Medicion de Potencia en AC [Monofasico]
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Mediciones Eléctricas II CET 18 – Modalidad Electromecánica
Prof. Fabricio Curilef 1
Medición de Potencia en AC
La determinación de la potencia en corriente alterna (AC) normalmente suele
realizarse por medio de Vatímetros, los cuales miden directamente la potencia,
o bien mediante Contadores en los que la potencia se obtiene a partir de la
energía registrada.
VATÍMETROS
El instrumento encargado de medir la potencia
en AC es el Vatímetro. Su representación
esquemática es la de la Figura 1 y su principio
de funcionamiento está basado en la
interacción de dos campos magnéticos los
cuales son creados por la corrientes Ia e Iv que
circulan por las bobinas de que dispone en su interior; el par producido entre
ambos campos es proporcional al producto Ia x Iv x cos(θav) , siendo θav el
desfase entre las corrientes Ia e Iv. El vatímetro consta, como ya se ha indicado,
de dos bobinas (prácticamente se consideran resistencias puras) con las
siguientes características:
Bobina amperométrica (ra): Se conecta en serie con la línea de corriente y su
resistencia deberá ser lo menor posible con el fin de no perturbar la diferencia
de potencial que existe en el circuito entre B y C.
Bobina voltimétrica (rv): Se conecta en paralelo con la carga cuya potencia se
quiere medir y su resistencia deberá ser lo mayor posible para, de esta forma,
evitar que el vatímetro desvíe corriente a la carga.
Se define como vatímetro ideal aquél en el que se cumple que ra = 0 y rv→∞∞∞∞.
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Ya se ha comentado anteriormente que la indicación de un vatímetro es
proporcional al producto Ia x Iv x cos(θav). Eligiendo una constante de
proporcionalidad igual a rv la indicación del vatímetro será:
W = rv x Ia x Iv x cos(θav)
Puesto que rv x Iv es el módulo de la tensión entre A y C y dicha tensión está
desfasada con Ia el mismo ángulo que Iv e Ia (si la bobina puede considerarse
resistiva), es evidente que la indicación del vatímetro es la potencia activa
consumida por una carga situada entre B y C. En la siguiente figura se
muestra la conexión de un vatímetro para la medida de la potencia activa
consumida por una carga
.
VATÍMETROS REACTIVOS
Para la medida de la potencia reactiva
se emplean vatímetros en los que la
bobina voltimétrica es prácticamente
reactiva (predomina la componente
inductiva de la bobina sobre la
resistiva). Su representación es similar
a la de los vatímetros convencionales,
como puede observarse en la figura.
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Solamente deberá indicarse que la bobina voltimétrica tiene carácter inductivo.
Puede demostrarse, al igual que se ha hecho para los vatímetros
convencionales del apartado anterior, que la indicación de los vatímetros
reactivos es:
Wr = Ia x Vac x sen(θav)
Es decir, la potencia reactiva Q absorbida por una carga colocada entre B y C.
La conexión de estos vatímetros es igual que la de los vatímetros
convencionales.
La potencia reactiva de una carga monofásica solamente puede medirse, en
principio, con vatímetros de bobina reactiva. Sin embargo, como se verá mas
adelante, en redes trifásicas es posible medir la potencia reactiva utilizando
para ello únicamente vatímetros convencionales.