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23/oct/ActividadINVESTIGACIÓN DE POTENCIA ELECTRICAAlumna: Samayoa Zapata EvanaProfesor: Ricarda Lucrecia Basurto BenítezGrupo: AMateria: Análisis De Circuitos Eléctricos De Corriente AlternaNo. De Control. 19440931ÍNDICE Introducción.....................................................................

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Actividad INVESTIGACIÓN DE POTENCIA ELECTRICA

Alumna: Samayoa Zapata Evana Profesor: Ricarda Lucrecia Basurto Benítez

Grupo: A51 Materia: Análisis De Circuitos Eléctricos De Corriente Alterna No. De Control. 19440931

23/oct/2021

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ÍNDICE Introducción……………………………………………………………………………..…3 Desarrollo: 1. Potencia instantánea……………………………………………………………...4 2. Potencia Media…………………………………………………………………….5 3. Potencia Activa…………………………………………………………………….5 4. Potencia Reactiva ………………………………………………………………...6 5. Potencia Aparente ………………………………………………………………..6 6. Potencia Aparente Compleja…………………………………………………….7 7. Factor De Potencia ……………………………………………………………….9 8. Triángulo de Potencias………………………………………………………….10

Conclusión ……………………………………………………………………………….11

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INTRODUCCIÓN La potencia eléctrica es la proporción por unidad de tiempo, o ritmo, con la cual la energía eléctrica es transferida por un circuito eléctrico, es decir, la cantidad de energía eléctrica entregada o absorbida por un elemento en un momento determinado.

La

unidad

en

el Sistema

Internacional

de

Unidades es

el vatio o watt (W). Cuando una corriente eléctrica fluye en cualquier circuito, puede transferir energía al hacer un trabajo mecánico o termodinámico. Los dispositivos convierten la energía

eléctrica

de

muchas

incandescente), movimiento (motor

maneras

útiles,

como calor, luz (lámpara

eléctrico), sonido (altavoz)

o procesos

químicos. La electricidad se puede producir mecánica 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. La unidad estándar para medir la potencia es el watt, que tiene el símbolo W. Su nombre se debe al inventor y empresario escocés James Watt. Probablemente te has encontrado la palabra "watts" a menudo en la vida cotidiana. La potencia de equipos eléctricos tales como bombillas o estéreos se anuncia generalmente en watts. Por definición, un watt es igual a un joule de trabajo realizado por segundo. Así que, sin P representa la potencia en watts, ΔE es el cambio de energía (número de joules) y Δt es el tiempo medido en segundos, entonces:

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DESARROLLO 1. Potencia instantánea La potencia instantánea es el producto del voltaje del dominio del tiempo en un instante determinado y la corriente asociada con uno o más elementos del circuito en el mismo instante, es decir: ()

()()

Esto respetando la convención pasiva de signos, tal y como se muestra en el elemento de circuito de la figura

Elemento de circuito

La unidad que cuantifica a la potencia son los Watts [W]. Cuando las funciones son senoides, se tienen las siguientes expresiones para voltaje y corriente: () ()

( (

) )

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2. Potencia Media La potencia media es la potencia medida durante un largo período, es decir, cuando en la ecuación para la potencia Δt, t es muy grande. Una manera de calcularla es encontrar el área bajo la curva de una gráfica de potencia vs. Tiempo (que da el trabajo total realizado) y dividirla entre el tiempo total. Esto se hace mejor

con

cálculo, pero a menudo es posible

hacer una estimación

razonablemente precisa usando únicamente geometría.

3. Potencia Activa El término hace referencia a la potencia que realmente se utiliza para realizar cualquier trabajo en un circuito eléctrico. Se trata de la relación de la energía eléctrica de un flujo por unidad de tiempo. Dicho de otro modo, P es la potencia útil entregada o absorbida por cualquier ele mento durante un tiempo en el que se realiza un trabajo, y es igual a la potencia aparente P (VA) menos la potencia reactiva Q (VAR) en cualquier circuito eléctrico. La unidad de medida que se utiliza para identificarla, es W o Vatio. P(W) = P(VA) - Q(VAR) En un circuito de corriente alterna, existe un desfase entre la corriente eléctrica que circula por el circuito eléctrico y la tensión eléctrica. Así, el valor de la potencia estará relacionado con los valores eficaces de la diferencia de potencial que existe entre los terminales del circuito y la cantidad de corriente eléctrica que circula por este. P(t)= V*I*cos(Ø) - V*I*cos (2wt - Ø) De la fórmula anterior, se expresa que V*I*cos(Ø) es la potencia eléctrica activa, mientras que el término V*I*cos (2wt - Ø) es la potencia reactiva.

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4. Potencia Reactiva La potencia reactiva la cual se conoce también como energía reactiva es una potencia que no se consume desde una instalación pues esta no produce algún trabajo útil ya que su valor medio es inutilizable o nulo. La potencia reactiva se encuentra en instalaciones eléctricas que están compuestas por bobinas o condensadores, los cuales son de gran ayuda para crear campos magnéticos y eléctricos en los componentes que lo integren. La potencia reactiva es representada por la letra Q, y su medición se calcula en Voltamperios reactivos (Var).

5. Potencia Aparente La potencia aparente, aplicada a un circuito eléctrico de corriente alterna, es aquella suma de la energía que transforma dicho circuito en forma de calor y la energía utilizada para formar campos eléctricos y magnéticos a través de todos sus componentes. Sin embargo, esta potencia no es la que se consume realmente (de ahí el concepto potencia aparente), ya que además de compensar la parte que conlleva la energía consumida por los elementos resistivos, también debe satisfacer la porción de energía que almacenan los condensadores y las bobinas. La potencia aparente se representa con la letra S y es la suma de potencia en kilovátios que disipan los equipos en calor más la potencia de kilovar, presente en sistemas de transformadores y equipos electrónicos como ordenadores, frigoríficos, aparatos de aire acondicionado, etc.

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6. Potencia Aparente Compleja La potencia compleja se emplea para hallar el efecto total de las cargas en paralelo, ya que brinda información correspondiente a la potencia recibida por una carga dada.

Del diagrama anterior considere que la carga se está alimentando con CA y que V e I son fasores.

La potencia aparente en función de valores RMS se expresa como:

Como S es un fasor, puede ser expresado en su forma rectangular, en el que la parte real e imaginaria expresan:

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Donde P es llamada potencia promedio real en Watts suministrada a una carga, es la única potencia útil que es disipada en la carga. La potencia reactiva Q es una medida del intercambio de energía entre la fuente y la parte reactiva de la carga y se mide en Volt-Ampere Reactivo. Cabe señalar que:

En resumen tenemos la introducción de la potencia compleja permite obtener la potencia real y reactiva directamente de los fasores de tensión y corriente:

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7. Factor De Potencia El factor de potencia es una medida de la eficiencia o rendimiento de nuestro sistema eléctrico. Este indicador mide el aprovechamiento de la energía (la cantidad requerida para transformar en trabajo). Como bien sabemos, los receptores eléctricos convierten la energía eléctrica en algún otro tipo de energía como la mecánica, luminosa, calorífica, etc. El detalle es que estos receptores no logran transformar toda la energía demandada en energía útil. Consecuencias de un bajo factor de potencia Las consecuencias de operar con un bajo factor de potencia (hay que mantenerlo en un mínimo de 0.95) pueden afectar la producción y la eficiencia del sistema de forma considerable, sin mencionar que pueden llegar a ser muy costosas: 

Sobrecalentamiento de los conductores



Sobrecarga en líneas de distribución



Reducción de vida útil en los equipos



Caídas de tensión



Aumento en la factura de consumo eléctrico

Corregir mi factor de potencia Para la corrección del factor de potencia, la solución ideal es implementar bancos de capacitores: 

Un factor de potencia bajo, como ya se mencionó, se debe a una alta cantidad de potencia reactiva dentro de la potencia aparente.



Esta potencia reactiva es ocasionada por equipos inductivos.



Los capacitores, al igual que las cargas inductivas, generan potencia reactiva, con la única diferencia de que la potencia reactiva generada por estos va en contra de la potencia reactiva de las cargas reactivas, provocando que la potencia reactiva de la potencia aparente sea menor. 9

8. Triangulo de Potencias

El llamado triángulo de potencias es la mejor forma de ver y comprender de forma gráfica qué es el factor de potencia o coseno de “fi” (Cos φ) y su estrecha relación con los restantes tipos de potencia presentes en un circuito eléctrico de corriente alterna.

En la siguiente imagen se observa el triángulo de potencia para diferentes circuitos:

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CONCLUSIÓN En conclusión decimos que la potencia es el trabajo que realiza el circuito, la potencia como todo tiene perdidas como lo es la potencia reactiva que es un consumo que realmente no esta siendo utilizado en cambio la potencia activa es la que está siendo utilizada la potencia aparente son las potencias que se crean en bobinas y campos electromecánicos, la potencia instante es la potencia pero con respecto al tiempo y la potencia media es la mitad de esta última; el factor de potencia es un dato que te lo da el fabricante de cada circuito o máquina que tu adquieras y esta es con el aprovechamiento que estas máquinas trabajan para corregir un factor de potencia podemos utilizar un banco de capacitores y por último el triángulo de potencias que nos indica cómo está relacionado el factor de potencia con los demás tipos de potencias.

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