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Universidad Tecnológica de Panamá Facultad de Ingeniería Industrial

Licenciatura en ingeniería Industrial Laboratorio de Sistemas eléctricos

Laboratorio 2.3 Experimento 15 El vatímetro

Estudiante: Irina Villarreal

Cedula: 8-969-2005

Grupo: 1II121

Instructor: Ángel Hernández

Martes, 02 de Noviembre de 2021, 10:20 a.m a 11.55 p.m

IRINA VILLARREAL

Introducción En este laboratorio nos enfocaremos en aprender cómo usar el vatímetro, y a través de una serie de experimentos mostraremos lo que significa la potencia real y la potencia aparente, y como se pueden determinar estas potencias. Recordando que la potencia aparente representa la Potencia total desarrollada en un circuito con impedancia Z. Esta potencia es la suma vectorial de la potencia real y la potencia reactiva. Para complementar el conocimiento acerca de los vatímetros, podemos decir que un vatímetro es un instrumento electrodinámico para medir la potencia eléctrica o la tasa de suministro de energía eléctrica de un circuito eléctrico dado. El dispositivo consiste en un par de bobinas fijas, llamadas «bobinas de corriente», y una bobina móvil l lamada «bobina de potencial.

IRINA VILLARREAL

Conclusión Para concluir el vatímetro electrónico es un dispositivo pasivo utilizado en electricidad y electrónica, capaz de almacenar energía sustentando un campo eléctrico. Está formado por un par de superficies conductoras, generalmente en forma de láminas o placas, en situación de influencia total (esto es, que todas las líneas de campo eléctrico que parten de una van a parar a la otra) separadas por un material dieléctrico o por el vacío.

BIBLIOGRAFIA -

Experimentos con equipo eléctricos (WILDI Y DE VITO)

Anexo #1 INDICAMOS FORMULAS ORIGINALES, DERIVADAS, CIRCUITOS Y RESPUESTAS 1. Examine la construcción del Módulo EMS 8431 del vatímetro monofásico, fijándose especialmente en el medidor, el interruptor, las terminales de conexión y el alambrado. En la figura 15-1 se muestra un dibujo esquemático de las conexiones del módulo.

2. Use los Módulos EMS de Resistencia, Vatímetro, Medición de CA y fuente de alimentación, para conectar el circuito que se ilustra en la Figura 15-2, Ajuste la resistencia de carga a 57 ohms (todos los interruptores deben de estar cerrados y todas las secciones en paralelo).

Formula original: Requivalente = ( Requivalente=(

1

1

+

𝑅1 1 1200

+

𝑅2 1

+

600

1 𝑅3

+

+ 1

300

1 𝑅4

+

+

1

𝑅5 1

1200

1

1

1

+ 𝑅6 + 𝑅7 + 𝑅8 + +

1 600

+

1 300

+

1

)^− 1

𝑅9

1 1200

+

1 600

+

1

)^ − 1

300

Requivalente= (7/400)-1 Requivalente= 57.14Ω

3. a) conecte la fuente de alimentación y ajústela a 120v c-a, valor que indicara el voltímetro de c-a conectado a través de RL mida y anote la corriente de IL

Formula original: V=I(R) I=V/R ILcalculada=120V/57Ω ILcalculada= 2.1 A c-a ILmedida= 2.1(0.04%) = 0.084 ILmedia= 2.184 A c-a b) Mida y anote la potencia de entrada, acuerdo con la lectura del vatímetro. Requivalente(medido)= 57Ω(0.02%) =1.14 Requivalente(medido)= 58.14Ω I= 120V/ 58.14Ω= 2.06A Pentrada calculada=E(I) Pentrada calculada=120V(2.06A) Pentrada calculada= 247.2 W Pentrada medida= 252(0.04%) = 10.08 Pentrada medida = 262.08 c) calcule la potencia d entrada utilizando la ecuación P= EI. P entrada=120V(2.1A) Pentrada= 252VA d) sin tener en cuenta la precisión del medidor diga si la potencia (b) equivale a la potencia en (c) en una carga resistiva. R= Sí es equivalente, ya que están dentro del 5%.

e) Quite la carga abriendo todos los interruptores de las resistencias. Observe que el vatímetro indica una potencia cero a pesar de que tiene 120 V c-d en la bobina de voltaje. f) Reduzca el voltaje a cero y desconecte la fuente de alimentación. 4. Conecte el circuito 15-3.

5. a) Ajuste la resistencia de carga a 57 ohms. Conecte la fuente de energía y ajústela a 120V c-a, tomando la lectura en el voltímetro de c-a conectado a través de RL. b) Observe que la aguja del vatímetro se desvía hacia la izquierda. Esto no daña al instrumento, pero hace imposible tomar una lectura en el medidor. c) Reduzca a cero el voltaje y desconecte la fuente de energía. 6. a) Conecte de nuevo el circuito como se indica en la Figura 15-2.

b) Repita los Procedimientos 2 y 3, pero en esta ocasión tome las mediciones a intervalos de 40V. Anote sus mediciones en la Tabla 15-1. E 0V 40 V 80 V 120 V I 0 0.7 A 1.40 A 2.1 A W 0 28 W 112 W 252 W 28W ExI 0 112W 252W Tabla 15-1

Formula original; V=I(R) I=V/R Para 40V I=40/57 I=0.7Ω Para80V I=80/57 I=1.40Ω Para120V I=120/57 I=2.1Ω Fórmula original: P = E x I Para 40 V: P=ExI P = (40) (0.7) P = 28 W Para 80 V: P=ExI P = (80) (1.4) P = 112 W Para 120 V: P=ExI P = (120) (2.1) P = 252 W Tabla con los valores medidos E 0V I 0 W 0 ExI 0 Tabla 15-1

40 V 0.714 A 28.6 W 27.16 W

Cálculo con valores medidos + 0 – 5% Para 40V I=0.7(0.02%) I=0.714 A Para80V I=1.40(0.04%) I=1.456 A Para120V I=2.1Ω(0.03%) I=2.163 A

80 V 1.456 A 116.48 W 107.52W

120 V 2.163 A 254.52 W 249.48W

Para 40 V: P = 28(0.03%) P=28.6 W Para 80 V: P = 112(0.04%) P=116.48 W Para 120 V: P = 252(0.01%) P=254.52 W Para 40 V: P = 28(0.03%) P=27.16 W Para 80 V: P = 112(0.04%) P=107.52 W Para 120 V: P = 252(0.01%) P=249.48 W 7.por lo general concuerdan los valores medidos de la potencia W y los productos de E × I Sí. 8.Conecte el circuito de la figura 14-5.

9. a) conecte la fuente de energía y ajústela a 120v c-a tomando la lectura en el voltímetro de c-a conectado a través de la carga de capacitancia. Mida y anote la corriente de carga IL. ILcalculada=120V/57Ω ILcalculada= 2.1 A c-a ILmedida= 2.1(0.04%) = 0.084 ILmedia= 2.184 A c-a b) Mida y anote la potencia real de entrada, tomando esta lectura en el vatímetro Pentrada =I2(R) Pentrada = 2.1(0) Pentrada = 0

c) calcule y escriba la potencia aparente de entrada. E x I= 120V(2.1A) E x I= 252 VA ExI medida= 252(0.04%) = 10.08 ExI medida = 262.08 d) Baje el volate a cero y desconecte la fuente de alimentación. 10. a) Examine la estructura del módulo de inductancia EMS 8321. b) Conecte el circuito de la figura 15-5. Conecte las tres secciones en paralelo y cierre todos los interruptores, esto proporcionará la mínima inductancia posible en el módulo.

11.a) Conecte la fuente de energía y ajústela a 120V c-a, guiándose por las lecturas que dé el voltímetro de c-a conectado a través de la carga de inductancia.Mida y escriba la corriente de carga IL.

ILcalculada=120V/57Ω ILcalculada= 2.1 A c-a

ILmedida= 2.1(0.04%) = 0.084 ILmedia= 2.184 A c-a B) Mida y anote la potencia real de entrada, tomando esta lectura en el vatímetro. b) Mida y anote la potencia de entrada, acuerdo con la lectura del vatímetro. La potencia real que mide es 20 W P equivalente medida= 20(0.04%)= 0.8 P equivalente medida= 20.8 W C)calcule la potencia de entrada utilizando la ecuación P= EI. P entrada=120V(2.1A) Pentrada= 252VA

12. Repita el Procedimiento 9, utilizando los módulos de resistencia y capacitancia

conectados en paralelos, como se indica en la Figura 15-6. Conecte todas las secciones en paralelo y cierre todos los interruptores

La corriente (calculada) que mide la fuente es 2.98 A c-a I equivalente(medido)= 2.98A (0.04)= 3.09 A

Potencia real = 220W

Potencia aparente Formula original: P=E x I Pentrada=120(2.98)= 357.6VA

Anexo #1 INDICAMOS FORMULAS ORIGINALES, DERIVADAS, CIRCUITOS Y RESPUESTAS 1. ¿Se requiere un vatímetro para medir la potencia real proporcionada a una carga resistiva? Explíquelo. R. No es necesario ya que en esta carga se puede utilizar un voltímetroy un amperímetro para medir respectivamente el voltaje y la corriente para así poder aplicar la fórmula de la potencia eléctrica, P = E x I. 2. La potencia aparente es mayor que la real, cuando el circuito contiene uno de los dos tipos específicos de cargas. ¿Cómo se denominan estas cargas? R. Las cargas se denominan Voltampere y Watts, siendo así la carga inductiva aquella que tenga un factor de potencia atrasado y la carga capacitiva aquella que tenga un factor de potencia adelantado. 3. ¿En qué unidades expresaría: a) ¿La potencia aparente?: Esta es expresada en Voltamperes (VA) b) ¿La potencia real?: Esta es expresada en Watts (W) 4. La relación de (Potencia real/Potencia aparente) se denomina factor de potencia (FP) de un circuito de c-a. Calcule el factor de potencia para los procedimientos 3, 9, 11 y 12 Procedimiento 3)

𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑟𝑒𝑎𝑙

𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑖𝑐𝑎 𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒

=

247.2

=

0 252

252

FP= 0.98 Procedimiento 9)

𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑟𝑒𝑎𝑙

𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑖𝑐𝑎 𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒

FP= 0 Potencia real

Procedimiento 11) Potemcia aparente =

20 252

FP=0.79 Potencia real

Procedimiento 12) Potemcia aparente =

220 357.6

FP=0.79

5. Dé el nombre de dos aparatos domésticos que tengan un alto factor de potencia (cercano a la unidad). R. Dos aparatos domésticos con alto factor de potencia son la lavadoray el aire acondicionado. 6. ¿Cuáles son los aparatos domésticos que tienen un factor de potencia bajo?

R. Algunos aparatos domésticos con bajo factor de potencia son el microondas y la televisión. 7. ¿En qué condiciones indicará el vatímetro una potencia negativa (inferior a cero)? R. Este suceso ocurre cuando la polaridad es alterada, por lo tanto, esto va a causar un cambio en el signo de la misma ( en este caso negativo)....