INSTITUTO REGIONAL DE OCCIDENTE IRO-INATEC Electricidad Industrial- Vespertino La Potencia Eléctrica (P)

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Esperanza Olivares Ferreyra
hace 6 años
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La Potencia Eléctrica (P) La potencia eléctrica es la capacidad que tiene la electricidad de producir un trabajo o de transformar la energía en un tiempo dado o se define como la cantidad de energía

1 La Potencia Eléctrica (P) La potencia eléctrica es la capacidad que tiene la electricidad de producir un trabajo o de transformar la energía en un tiempo dado o se define como la cantidad de energía eléctrica o trabajo, que se transporta o que se consume en una determinada unidad de tiempo.. Se define por la siguiente expresión: P = U * I En el sistema internacional, la unidad de potencia es el Watt (W) y se cumple la siguiente relación: 1 Watt = 1 Ampere x 1 Voltio 1 kilowatt (kw) = Watts Fuerza motriz en general. 1 Megawatt (MW) = Watts Plantas industriales, ciudades. Los niveles de potencia con los cuales se trabaja normalmente son del orden de 150 kw para pequeñas plantas industriales y por encima de 1 MW las grandes instalaciones. En el acaso del ejemplo, se tiene una potencia que se transforma en un flujo de calor de 11 kw. Wattimetro Introducción En corriente continua, los receptores se comportan como resistencias óhmicas puras, mientras que en corriente alterna es necesario tener en cuenta otras propiedades además de la resistencia, como son inductancias y capacitancias. vatios. La potencia dada por un receptor en corriente continua se determina fácilmente aplicando la expresión P = UI, con lo que se obtiene su valor en

2 En los circuitos de corriente alterna, los receptores están formados por resistencias, bobinas y condensadores. Cada tipo de receptor provoca que la resolución de los circuitos se haga de forma vectorial y no aritmética, ya que las bobinas y los condensadores provocan un desfase entre la tensión y la intensidad del circuito. Esto no ocurre en corriente continua. Tipos de potencia en corriente alterna En los circuitos de corriente alterna, se nos presentan generalmente tres tipos de potencia, su representación (Figura 24). Figura 24 Sus características más relevantes son: Potencia activa: se representa por P y es aquella que produce un trabajo útil en el circuito. Su unidad es el vatio (W) y se mide con el vatímetro. Potencia reactiva: se representa por Q y aparece en los circuitos de corriente alterna cuando existen bobinas y condensadores. No realiza trabajo útil, razón por la que interesa reducirla al máximo. Su unidad es el voltio-amperio reactivo (VAR) y se mide con el varímetro.

3 Potencia aparente: se representa por S y es la suma vectorial de las potencias activa y reactiva. Ésta es la que determina el valor de la intensidad que va a circular por la línea de alimentación del circuito. Su unidad es el voltioamperio (VA) y se obtiene realizando el producto UI. Medida de potencias activas: para la realización de medidas de potencia, hay que distinguir si se hace en corriente continua o alterna, ya que en continua se puede decir que toda la potencia es activa, por lo que la mediremos con el vatímetro. (Figura 25) Figura 25 Al igual que la potencia activa en corriente alterna. Básicamente, un vatímetro está formado por dos bobinas, una bobinas fija que es la amperimétrica (bobina de corriente) y otra móvil que es la voltimétrica (bobina de potencial); con esta última se conecta en serie una resistencia óhmica que se encarga de corregir el desfase de tensión e intensidad en el caso de corriente alterna. Las bobinas fijas se conectan en serie con el circuito, mientras la móvil se conecta en paralelo. La forma de conexión del vatímetro es exactamente igual tanto para corriente continua como para corriente alterna; eso sí, el aparato debe ser para ese tipo de corriente.

4 Como ejemplo de conexión se muestran (Figura 26), sistema monofásico. Figura 26 Conexión en sistema monofasico Tipos de Vatímetro. Vatímetros analógicos La bobina móvil tiene una aguja que se mueve sobre una escala para indicar la potencia medida. Una corriente que circule por las bobinas fijas genera un campo electromagnético cuya potencia es proporcional a la corriente y está en fase con ella. La bobina móvil tiene, por regla general, una resistencia grande conectada en serie para reducir la corriente que circula por ella. El resultado de esta disposición es que en un circuito de corriente continua, la deflexión de la aguja es proporcional tanto a la corriente como al voltaje, conforme a la ecuación W=VA o P=EI. En un circuito de corriente alterna la deflexión es proporcional al producto instantáneo medio del voltaje y la corriente, midiendo pues la potencia real y posiblemente (dependiendo de las características de cargo) mostrando una lectura diferente a la obtenida

5 multiplicando simplemente las lecturas arrojadas por un voltímetro y un amperímetro independientes en el mismo circuito. Los dos circuitos de un vatímetro son propensos a resultar dañados por una corriente excesiva. Tanto los amperímetros como los voltímetros son vulnerables al recalentamiento: en caso de una sobrecarga, sus agujas pueden quedar fuera de escala; pero en un vatímetro el circuito de corriente, el de potencial o ambos pueden recalentarse sin que la aguja alcance el extremo de la escala. Esto se debe a que su posición depende del factor de potencia, el voltaje y la corriente. Así, un circuito con un factor de potencia bajo dará una lectura baja en el vatímetro, incluso aunque ambos de sus circuitos esté cargados al borde de su límite de seguridad. Por tanto, un vatímetro no sólo se clasifica en vatios, sino también en voltios y amperios. Vatímetro electrónico Los vatímetros electrónicos se usan para medidas de potencia directas y pequeñas o para medidas de potencia a frecuencias por encima del rango de los instrumentos de tipo electrodinamómetro. Los triodos acoplados se operan en la porción no lineal de sus curvas características al voltaje de red y la corriente de placa. El rango de frecuencia de un vatímetro electrónico puede extenderse hasta los 20 megahercios usando tubos de pentodos en lugar de triodos. Las condiciones de operación de un pentodo se ajustan de forma que la corriente de placa sea proporcional al producto de una función linear del voltaje de placa y a una función exponencial del voltaje de red.

6 Medición de potencia - El Vatímetro. La medición de potencia eléctrica activa se realiza con el vatímetro. Este instrumento de medición tiene una parte amperimétrica, la cual se conecta como los amperímetros comunes (intercalado en la línea) y una parte voltimétrica que se conecta como los voltímetros, en paralelo a las líneas que conducen la corriente eléctrica, de manera que se obtenga la potencia por efecto de ambas medidas. El vatímetro de pinzas, es un dispositivo similar a una pinza amperimétrica que sensa la corriente y la tensión en la carga, realizando el cálculo de la potencia por medio de un dispositivo electrónico. La medida de potencia puede ser mostrada directamente por el equipo o indirectamente a través de un multímetro, tal como se muestra en la figura.

7 En esta figura se puede observar la conexión voltimétrica en los puntos "R" y "B"; así como el sensado de la corriente mediante una pinza de efecto Hall. Este tipo de instrumento es muy sencillo de utilizar, pero requiere de cuidado con la polaridad al efectuar las conexiones.

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