Universidad Nacional de IngenieraFacultad de Ingeniera Elctrica y ElectrnicaLaboratorio de Circuitos Elctricos IIPre-Informe N1Profesor: Ing. Oswaldo Yauri RojasAlumno: Luis Angel Yafac MattosCdigo: 20092594D2013

Potencia y Factor de Potencia en Circuitos MonofsicosObjetivoEvaluar y analizar en forma experimental la medida de la potencia y la variacin del factor de potencia en circuitos monofsicos.Circuito a Utilizar

Equipo a utilizarseAuto transformador de 220 V. 6 A. Resistencia de 50 (R1) y 50 (R2) 5 Amp. Variable

1 inductancia de 2 Amp. 1 multmetros, escalas de 0-250 V. AC

2 Ampermetro, escala de 0-6 A. AC Voltmetro de cuadro de 0-250V. AC

1 Vatmetro monofsico 250 V. AC Cables

Fundamento Terico1. Potencia Instantnea Monofsica:

Se define la potencia instantnea como el producto de:

Si consideramos:

Entonces la potencia entregada ser:

Desarrollando:

La figura 1 muestra la grfica de la potencia instantnea.

Observacin

El valor medio con respecto al tiempo del trmino que contiene a cos2t y del trmino que contiene a sen2t es igual a cero, cuando se computa a lo largo de un periodo.

Entonces el valor medio de la potencia con respecto al tiempo a lo largo de un periodo es igual a:

Este mismo resultado se puede encontrando el valor medio de la ecuacin (1).

Analizando los componentes de la ecuacin (2) nos ayudara a comprender porque la potencia elctrica es tratada en trminos de componentes activos y reactivos y porque estos dos componentes son a veces representados como catetos de un tringulo.

2. Potencia Activa

La potencia activa instantnea est representada por , es decir por los dos primeros trminos del segundo miembro de la ecuacin (2). Se puede observar que estos dos trminos se combinan para formar una variacin de potencia instantnea que no contienen valores negativos; de aqu que esta parte de la ecuacin (2) se llama potencia activa instantnea.

3. Potencia Reactiva

El tercer trmino del segundo miembro de la ecuacin (2), es llamada potencia reactiva instantnea, por la razn de que el rea situada bajo la curva: Representa la energa que oscila entre fuente de mando y los elementos reactivos (capacitivos o inductivos) del circuito.

4. Factor de PotenciaEl factor de potencia es la relacin entre la potencia activa (en watts, W), y la potencia aparente (en volts-ampers, VA) y describe la relacin entre la potencia de trabajo o real y la potencia total consumida.

El factor de potencia expresa en trminos generales, el desfasamiento o no de la corriente con relacin al voltaje y es utilizado como indicador del correcto aprovechamiento de la energa elctrica, el cual puede tomar valores entre 0 y 1.0 siendo la unidad (1.0) el valor mximo de FP y por tanto el mejor aprovechamiento de energa.

CAUSAS DEL BAJO FACTOR DE POTENCIA Las cargas inductivas como motores, balastros, transformadores, etc., son el origen del bajo factor de potencia ya que son cargas no lineales que contaminan la red elctrica, en este tipo de equipos el consumo de corriente se desfasa con relacin al voltaje lo que provoca un bajo factor de potencia.

CONSECUENCIAS DEL BAJO FACTOR DE POTENCIA Las instalaciones elctricas que operan con un factor de potencia menor a 1.0, afectan a la red elctrica tanto en alta tensin como en baja tensin, adems, tiene las siguientes consecuencias en la medida que el factor de potencia disminuye:

1. Incremento de las prdidas por efecto joule

La potencia que se pierde por calentamiento est dada por la expresin I2R donde I es la corriente total y R es la resistencia elctrica de los equipos (bobinados de generadores y transformadores, conductores de los circuitos de distribucin, etc.). Las prdidas por efecto Joule se manifestarn en: Calentamiento de cables Calentamiento de embobinados de los transformadores de distribucin, y Disparo sin causa aparente de los dispositivos de proteccin

Uno de los mayores problemas que causa el sobrecalentamiento es el deterioro irreversible del aislamiento de los conductores que, adems de reducir la vida til de los equipos, puede provocar cortos circuitos.

2. Sobrecarga de los generadores, transformadores y lneas de distribucin.

El exceso de corriente debido a un bajo factor de potencia, ocasiona que los generadores, transformadores y lneas de distribucin, trabajen con cierta sobrecarga y reduzcan su vida til, debido a que estos equipos, se disean para un cierto valor de corriente y para no daarlos, se deben operar sin que ste se rebase.

3. Aumento de la cada de tensin

La circulacin de corriente a travs de los conductores ocasiona una prdida de potencia transportada por el cable, y una cada de tensin o diferencia entre las tensiones de origen y la que lo canaliza, resultando en un insuficiente suministro de potencia a las cargas (motores, lmparas, etc.); estas cargas sufren una reduccin en su potencia de salida. Esta cada de voltaje afecta a:

Los embobinados de los transformadores de distribucin Los cables de alimentacin, y a los Sistemas de proteccin y control

IMPORTANCIA DE UN CORRECTOR DE FACTOR DE POTENCIA La compensacin del factor de potencia trae como consecuencia los siguientes beneficios energticos y econmicos: a) Eliminacin del cargo por factor de potencia b) Bonificacin por parte de la compaa suministradora c) Disminucin de la cada de tensin en cables Se sabe que la cada de tensin en cables provoca la prdida de potencia, al tener una disminucin de cada de tensin inducir a que las prdidas de potencia sean mnimas ya que:

V = I(R Cos + WL Sen )Dnde: V = Disminucin en la cada de voltaje en volts (V)L = Inductancia en Henry (H)W = 2 f ; La frecuencia W est en rad/seg.f = Frecuencia en Hertz (Hz)

Bibliografahttp://www.slideshare.net/warrionet/factor-de-potencia-en-un-circuito-monofsico-y-uno-trifsicohttp://www.slideshare.net/waltercast/potencia-y-factor-de-potencia-en-circuitos-monofsicoshttp://www.frba.utn.edu.ar/html/Electrica/archivos/Apuntes_EyM/Capitulo_2_Potencia_en_sistemas_monofasicos.pdf