Redes


Análisis de Potencia en CA en estado Estacionario
Experiencia N°4

Alejandro Colomera Quiroz
Miguel Hernández Ramírez






1. Objetivos
Análisis de la Potencia en redes bajo excitación alterna en estado estacionario
Compensación del factor de potencia
2. Red Bajo Estudio


Circuito N°1
En la red mostrada en la de la figura uno, la resistencia “ se utiliza para medir lacorriente suministrada por la fuente. La carga está compuesta por el paralelo una resistencia “ y el inductor real (). El condensador se usa para compensar el factor de potencia de la carga.
Valores:


R1=100Ω
R2=1kΩ
RL=140Ω
L=86mH
C=0,1µF
Considerar las siguientes cargas:
Caso 1: Solo resistor
Caso 2: Solo el inductor
Caso 3: Solo el condensador
Caso 4: Resistor en paralelocon el inductor
Caso 5: Resistor , inductor , condensador , todos en paralelo
Caso 6: Resistor en paralelo con el condensador
3. Desarrollo Teórico
3.1 Fasores de Tensión y Corriente de cada carga.
Con la finalidad de medir los valores de tensión y corriente que se registran en la carga, se calculó una impedancia equivalente para cada caso, la cual se sumó con la impedancia R1, para asíobtener la impedancia equivalente total del circuito. Luego al dividir el voltaje por dicha impedancia fue posible calcular el valor de la corriente que circula por la carga, es decir:

Luego con el valor de la corriente es posible calcular la caída de tensión en la carga:

A partir de lo anterior es posible elaborar para cada caso una tabla de valores y su respectivo diagrama fasorial, todas lascorrientes de los diagramas se encuentran amplificadas por 500:

CASO 1
CASO 2
CASO 3
 
V[V]
I[mA]
V[V]
I[mA]
V[V]
I[mA]
Modulo
5
5
5,414
4,968
5,457
6,8575
Angulo
0
0
5,139
-77,479
-7,1624
82,837


CASO 4
CASO 5
CASO 6
 
V[V]
I[mA]
V[V]
I[mA]
V[V]
I[mA]
Modulo
4,9824
6,788
4,997
5,265
4,968
7,978
Angulo
4,808
-37,97
-1,725
16,6057
-6,517
44,971***Graficas fasoriales al final del informe, anexo del laboratorio
3.2 Cálculos de potencia en la carga.
Con los datos de tensión y corriente del punto anterior, es posible fabricar la siguiente tabla que contiene la potencia aparente compleja, potencia activa, potencia reactiva y factor de potencia en la carga.
CARGA
S[mVA]
P[mW]
Q[mVAr]
F.P.
Caso 1

25,00
0,00
1,00 ind
Caso 23,97
26,88
0,15 ind
Caso 3

0,00
-37,42
0,00 cap
Caso 4

27,52
22,30
0,78 ind
Caso 5

27,68
8,19
0,96 cap
Caso 6
-51,49
24,68
-31,01
0,62 cap

A partir de estos datos se elabora un diagrama fasorial en el cual se puede comparar la potencia compleja en cada carga. Además de lo anterior, es posible comparar la potencia que debe entregar la fuente para cada caso, lo cual sepuede calcular sumando la potencia que consume cada carga con la potencia que absorbe la resistencia de 100 ohm.

Diagrama Fasorial de potencia compleja para cada carga en diferentes casos


Diagrama Fasorial de potencia compleja que entrega la fuente en cada caso



3.3 Tabla Resumen




PARTE 1
CARGA
S[mVA]
P[mW]
Q[mVAr]
F.P.

Caso 1

25,00
0,00
1,00 ind

Caso 23,97
26,88
0,15 ind

Caso 3

0,00
-37,42
0,00 cap

Caso 4

27,52
22,30
0,78 ind

Caso 5

27,68
8,19
0,96 cap

Caso 6
-51,49
24,68
-31,01
0,62 cap



PARTE 2
SIM.
CARGA
S [mVA]
P[mW]
Q[mVAr]
F.P.

Caso 1

25
0
1,00 ind

Caso 2

0,75
27,17
0,03 ind

Caso 3

-3,91
-37,22
0,10 cap

Caso 4

24,6
25,48
0,7 ind

Caso 5

27,46
-8,92
0,95 capCaso 6
-50,4
25,26
-30,54
0,62 cap

3.4 Conclusiones casos simulados

En la tabla anterior, podemos observar una variación mínima en el ángulo de desfase en cada caso, esta diferencia se debe a que una falla humana de apreciación, ya que, en todos los casos en los cuales se genera la comparación, el error no supera el 5%. Este porcentaje de error influye directamente en la variación...