LCEII Diego Gonzalez_informe4
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Este informe describe una práctica de laboratorio sobre circuitos eléctricos realizada por un estudiante. El estudiante simuló circuitos RL y RLC para determinar las potencias activa, reactiva y aparente, y calcular el factor de potencia. Al agregar una capacitancia al circuito RL, el factor de potencia debería mejorar pero los cálculos no mostraron esto, por lo que el estudiante concluye que los resultados no son lógicos.
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- 1. UNIVERSIDAD FERMÍN TORO VICE – RECTORADO ACADÉMICO FACULTAD DE INGENIERÍA INFORME LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II PRACTICA #4 Realizadopor: Diego González C.I: 16.714.513 Profesora: Ing. Ana M. Gallardo J. MSc SAIA 2015/02 Cabudare, Junio 2015
- 2. OBJETIVOS 1. Determinar las potencias Activa, Reactiva y Aparente suministrada a una carga RL, utilizando las tensiones y corriente medidos en el circuito. 2. Aprender a mejorar el factor de potencia de una carga RL, añadiendo capacitancia al circuito. Herramientas: Software de simulacion online: Circuit Lab (www.circuitlab.com) Una vez realizado la lectura del marco teorico y haber entendido con amplitud el funcionamiento de los tipos de potencias que existen en los circuitos de corriente alterna, procedemos a realizar las actividades del laboratorio, en este caso, utilice un editor/creador y simulador de circuitos electricos online “Circuit Lab”.
- 3. Actividades de Laboratorio (Simulación): 1. Conectamos el circuito como es indicado. 2. Simulamos el circuito donde se muestre una fuente de 120V/60Hz conectada en paralelo a una resistencia de 100Ω y una bobina de 0.26H. 3. Conectamos un amperímetro para medir la corriente total del circuito. Al conectar el osciloscopio, energizar y simular obtenemos la siguiente grafica:
- 4. Observamos que existe un desfasaje entre el voltaje (grafica superior) y la Corriente (grafica inferior). 4. Utilice los valores medidos por el amperímetro para t=2seg, y partiendo que el voltaje es 120V. Estos son los valores observados en la simulación: Cuando T=2s V= -114.1 V I= 1.141 A En este caso, cuando los valores de el voltaje y la corriente son opuestos, es decir uno negativo y otro positivo, la potencia es negativa y esto quiere decir que el circuito le está entregando energía a la fuente. Este es un circuito resistivo-inductivo por lo que la intensidad está en retraso. Calculamos la potencia aparente del circuito. 𝑆 = √𝑃2 + 𝑄2 𝑉𝐴 Para calcular la potencia aparente, debemos primero calcular los valores de las potencias activa y reactiva. P = I2 x R P = (1.141)2 x 100 Ω P = 130.18 W Q = I2 x XL XL = 2π x f x L XL = 2x3.14 x 60 x 0.26 H XL = 98.01 Ω Q = (1.141)2 x 98.01 Ω Q = 127.59 Var
- 5. Por lo tanto: 𝑆 = √(130.18)2 + (127.59)2 𝑺 = 𝟏𝟖𝟐. 𝟐𝟖 𝑽𝑨 5. Calculamos el factor de potencia (cosΦ) cosΦ = 𝑃 𝑆 cosΦ = 130.18 182.28 cosΦ = 0.71 En atraso por ser inductivo Φ = 44.76° 6. De acuerdo a los resultados ¿Que puede concluir respecto al factor de potencia obtenido? Podemos concluir que el valor del factor de potencia, es bajo, según lo investigado el factor de potencia ideal, es el que se acerca más a 1 y podría decirse que un circuito es bueno o eficiente si el fp es de 0.85 para arriba. En este caso por ser un circuito resistivo-inductivo, el factor de potencia es bajo.
- 6. 7. Modifique el circuito RL anterior, agregando una capacitancia al mismo, para obtener así un circuito RLC. Luego, energizamosla simulación, paraobservar mejor la ondaT=2 Seg
- 7. Luego simulamosparaun T=60 Seg, y obtenemos la siguiente gráfica: 8. Calcule la potencia aparente del circuito. Cuando T=60s V= 114.1 V I= -2.836 A En este caso, cuando los valores de el voltaje y la corriente son opuestos, es decir un o negativo y otro positivo, la potencia es negativa y esto quiere decir que el circuito le está entregando energía a la fuente. Calculamos la potencia aparente del circuito. 𝑆 = √𝑃2 + 𝑄2 𝑉𝐴 Para calcular la potencia aparente, debemos primero calcular los valores de las potencias activa y reactiva. P = I2 x R P = (-2.836)2 x 100 Ω P = 804.29 W
- 8. Q = I2 x (XL – XC) XL = 2π x f x L XL = 2x3.14 x 60 x 0.26 H XL = 98.01 Ω XC = 1 2π x f x C XC = 1 2 x 3.14 x 60 x 1µf XC = 2653.92 Ω Q = I2 x (XL – XC) Q = (-2.836)2 x (98.01 – 2653.92) Q = 8.04 x (-2555.91) Q = - 20549.51 Var Por lo tanto: 𝑆 = √(804.29)2 + (−20549.51)2 𝑺 = 𝟐𝟎𝟓𝟔𝟓. 𝟐𝟒 𝑽𝑨 9. Calculamos el factor de potencia (cosΦ) cosΦ = 𝑃 𝑆 cosΦ = 804.29 20656.24 cosΦ = 0.038
- 9. Φ = 87.76° 10. De acuerdo a los resultados ¿Que puede concluir respecto al factor de potencia obtenido? El factor de potencia desmejoro, según los cálculos realizados. Puedo decir que estos valores no me parecen lógicos, según lo estudiado en la teoría, estos no deberían ser los valores obtenidos para un circuito RLC. A pesar de los resultados obtenidos, según la investigación realizada, podemos concluir que el factor de potencia se puede definir como la relación que existe entre la potencia activa (KW) y la potencia aparente (KVA) y es indicativo de la eficiencia con que se está utilizando la energía eléctrica para producir un trabajo útil. El origen del bajo factor de potencia son las cargas de naturaleza inductiva, entre las que destacan los motores de inducción, los cuales pueden agravarlo si no se operan en las condiciones para las que fueron diseñados. El bajo factor de potencia es causa de recargos en la cuenta de energía eléctrica, los cuales llegan a ser significativos cuando el factor de potencia es reducido. Un bajo factor de potencia limita la capacidad de los equipos con el riesgo de incurrir en sobrecargas peligrosas y pérdidas excesivas con un gasto innecesario de energía.