Medida y Mejora del factor de potencia en receptores monofásicos

PRÁCTICA 5:

Análisis de Circuitos 4. Medida y Mejora del factor de potencia en receptores monofásicos.

Alumno: Alberto Calvo

Compañero: Pablo Azofra Pérez-Caballero

1. Objetivos.

-TRABAJAR EL CONCEPTO DE LA RESONANCIA MEDIANTE UN CIRCUITO RLC PARALELO

-DETERMINAR EL VALOR DEL FACTOR DE POTENCIA, ASÍ COMO LOS VALORES DE POTENCIAS E INTENSIDAD ABSORBIDAS POR UN RECEPTOR MONOFÁSICO. EQUIPO FLUORESCENTE CON REACTANCIA ELECTROMAGNÉTICA.

-REALIZAR EL CÁLCULO DEL CONDENSADOR NECESARIO PARA LA MEJORA DEL FACTOR DE POTENCIA.

-DETERMINAR EL NUEVO VALOR DEL FACTOR DE POTENCIA UNA VEZ CORREGIDO, ASÍ COMO LOS VALORES DE POTENCIAS E INTENSIDADES ABSORBIDAS POR EL MISMO RECEPTOR MONOFÁSICO.

1. Materiales Necesarios.
2. Fundamento Teórico.

Un circuito eléctrico es resonante cuando teniendo bobinas y condensadores, se comporta como una impedancia resistiva pura, es decir, la tensión y la corriente van en fase. En estas condiciones se produce una magnitud de amplitud máxima.

[pic 7]

Para que se comporte como una resistencia pura, la parte imaginaria de la admitancia (susceptancia) tiene que ser nula.

BOBINA IDEAL        BOBINA REAL

[pic 8]La frecuencia a la que se produce este fenómeno se llama frecuencia de resonancia. En este caso, tiene un valor:

BOBINA IDEAL        BOBINA REAL

[pic 9]

Si trabajamos con una frecuencia fija conocida (por ejemplo 50Hz), en una instalación concreta podemos calcular el valor de L o C a añadir para que la parte imaginaria de la carga sea igual a 0, lo que implicará la situación de resonancia.

Las potencias activa, reactiva y aparente pueden representarse a través del triángulo de potencias. Triángulo rectángulo en el que (P) representa la Potencia Activa, (Q) representa la Potencia Reactiva y (S) representa la Potencia Aparente.

[pic 10]

La relación entre la potencia aparente (S) y las potencias activa (P) y reactiva (Q) se tiene a partir de la siguiente expresión:

S =[pic 11]

El factor de potencia (f.d.p.) o cos φ puede obtenerse a partir de:

[pic 12]

Para determinar el valor del condensador a colocar para corregir desde un cos φ inicial hasta un valor final de cos φ’, es necesario además de estos valores el conocer la potencia activa (P) demandada por la instalación.

La potencia reactiva inicialmente demandada por la instalación

→Q = P · tg φ.

La potencia reactiva absorbida por la instalación después de mejorar el factor de potencia:              Q’= P · tg φ’

En la figura siguiente pueden observarse estas potencias.

[pic 13]

La potencia reactiva aportada por los condensadores será la diferencia entre las potencias reactivas demandadas antes y después de realizar la mejora (Q y Q`):

|QC| = Q – Q` = (P · tg φ) - (P · tg φ`) = P (tg φ - tg φ`)

Para aportar la potencia reactiva anterior (QC) y poder obtener la mejora en el factor de potencia será necesario colocar un condensador en paralelo con la carga de capacidad:

[pic 14]

1. Realización de la Práctica.

-4.1 Circuito RL.

[pic 15]

-Cálculo del condensador necesario.

-4.2 Circuito RLC[pic 16]

Cuestiones:

• ¿Cuál ha sido la mejora obtenida en cuanto a la parte imaginaria de la instalación?
• Total, teníamos 30.68 º de desfase y ahora hemos erradicado ese desfase.
• ¿Coincide este valor con el calculado? Razonar.
• Sí
• ¿Qué ocurre con las potencias activa y reactiva antes y después de la colocación del condensador? ¿Qué nos indica el cos φ?
• Que ambas disminuyen. El desfase
• ¿Qué ha sucedido con la corriente que mide el amperímetro A?
• Que ha disminuido.

-4.3 Circuito con fluorescentes.

 -Sin compensación

[pic 17]

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