángulo respecto de la tensión aplicada:

La potencia instantánea vendrá dada como el producto de las expresiones anteriores:

Mediante trigonometría, la anterior expresiónpuede transformarse en la siguiente:

Y sustituyendo los valores del pico por los eficaces:

Se obtiene así para la potencia un valor constante, y otro variable con el tiempo, . Al primer valor se le denomina potencia activa y al segundo potencia fluctuante.
Potencia fluctuante
Al ser la potencia fluctuante de forma sinodal, su valor medio será cero. Para entender mejor qué es la potenciafluctuante, imaginemos un circuito que sólo tuviera una potencia de este tipo. Ello sólo es posible si φ = π / 2, quedando

caso que corresponde a un circuito inductivo puro o capacitivo puro. Por lo tanto la potencia fluctuante es debida a un solenoide o a un condensador. Tales elementos no consumen energía sino que la almacenan en forma de campo magnético y campo eléctrico.
Componentes de laintensidad

Figura 1.- Componentes activa y reactiva de la intensidad; supuestos inductivos, izquierdos y capacitivos, derecha.
Consideremos un circuito de C. A. en el que la corriente y la tensión tienen un desfase φ. Se define componente activa de la intensidad, Ia, a la componente de ésta que está en fase con la tensión, y componente reactiva, Ir, a la que está en cuadratura con ella (véaseFigura 1). Sus valores son:

El producto de la intensidad, I, y las de sus componentes activa, Ia, y reactiva, Ir, por la tensión, V, da como resultado las potencias aparente (S), activa (P) y reactiva (Q), respectivamente:

Potencia aparente

Figura 2.- Relación entre potencia activa, aparente y reactiva.
La potencia compleja (cuya magnitud se conoce como potencia aparente) de un circuitoeléctrico de corriente alterna, es la suma (vectorial) de la potencia que disipa dicho circuito y se transforma en calor o trabajo(conocida como potencia promedio, activa o real) y la potencia utilizada para la formación de los campos eléctrico y magnético de sus componentes que fluctuará entre estos componentes y la fuente de energía (conocida como potencia reactiva).
Esta potencia no es larealmente "útil", salvo cuando el factor de potencia es la unidad (cos φ=1), y señala que la red de alimentación de un circuito no sólo ha de satisfacer la energía consumida por los elementos resistivos, sino que también ha de contarse con la que van a "almacenar" las bobinas y condensadores. Se la designa con la letra S y se mide en voltamperios (VA) (la potencia activa se mide en vatios (W), y la...