6.Medición de potencia en corriente directa.pdf

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  U.P.T.C. Formación básica profesional. Área (Eléctrica – Electrónica) Facultad Seccional Duitama Metrología eléctrica y luminotecnia Escuela de Ingeniería Electromecánica 54020605-06 PRACTICA DE LABORATORIO 6 MEDICION DE POTENCIA EN CORRIENTE DIRECTA INTRODUCCION La potencia eléctrica s
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    U.P.T.C. Formación básica profesional. Área (Eléctrica – Electrónica) Facultad Seccional Duitama Metrología eléctrica y luminotecnia Escuela de Ingeniería Electromecánica 54020605-06  100   PRACTICA DE LABORATORIO 6 MEDICION DE POTENCIA EN CORRIENTE DIRECTA INTRODUCCION La potencia eléctrica suministrada por una fuente de corriente directa puede determinarse conociendo los parámetros del circuito, a través de ecuaciones que relacionan la tensión y la corriente. Usaremos este principio para hallar la potencia entregada a un resistor de carga, calculando el error cometido al calcular el valor de la potencia disipada por a carga. 1.   OBJETIVOS ã   Calcular la potencia entregada por una fuente D.C. a una carga resistiva. ã   Determinar el error relativo absoluto cometido al calcular la potencia disipada por el resistor de carga ã   Hallar el efecto de carga del voltímetro sobre el resistor de carga 2. GENERALIDADES 2.1 METODO VOLTIAMPERIMETRICO La potencia eléctrica es la relación entre la energía eléctrica y el tiempo que se consume o suministra esta energía: tiempo EnergiaPotencia  =  (Ec. 1)    U.P.T.C. Formación básica profesional. Área (Eléctrica – Electrónica) Facultad Seccional Duitama Metrología eléctrica y luminotecnia Escuela de Ingeniería Electromecánica 54020605-06  101   Siendo t  I U  Energia  ⋅⋅= ; resulta: t  I  RU  I U Potencia  ⋅==⋅= 22  (Ec. 2) La unidad de medida es el vatio o watt. El submúltiplo mas utilizado es el miliwatt o milivatio (mW) y los submúltiplos son los kilovatio (kW), megavatio (MW) y gigavatio (GW). Como la potencia en C.D se expresa por el producto de la tensión por la corriente, se puede medir esta potencia utilizando solamente un voltímetro y un amperímetro. Se puede utilizar las dos variantes, a saber: Figura 1. Variantes método Voltimperimetrico. 2.1.1 Variante a)  La potencia está dada por esta dada por:  I U P  ⋅=  (Ec. 3) Donde U   e  I   son las lecturas del voltímetro y amperímetro respectivamente. Pero la potencia sobre el resistor se calcula a través de:  R  I U P  ⋅=  (Ec. 4) Como v R  I  I  I   += , el error absoluto puede calcularse a través de: ⇒ ⋅=⋅−⋅=∆ v R  I U  I U  I U P  (Ec. 5)    U.P.T.C. Formación básica profesional. Área (Eléctrica – Electrónica) Facultad Seccional Duitama Metrología eléctrica y luminotecnia Escuela de Ingeniería Electromecánica 54020605-06  102   “El error absoluto está dado por la potencia que disipa el voltímetro” Este error es del tipo sistemático y es por exceso (error positivo), la corrección se realiza a través de: v  I U PCorreccion  ⋅−=∆−=  (Ec. 6) El error relativo se calcula así: v R p  R RPP =∆= ε    (Ec. 7) “El error relativo es directamente proporcional a la resistencia del receptor e inversamente proporcional a la resistencia del voltímetro.” El error disminuye cuando se utilizan voltímetros de alta resistencia interna. La potencia absorbida por la carga la determinamos por  I U P  ⋅= , pero a este cálculo se debe sumar la corrección (restar la potencia absorbida por el voltímetro). Entonces la potencia realmente absorbida por el receptor  R  es: vv  RU  I U  I U  I U CorreccionP 2 −⋅=⋅−⋅=+  (Ec. 8) 2.1.1 Variante b)  La potencia está dada por esta dada por la ecuación 3. Pero la potencia sobre el resistor se calcula a través de:  R I  I U P  R  ⋅=⋅= 2  (Ec. 9) Como  R A U U U   += , el error absoluto puede calcularse por medio de: ⇒ ⋅=⋅−⋅=∆  A  R I  R I  I U P 22  (Ec. 10) “El error absoluto está dado por la potencia que disipa el amperímetro” Este error es del tipo sistemático y es por exceso (error positivo), la corrección se realiza a través de:  A  R I PCorreccion  ⋅−=∆−= 2  (Ec. 11)    U.P.T.C. Formación básica profesional. Área (Eléctrica – Electrónica) Facultad Seccional Duitama Metrología eléctrica y luminotecnia Escuela de Ingeniería Electromecánica 54020605-06  103   El error relativo se calcula así:  R RPP  A R p  =∆= ε    (Ec. 12) “El error relativo es directamente proporcional a la resistencia del amperímetro e inversamente proporcional a la resistencia del receptor.” El error disminuye cuando con esta variante se miden potencias de resistencias de magnitudes grandes en comparación a la resistencia interna del amperímetro. La potencia absorbida por la carga la determinamos por  I U P  ⋅= , pero a este cálculo se debe sumar la corrección (restar la potencia absorbida por el voltímetro). Entonces la potencia realmente absorbida por el receptor  R  es: a  R I  I U CorreccionP  ⋅−⋅=+ 2  (Ec. 13) 2.3 REQUISITOS PRELIMINARES ã   Conocimientos sobre teoría de errores, ajuste de curvas por mínimos cuadrados. ã   Manejo de instrumentos de medida y conocimientos de cada una de sus características de funcionamiento. 2.4 PRECAUCIONES ã   En la conexión del amperímetro verifique el correcto conexionado (en serie con la carga), ya que un mal conexionado causa el daño inmediato del aparato de medida. ã   En todo caso luego de cablear los circuitos pida al profesor o al dependiente de los laboratorios, que rectifique el conexionado. 2.5 AUTOEXAMEN
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