Factor de potencia

TÍTULO:
PRÁCTICA N° 6
POTENCIA COMPLEJA
OBJETIVO:
- En base de las medidas de voltaje, intensidad de corriente, potencia activa, factor de potencia. Estudiar la potencia compleja y determinar el triángulo de potencia en un circuito eléctrico.

MATERIALES:

Elementos activos:

Elementos pasivos:

1 Voltaje de la red EEQSA

Lámpara incandescente – 110 V – 25 W
1 Reóstato de170 ohmios
1 Capacitor de 10 microfaradios
1 Inductor núcleo de aire

Equipos de medida: 1 Voltímetro A. C.
1 Amperímetro A. C.
1 Cosfímetro A. C.
1 Vatímetro A. C.

Elementos de maniobra: 1 Interruptor bipolar con protección
4 Interruptores simples
Juego de cables
PROCEDIMIENTO:
Conversar con el profesor sobre los objetivos y tareas.
Anotar en la hoja de datos lascaracterísticas del equipo y elementos dados.
Armar los circuitos de las figuras, incluyendo el equipo de maniobra y protección necesarias, con los elementos y valores propuestos por el instructor.
Anotar las medidas de voltaje y corriente en cada elemento (incluida la fuente).
Utilizando el Vatímetro, con las conexiones correspondientes y en las escalas apropiadas, anotar las medidas de lapotencia activa, total y en cada elemento.
CUESTIONARIO:
(DATOS EXPERIMENTALES Y TEÓRICOS)
Presentar una tabla con valores teóricos y medidos de: voltajes, Corrientes, factor de potencia, potencias: activas, reactivas y aparentes acompañadas de sus correspondientes errores porcentuales en cada caso, adjuntando un ejemplo de cálculo de los valores encontrados.
EQUIPO CARACTERÍSTICAS
Voltaje dered EEQSA 120[v]
Lámpara incandescente 25[W]
Reóstato 170Ω/LCE.508.32/YEW
Capacitor 10 µF/40 µF
Inductor Núcleo de Aire 0,16H - 4Ω
Voltímetro A.C. CE-508/escalas:260-130-65
Amperímetro A.C. YEW/escalas:0.1-0.2-0.5-1
Vatímetro A.C. YEW/factor=1

VALORES MEDIDOS:

C. serie Fuente:120 [v] P total= 81[w] I total:0.65 [A]
Voltaje [V] Corriente [A] P. Activa [w]
R =170Ω 118 0.65 79
L=0.16 H 39 0.65 2
C=40 µF 41.7 0.65 0

C. paralelo Fuente: 122 [v] P total= 99.5[w] I total: 0.81 [A]
Voltaje [V] Corriente [A] P. Activa [w]
Lámpara in. 122 0.21 27.5
R =170 Ω 112 0.61 71.5
L =0.16 H 37 0.61 1.6
C=10 µF 122 0.5 1
P RL= 74[w]

VALORES CALCULADOS:

C. serie Fuente:120 [v] P total= 81[w] I total:0.65 [A]
Voltaje [V] Corriente [A] P. Activa [W] P. Reactiva [VAR] P.Aparente [VA]
R =170Ω 117.17 0.68 79.67 0 79.67
L =0.16 H 41.6 0.68 1.9 27.89 28.29
C=40 µF 45.7 0.68 0 31.49 31.49

C. paralelo Fuente: 122 [v] P total= 100[w] I total: 0.81 [A]
Voltaje [V] Corriente [A] P. Activa [w] P. Reactiva [VAR] P. Aparente [VA]
Lámpara in. 120 0.208 24.96 0 24.96
R =170 Ω 110.77 0.65 72 0 72
L =0.16 H 39.39 0.65 1.96 25.49 25.54
C=10 µF 120 0.45 0 53.71 53.71P RL= 78[w]

Ejemplo de cálculo: (los fasores se representan con negrita)
〖Reactancia Capacitiva: X〗_c=1/(2πf*C)=1/(120π*C)

〖Reactancia Inductiva: X〗_L=2πf*L=120π*L

Ejemplo de cálculo:
X_c=1/(120π*C)=1/(120π*40 x 〖10〗^(-6) )=66.31[Ω]

X_L=120π*L=120π*0.16=60.32 [Ω]

SERIE PARALELO

Z_eq=174+j(60.32-66.31)

Ejemplo de cálculo:

Z_eq=174+j(60.32-66.31)=174.10⦟-1.97[Ω]
Z_eq=1/(1/(523+j283.497)+1/Z_F +1/Z_L )
Ejemplo de cálculo:
Z_eq=1/(1/(523+j283.497)+1/576.1+1/(-j265.26))
=167.89-j155.1 [Ω]

I_ =V/Z_eq
Ejemplo de cálculo:

I_ =(120 ∠0°)/(174.10⦟-1.97)

=0.68 ∠1.97°
I_t=V/Z_eq
Ejemplo de cálculo:

I_t=(120 ∠0°)/(167.89-j155.1)

0.525 ∠42.73°
V_R=I*R
V_L=I*XL
V_Ci=I*XC
Ejemplo de cálculo:

V_R=(0.68 ∠1.97°)*170
=117.17 ∠1.97°

V_L=(0.68 ∠1.97°)*(4+j60.32)
=41.6∠88.18

V_C=(0.68 ∠1.97°)*(-j66.31)
=45.7∠-88.03 V_R=I_R*R
V_L=I_L*XL
V_Ci=I_Ci*XC
Ejemplo de cálculo:

V_R=(0.68 ∠1.97°)*170
=117.17 ∠ 1.97°

V_L=(0.68 ∠1.97°)*(4+j60.32)
=41.6∠88.18

V_C=(0.68 ∠1.97°)*(-j66.31)
=45.7∠-88.03
P=|V_ |*|I_ |*cos φ

Si V = 120 ∠0° [V] e I = 0.68 ∠1.97°[A]
cos (1.97°)=0.99
P=(120)*(0.68)*(0.999)...