Medida de la potencia monofásica

MEDIDA DE LA POTENCIA MONOFÀSICA EN CIRCUITOS DE C.A.

I.- OBJETIVO:

-Analizar en forma experimental la medida de la potencia activa en circuitos eléctricos monofásicos de C.A. utilizando diversos métodos y compararlos con el método de la lectura directa.

II.-MATERIALES EQUIPOS E INSTRUMENTOS:

-Un autotransformador de 0 a 240V -Dos resistencias variables


-Lámparas-Elemento de calefacción



-Una pinza amperimètrica -Un wattímetro analógico de A.C.

-Un multitester digital -Un panel de pruebas

-Cables de conexión

FUNDAMENTO TEÒRICO:

POTENCIA ELÉCTRICA es la relación de paso de energía por unidad de tiempo; es decir, la cantidadde energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado (p = dW / dt). La unidad en el Sistema Internacional de Unidades es el Vatio, o que es lo mismo, Watt.
Cuando una corriente eléctrica fluye en un circuito, puede transferir energía al hacer un trabajo mecánico o termodinámico. Los dispositivos convierten la energía eléctrica de muchas maneras útiles, como calor, luz(lámpara incandescente), movimiento (motor eléctrico), sonido (altavoz) o procesos químicos. La electricidad se puede producir mecánicamente o químicamente por la generación de energía eléctrica, o también por la transformación de la luz en las células fotoeléctricas. Por último, se puede almacenar químicamente en baterías.
Cuando se trata de corriente alterna (AC) sinusoidal, el promedio de potenciaeléctrica 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 pasa a 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 expresión puede transformarse en la siguiente:

Y sustituyendo los valores de pico por los eficaces:

Se obtiene así para la potencia un valor constante, y otro variable con el tiempo, . Alprimer valor se le denomina potencia activa y al segundo potencia fluctuante
Un circuito que tenga reactancia significa que tiene un capacitor (condensador),  una bobina (inductor) o ambos.
Si el circuito tiene un capacitor:
- Cuando la tensión de la fuente va de 0 voltios a un valor máximo, la fuente entrega energía al capacitor, y la tensión entre los terminales de éste, aumenta hasta unmáximo. La energía se almacena en el capacitor en forma de campo eléctrico.
- Cuando la tensión de la fuente va de su valor máximo a 0 voltios, es el capacitor el que entrega energía de regreso a la fuente.
Si el circuito tiene un inductor:
- Cuando la corriente va de 0 amperios a un valor máximo, la fuente entrega energía al inductor. Esta energía se almacena en forma de campo magnético.
- Cuandola corriente va de su valor máximo a 0 amperios, es el inductor el que entrega energía de regreso a la fuente.
Se puede ver que, la fuente en estos casos tiene un consumo de energía igual a "0", pues la energía que entrega la fuente después regresa a ella. La potencia que regresa a la fuente es la llamada "potencia reactiva"
Entonces en un circuito totalmente resistivo no hay regreso de energíaa la fuente, en cambio en un circuito totalmente reactivo toda la energía regresa a ella.
Ahora es de suponer que en un circuito que tenga los dos tipos de elementos (reactivo y resistivo), parte de la potencia se consumirá (en la resistencia) y parte se regresará a la fuente (por las bobinas y condensadores)
El siguiente gráfico muestra la relación entre el voltaje la corriente y la...