Práctica 7. Análisis de Circuitos PDF

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GRUPO 6 BRIGADA NUMERO___6___ CARRERA:PRÁCTICA NÚMERO 7TÍTULO Potencia eléctrica y corrección del factor de potencia.FECHA DE INICIO 25/05/FECHA DE ENTREGA 29/05/CONTENIDO:· INTRODUCCIÓN ELABORADA POR LOS ALUMNOS· TABLAS· SOLUCIÓN MATEMÁTICA· GRÁFICAS PERFECTAMENTE ACOTADAS· RESULTADOS COMPLETOS QUE...

Description

GRUPO ___6___

BRIGADA NUMERO___6___

PRÁCTICA NÚMERO

7

TÍTULO

CARRERA:

Potencia eléctrica y corrección del factor de potencia.

FECHA DE INICIO FECHA DE ENTREGA

25/05/20 29/05/20

CONTENIDO: ·

INTRODUCCIÓN ELABORADA POR LOS ALUMNOS

·

TABLAS

·

SOLUCIÓN MATEMÁTICA

·

GRÁFICAS PERFECTAMENTE ACOTADAS

·

RESULTADOS COMPLETOS QUE DEBERÁN SER RESUELTOS ESTRICTAMENTE

EN EL ORDEN DEL DESARROLLO DE LA PRÁCTICA ·

CONCLUSIÓN PERSONAL ELABORADA EN UN PROCESADOR DE TEXTOS.

·

TRABAJO PREVIO

NOMBRE DE LOS INTEGRANTES DE LA BRIGADA Ávila San Miguel Josué. Núñez García Diego.

CALIFICACIÓN NOTAS IMPORTANTES: ESTA HOJA ES LA CARÁTULA OBLIGATORIA EN TODAS LAS PRÁCTICAS Y NO SE RECIBIRA EL REPORTE SIN ELLA AL FRENTE. NO SE RECIBEN REPORTES ATRASADOS

ESTA ES LA CARÁTULA OBLIGATORIA PARA LA ENTREGA DE TODOS LOS REPORTES, NO SE RECIBIRA EL REPORTE SIN ELLA AL FRENTE. NO SE RECIBEN REPORTES ATRASADOS.

Introducción ¿Qué es la potencia eléctrica? La potencia eléctrica es la relación de transferencia de energía por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado. La potencia eléctrica determina la velocidad a la cual se consume o se suministra energía en los circuitos eléctricos y electrónicos. La unidad para potencia es el watt (W).

Tipos de potencia: Potencia activa: Es la potencia consumida en el circuito (por ejemplo convertida en calor, energía mecánica, etc.). Se mide en watt y expresa: 1 P= V m I m cos (ϕv −ϕ1 )W 2 Potencia reactiva: Es la potencia necesaria para crear los campos eléctricos y magnéticos. Es una potencia devuelta por el circuito, pero que está presente en el funcionamiento. Se mide en VAR (volt, ampere, reactivos), una unidad equivalente al watt. Esta se expresa como: 1 I M sen(ϕv −ϕ1)VAR Q= V M ^ 2 Potencia aparente: Es la suma (en forma vectorial) de las potencias activa y reactiva. Su valor depende del ángulo de desfase. Es la potencia total que debe entregar el generador. Se mide en VA (volt ampere), una unidad equivalente al watt. Y es expresada: 1 ^¿ S= ^ V I VA 2 El llamado triángulo de potencias es la mejor forma de ver y comprender de forma gráfica qué es el factor de potencia o cos ϕ y su estrecha relación con los restantes tipos de potencia presentes en un circuito eléctrico de corriente alterna.

Como se puede observar en el triángulo de la ilustración, el factor de potencia o cos ϕ representa el valor del ángulo que se forma al representar gráficamente la potencia activa (P) y la potencia aparente (S), es decir, la relación existente entre la potencia real de trabajo y la potencia total consumida por la carga o el consumidor conectado a un circuito eléctrico de corriente alterna. Esta relación se puede representar también, de forma matemática, por medio de la siguiente fórmula:

f p=cos (ϕv −ϕ1 )=

P S

Cuestionario Previo 1. Calcule teóricamente el valor del voltaje, la corriente y la potencia de cada elemento del circuito de la figura 1. Y llene la tabla. Reportar el procedimiento completo.

Calculando las impedancias del circuito Z g=50 Ω −j =− j 96.4575 Z c= ωC Z R=1000 Ω Z L= jL ω = j60 π Z rL =50 Ω Determinamos las corrientes corrientes de cada malla utilizando LVK m 1 :(Z R + Z g+ Z c ) I 1−(Z R )I 2=3 m 2 :−( Z R ) I 1 +(Z R +Z rL + Z L ) I 2=0 Sustituyendo valores m 1 :(1000 + 50− j 96.4575) I 1 −(1000)I 2=3 m 2 :−(1000) I 1 +(1000+50+ j 60 π ) I 2 =0 Resolviendo el sistema de ecuaciones

I 1 =0.0181897− j0.009880=0.02069 ∠−28.50 ° I 2 =0.0151462− j 0.012129=0.019404 ∠−38.687 °

Calculando los voltajes de cada elemento V rg =r g I 1=(50 Ω)(0.0181897 − j 0.009880 )=0.909485− j 0.494 V rg =1∠−28.509° V R =R(I 1− I 2)=(1000 Ω )(0.0030435+ j 0.002249 )=3.0435+ j2.249 V R =3.78 ∠ 36.457 ° V rL=r L I 2=(50 Ω)(0.0151462− j 0.012129 )=0.75731− j0.60645 V rL=0.970∠−38.687 ° V c =Z c I 1=(− j 96.4575)( 0.0181897− j0.009880)=− j1.7545−0.9530 V c =2 ∠118.510 ° V L =Z L I 2=( j 60 π )(0.0151462− j 0.012129)= j2.8550−2.2863 V L =3.657 ∠ 51.313° Para las corrientes de cada elemento I rg =I 1=0.02069 ∠−28.50 ° I R=( I 1− I 2)=0.0030435+ j 0.002249=0.00378 ∠36.45 ° I rL =I 2=0.019404 ∠−38.687 ° I c =I 1=0.02069∠−28.50° I L =I 2 =0.019404 ∠−38.687 °

Elemento

Voltaje

Corriente

Fase

Fasor

P

Q

S

rg

1∠-28.509°

0.02∠28.50°

0°

50∠0°

0.021

0

0.0210

R

3.78∠36.457°

0.003∠36.4

0°

1000∠0°

0.014

0

0.0140

0°

50∠0°

0.0188

0

0.0188

5°

RL

0.970∠38.687°

0.019∠-

C

2∠-118.510°

0.02∠28.50°

-90°

96.46∠90°

0.041

-0.0011

0.0401

L

3.657∠51.313°

0.019∠38.687°

90°

60 π ∠9 0°

0.070

0.0019

0.0728

38.687°

Fuente

3∠0°

0.02∠28.50°

28.5°

3∠28.5°

0.0545

0.0296

2. Obtenga el triángulo de potencias y el fp.

S 1

Q 1

θ

P

Sabemos que:Q 1 =0.0296 ; P=0.0545 y S 1=0.0620 Entonces podemos determinar θ Q −1 0.0296 )=28.51° θ=tan−1 ( 1 )=ta n ( 0.0545 P Calculamos f p : P 0.0545 =0.879 f p= = S 1 0.0620 3. Calcule el valor del capacitor C del circuito de la figura 1 con todo el procedimiento analítico para la corrección del factor de potencia de 0.95.

S 2

Q 2

θ

P Tenemos en cuenta que el valor de la capacitancia va ser igual a : C=

Qc 2

ωVg

P =0.95 S2 P 0.0545 =0.0574 S 2= = 0.95 0.95 cos θ=0.95 ⇒θ=co s−1 0.95 =18.19 °

Si f p =0.95 entonces

0.0620

Q 2=Ptan(θ)=0.0545 tan (18.19 )= 0.01791❑ Y sabemos que Q c =Q 1−Q 2 Sustituimos valores Q c =0.0296−0.01791=0.0117 Por lo tanto el valor de la capacitancia es : 2

3¿ ¿ (1000 π )¿ 0.0117 C= ¿ ACTIVIDAD 1. Fasores de voltaje y de corriente. Con el material propuesto, arme el circuito de la figura 1, en el osciloscopio observe la señal de el voltaje del generador, basada en esta señal Vg...