10 CENTRALES


PRÁCTICA #10
LICENCIATURA EN INGENIERÍA ELÉCTRICA.

Circuito R, L, C. Potencia Real y Reactiva.
Factor de potencia y su corrección.

Objetivo.- Interpretar el efecto que produce un circuito R, L, C. Entender que es la potencia real y potencia reactiva. Observar el factor de potencia y su corrección.
TEORIA.-
La resistencia disipa energía solo por oposición al paso de la corriente eléctrica,el resultado es que no hay un desfasamiento a la salida, el voltaje y la corriente están en fase, ya que R controla la corriente (figura 1).




Figura 1
En la inductancia la corriente se retrasa respecto al voltaje. Por lo que en una inductancia se almacena energía en el campo magnético. Baja el factor de potencia (figura 2).





Figura 2
En la capacitancia la corriente es adelantada respecto alvoltaje. Por lo que en una capacitancia se almacena energía en sus placas. Se utiliza para corregir el factor de potencia (figura 3).

Figura 3

En los circuitos de corriente directa, la potencia en watts es siempre el producto del voltaje por la corriente.

En los circuitos de corriente alterna, el producto de la corriente por el voltaje es mayor que la energía real porque es afectado por unfactor de potencia.

En los circuitos trifásicos de 3 y 4 hilos, se mide la energía por un wattmetro de construcción especial. La potencia por unidad de tiempo se llama energía.

La energía reactiva es la energía que está asociada a los campos magnéticos en los inductores: motores, plantas de soldar, transformadores y otros (es negativa), o a la energía asociada a la carga y descarga de loscondensadores: banco de capacitores, líneas de transmisión y motores síncronos (es positiva).
Ninguna de estas energías o potencias reactivas, produce trabajo. Solo la potencia real produce trabajo. La potencia reactiva se expresa en volts-ampere reactivos VAR. Se requiere una potencia reactiva para producir campo magnético en motores, o un campo eléctrico en un capacitor.
La energía real y la energíareactiva se cuantifican en los medidores wattmetro y varmetro.







Factor de potencia.- Es la potencia necesaria para producir los campos magnéticos en los inductores o la potencia necesaria para producir los campos eléctricos en capacitores. Esta potencia no produce trabajo pero es necesaria.



Las compañías suministradoras proporcionan la potencia aparente S. Por lo que sancionan a las empresasque tienen un bajo factor de potencia. Esto nos lleva a que tenemos que corregir el factor de potencia y llevarlo lo más cerca de la unidad. Para esto se utiliza los capacitores para corregir el factor de potencia, que se conecta en paralelo con la carga, aprovechando así, la potencia lo mejor posible. El factor de potencia autorizado por CFE es de 0.9 o sea que el cosφ = 0.9.

Figura 5.- Cuadrode impedancias. 1

EXPERIMENTOS Y DESARROLLO.
Usando tres resistencias de 300Ω = R conectadas en estrella. Inductancias de 300Ω = XL, capacitancias de 300Ω=XC y un motor trifásico de inducción.

TABLA 1.- DATOS EXPERIMENTALES CARGA R,L,C

CARGA
E
I
W
VAR
VA

FP
1
R= 300Ω
211
0.36
140
0
140
131.56
1
2
L= 300Ω
209
0.38
15
150
150.74
137.55
0.09
3
C= 300Ω
209
0.37
0
-150
150
133.93
0
4
R‖C= 300Ω
2100.53
140
-150
205.18
192.78
0.68
5
R‖L= 300Ω
209
0.55
150
145
208.62
199.1
0.72
6
C‖L= 300Ω
210
0.04
15
0
15
14.55
1
7
MOTOR DE INDUCCIÓN
174
1.02
80
300
310.48
307.40
0.25


Al motor de inducción, se cambió de la fuente variable a la fuente fija.
TABLA 2.- RELACIONES TENSIÓN CORRIENTE

E
I
W
VAR
VA

FP
Fuente variable
174
1.02
80
300
310.48
307.40
0.25
Fuente fija
211
1.32
120
300
323.11
482.410.37

Al motor de inducción, también se le hicieron las pruebas de mejoramiento del factor de potencia. Se le conectaron todos los capacitores disponibles en el banco y los resultados fueron los siguientes:

TABLA 2.- DATOS OBTENIDOS CON EL CAPACITOR

E
I
W
VAR
VA

FP
corregido
210
0.6
115
195
226.38
218.23
0.5

Conectándole los capacitores disponibles en el banco, se logró hacer un mejoramiento...