1. POTENCIA Y FACTOR DE POTENCIA EN CIRCUITOS
MONOFÁSICOS
I. OBJETIVO
Evaluar y analizar en forma experimental la medida de la potencia y el
factor de potencia en circuitos monofásicos SC.
II. FUNDAMENTO
1. Potencia Instantánea Monofásica:
Se define la potencia instantánea como el producto de:
Si consideramos:
Entonces la potencia entregada será:
Desarrollando:
La figura 1 muestra la grafica de la potencia instantánea.
Observación
El valor medio con respecto al tiempo del término que contiene a
cos2ϖt y del término que contiene a sen2ϖt es igual a cero, cuando se
computa a lo largo de un periodo.
Entonces el valor medio de la potencia con respecto al tiempo a lo largo
de un periodo es igual a:

2. Este mismo resultado se puede encontrando el valor medio de la
ecuación (1).
Analizando los componentes de la ecuación (2) nos ayudara a
comprender porque la potencia eléctrica es tratada en términos de
componentes activos y reactivos y porque estos dos componentes son
a veces representados como catetos de un triangulo.
2. Potencia Activa
La potencia activa instantánea está representada por
, es decir por los dos primeros términos del
segundo miembro de la ecuación (2). Se puede observar que estos dos
términos se combinan para formar una variación de potencia
instantánea que no contienen valores negativos; de aquí que esta parte
de la ecuación (2) se llama potencia activa instantánea.
3. Potencia Reactiva
El tercer término del segundo miembro de la ecuación (2), es llamada
potencia reactiva instantánea, por la razón de que el área situada bajo
la curva:

3. Representa la energía que oscila entre fuente de
mando y los elementos reactivos (capacitivos o inductivos) del circuito.
4. Factor de Potencia:
Por definición, el factor de potencia es el coseno del ángulo de fase
entre el voltaje y la corriente; por lo que la medición se realiza a partir
de dicho ángulo de fase.
III. EQUIPOS Y/O INSTRUMENTOS A UTILIZAR
1. 1 Autotransformador variable de 220V - 8A.
2. 1 Multímetro (A.C) 0 - 250V.
3. 1 Vatímetro Monofásico 250V - 5A.
4. 1 motor (L).
5. 6 focos.
6. Juego de conductores.

5. IV. PROCEDIMIENTO
Armar el circuito
XWM1
LED1
A
V I
J1
1 2 5
V1 6
T1 Key = A
220 Vrms
60 Hz
0° 0
7
Poner las resistencias R1 y R2 en sus máximos valores y regular el
autotransformador de 200V. luego variar las resistencias hasta A 2 = 5
amp.
Variando R1 y R2 tomar lo menos 10 lecturas de A1, A2, W, R1+R2 y cosθ
(f.d.p.) entre 5 amp. Y 2.6 A.
Efectuar la medida de “L” experimentalmente, consultar con el profesor.
TABLA DE DATOS
carga V A1 W cosθ
6 focos 119,9V 2,2 A 259W 1
4 focos 119,5V 1,28 A 154W 1
3 focos 119,8V 0,96 A 116W 1
6focos + motor (paralelo) 117,6V 2,56 A 287W 0.94
motor 120,2V 0,88 A 27W 0.26
V. CUESTIONARIO
1. Explicar la importancia de los vatímetros digitales en la actualidad.
Los vatímetros digitales son especialmente importantes porque nos
permiten saber el valor del factor de potencia, factor que en el día de hoy
es muy importante.
Para comprender la importancia del factor de potencia se van a
considerar dos receptores con la misma potencia, 1000 W, conectados a

6. la misma tensión de 230 V, pero el primero con un f.d.p. alto
y el segundo con uno bajo .
Primer receptor
Segundo receptor
Cotejando ambos resultados, se obtienen las siguientes conclusiones:
Un f.d.p. bajo comparado con otro alto, origina, para una misma potencia,
una mayor demanda de corriente, lo que implica la necesidad de utilizar
cables de mayor sección.
La potencia aparente es tanto mayor cuanto más bajo sea el f.d.p., lo que
origina una mayor dimensión de los generadores.
Ambas conclusiones nos llevan a un mayor coste de la instalación
alimentadora. Esto no resulta práctico para las compañías eléctricas,
puesto que el gasto es mayor para un f.d.p. bajo. Es por ello que las
compañías suministradoras penalizan la existencia de un f.d.p. bajo,
obligando a su mejora o imponiendo costes adicionales.

7. 2. Graficar en papel milimetrado el lugar geométrico experimental de la
corriente (lugar geométrico de admitancias) total del circuito (método
grafico experimental a partir de los valores de A1 y A2.
A1
2.5
6, 2.2
2
1.5
4, 1.28
1 3, 0.96
0.5
0
0 1 2 3 4 5 6 7
numero de focos
3. Graficar el lugar geométrico de Z (impedancia equivalente del circuito) y
A2 (corriente total del circuito) del circuito variando R1 y R2 a partir de la
pregunta 2.
Imag
XL (motor)
Real
0 2 4 6 8

8. 4. Calcular analíticamente el factor de potencia a partir de la ecuación
para cada lectura.
Para 6 focos:
Para 4 focos:
Para 3 focos:
Para 6 focos en paralelo con el motor:
Para el motor:

9. 5. Obtener la divergencia entre los valores teóricos y experimentales del
factor de potencia, mencionando el error absoluto y relativo porcentual en
un cuadro en forma tabulada.
Para 6 focos:
Error absoluto:
Error relativo porcentual:
Para 4 focos:
Error absoluto:
Error relativo porcentual:

10. Para 3 focos:
Error absoluto:
Error relativo porcentual:
Para 6 focos en paralelo con el motor:
Error absoluto:
Error relativo porcentual:
Para el motor:
Error absoluto:
Error relativo porcentual:

11. VI. CONCLUSIONES
 En la actualidad el factor de potencia es un valor al que se le debe de
tener mucha consideración.
 La potencia aparente de un circuito eléctrico de corriente alterna, es la
suma de la energía que disipa dicho circuito en cierto tiempo en forma de
calor o trabajo y la energía utilizada para la formación de los campos
eléctricos y magnéticos de sus componentes.
 La potencia es la que representa la capacidad de un circuito para realizar
un proceso de transformación de la energía eléctrica en trabajo.
 La potencia reactiva no tiene tampoco el carácter realmente de ser
consumida y sólo aparecerá cuando existan bobinas o condensadores en
los circuitos. La potencia reactiva tiene un valor medio nulo, por lo que no
produce trabajo necesario.
 En general el factor de calidad se define como la variación entre la
potencia reactiva con respecto a la potencia promedio o real.
BIBLIOGRAFIA
Circuitos Eléctricos II Colección
Schaum
Circuitos Eléctricos II Spiegel
Maquinas Eléctricas Rotativas Harper
Transformadores Harper
Instrumentación Metrológicas Andrés Cardz
Análisis de Circuitos Eléctricos Biela Bianchi
Motores Eléctricos Rossemberg
Cálculo de Rebobinado de Motores Eléctricos Camare