Mediciones electricas

A partir de este estudio define cómo obtener los valores de los parámetros de: potencia aparente, potencia activa, potencia reactiva (Budeanu), potencia de distorsión (Budeanu), potencia no activa (Fryze) y el factor de potencia a partir de los parámetros de las señales de tensión y corriente y las muestras de las señales de tensión, corriente y potencia instantánea, para los casos analizados. También analice las relaciones entre estos conceptos considerando estas preguntas:

• ¿Cuáles parámetros de potencia se pueden evaluar a partir de los parámetros de las señales de tensión y corriente?

La potencia instantánea y la potencia de dimensionamiento.

• ¿Cómo se podría calcular la potencia activa definida para las tres luminarias analizadas?

Primero calculamos la potencia promedio, está es igual la multiplicación de las señales punto a punto de tensión y corriente en un ciclo entero. La potencia activa es igual al cociente entre la potencia instantánea y el número de muestras, donde el número de muestras es para un ciclo entero, ese ciclo debe ser el mismo que el de la potencia instantánea.

• ¿Cuáles parámetros de potencia se pueden evaluar a partir de las muestras de la potencia instantánea y de las muestras de las señales de tensión y corriente?

La potencia activa, la potencia de dimensionamiento, la potencia no activa (Fryze), la potencia reactiva (Budeanu) y la potencia de distorsión (Budeanu).

• ¿Cómo se puede evaluar la energía activa que miden los medidores de energía (contadores) en nuestras casas?

La energía activa es la energía eléctrica en la que las características de tensión y corriente están en fase y , por lo tanto, se transforma en trabajo útil.

Energía activa = potencia activa* tiempo

A partir de los parámetros de potencia obtenidos para los diferentes casos analizados, compare las características de los tres tipos de luminarias orientados por estas preguntas:

• ¿A qué se deben las diferencias en las potencias activas entre las tres luminarias?

Cómo son diferentes tipos de cargas, la corriente en cada una, tienen una forma de onda, unas características y una distorsión diferente. Anteriormente, hemos definido la potencia activa y sabemos que depende de la potencia instantánea, a su vez la potencia instantánea depende de la corriente y la tensión por esta razón las potencias activas para cada carga son diferentes.

• ¿Cuál es el impacto de las distorsiones de las señales de tensión y corriente en los parámetros de potencia?

El impacto se representa en que a mayor distorsión, es menor la potencia activa y la potencia  de distorsión de Budeanu es mayor.

• ¿Cuáles son las diferencias entre las potencias: reactiva (Budeanu) y no activa (Fryze) de las tres luminarias y a que se deben?

En este caso como existe algún tipo de distorsión en las señales de corriente o tensión, existirá una potencia de distorsión de Budeanu, si estas señales no tuvieran distorsión la potencia de distorsión de Budeanu sería cero lo que implica que la potencia reactiva (Qb) y la potencia no activa (Fryze) son iguales.

• ¿Son comparables los valores obtenidos del factor de potencia para las tres luminarias?

Al ser tres tipos de carga diferente, la potencia activa obtenida para cada una de las cargas será diferente, al igual que para la potencia de dimensionamiento, por lo tanto, los valores obtenidos de factor de potencia para cada una de las luminarias no son comparables.  

[pic 1]

Tabla 1. Parámetros de potencia de las tres luminarias

Q : Potencia no activa de Fryze

Qb : Potencia reactiva de Budeanu

Db: Potencia de distorsión de Budeanu

De acuerdo con las diferencias de los factores de potencia en las tres luminarias, clasifique la eficiencia de estas tres lámparas. Analice las ventajas y desventajas de utilizar cada una de las tres luminarias desde el punto de vista energético.

Con los valores anteriormente hallados podemos verificar que la eficiencia del sistema es mayor en  la luminaria incandescente, dado que su factor de potencia es más cercano a uno debido a la relación de consumo entre la potencia entregada a la luminaria y la potencia que esta consume. También podemos relacionar la distorsión con el factor de potencia y la eficiencia, a mayor distorsión es menor el factor de potencia..

En relación con la eficiencia energética de la carga la lámpara más adecuadas para el ahorro de energía son las lámparas de bajo consumo que en nuestro caso sería la led, ya que como podemos ver en la tabla esta luminaria es la que presenta menor consumo de potencia activa.

• ¿Por qué es importante medir los parámetros de potencia en sistemas eléctricos?

Porque en todo el mundo existen normas de regulación para los sistemas eléctricos, estas normas regulan la potencia de dimensionamiento, el factor de potencia, entre otros.

Para ofrecer un buen servicio de energía y tener un eficiente sistema de distribución en el cual la mayoría de energía se convierta en trabajo útil es importante conocer los parámetros de potencia en un sistema eléctrico. Por ejemplo, en Colombia, existe un límite para el factor de potencia, en el cual si el factor de potencia de un sistema eléctrico es más cercano a cero que a uno, existirá una penalización, debido al desperdicio de energía y  un bajo rendimiento en el suministro de esta, lo que conlleva  gastos adicionales en la facturación.

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