5 GEAN .pdf universidad nacional pedro Ruiz gallo

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
DOCENTE:
Lic. EGBERTO SERAFIN GUTIERREZ ATOCHE
ALUMNO:
SANDOVAL SANTAMARIA GEAN MARCOS
CURSO:
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS II
TEMA:
MEDIDA Y CORRECCION DEL FACTOR DE POTENCIA
FECHA:
15/09/2022
LAMBAYEQUE – PERU

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ
GALLOFACULTAD DE ING. MECÁNICA Y
ELÉCTRICA
2
ÍNDICE
I. OBJETIVO:.................................................................................................................. 3
II. MARCO TEORICO ..................................................................................................... 3
2.1. Factor de Potencia......................................................................................................... 3
2.2. Triángulo de Potencias ................................................................................................. 5
III. MATERIALES, EQUIPOS E INSTRUMENTOS:..................................... 5
IV. PROCEDIMIENTO:............................................................................................... 6
V. CUESTIONARIO:................................................................................................... 8
5.1. Explicar el origen del factor de potencia en los circuitos eléctricos
monofásicos. ...................................................................................................................... 8
5.2. Explique el funcionamiento del cofimetro. ....................................................... 9
5.3. ¿Por qué existe un bajo factor de potencia en una instalación
industrial? ........................................................................................................................ 10
5.4. ¿Por qué resulta dañino y muy caro mantener un bajo factor de
potencia en una instalación industrial?................................................................. 10
5.5. ¿Cómo mejoramos el bajo factor de potencia: (a) Efecto inductivo; (b) Efecto
capacitivo ............................................................................................................................ 11
5.6. A que llamamos compensación reactiva, ¿en qué se diferencia una
compensación reactiva automática de una fija? ................................................ 12
5.6.1. COMPENSACIÓN FIJA ................................................................................ 12
5.6.2. COMPENSACIÓN AUTOMÁTICA............................................................. 12
VI. LINKOGRAFIA ......................................................................................................... 14

ELÉCTRICA
3
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS 2
LABORATORIO N.º 5
“MEDIDA Y CORRECCION DEL FACTOR DE POTENCIA”
I. OBJETIVO:
Objetivo general:
 Medir y corregir el factor de potencia de forma experimental
en un circuito de C.A
Objetivos específicos:
 Analizar en forma experimental la medida del factor de
potencia enCircuitos eléctricos de C.A.
 Determinar su corrección con los datos del medidor de potencia y
multímetro
II. MARCO TEORICO
2.1. Factor de Potencia
El factor de potencia (fp) es la relación entre la potencia activa y la potencia
aparente:
Otra forma de calcular el factor de potencia es calculando el coseno del ángulo del
triángulo de potencias:
El factor de potencia no tiene unidades. Su valor máximo es uno, cuando el valor de la
potencia reactiva es cero. Este caso se da, por ejemplo, cuando tenemos una resistencia

ELÉCTRICA
4
pura. En general el factor de potencia es diferente de uno y puede tener dos direcciones:
en atraso o en adelanto.
Se dice que el factor de potencia está en atraso cuando el ángulo de la corriente es
menor que el ángulo de la tensión, como se mostró en la Figura 2(a). Este caso se da para
carga inductivas, como son los reactores y los motores de inducción. Cuando el ángulo de
la corriente es mayor que el ángulo de la tensión (como se mostró en la Figura 2(b)) el
factor de potencia está en adelanto. Este caso se da cuando las cargas tienen una alta
componente capacitiva, como son los bancos de capacitores, generadores operando en
sobre excitación y capacitores sincrónicos.
El factor de potencia es, por ende, una medida de la eficiencia de un sistema eléctrico.
A mayor factor de potencia, mayor es la cantidad de potencia transmitida que está siendo
usada en trabajo útil. A pesar de que la potencia reactiva no genera trabajo útil ocupa
capacidad de transporte que podría ser usada para transmitir potencia activa, lo cual hace
que el sistema sea más ineficiente. Una de las mejores ilustraciones para comprender el
concepto de factor de potencia es un vaso de cerveza como se muestra en la siguiente

ELÉCTRICA
5
2.2. Triángulo de Potencias
La potencia aparente es el resultado de la suma vectorial de las potencias activa y
reactiva. Para obtener el valor de la potencia aparente es útil dibujar las potencias en un
plano cartesiano. En el eje de las abscisas se representa la potencia activa y en el eje de
las ordenadas se representa la potencia reactiva. Este hecho se ilustra en la Figura 1.(a)
Potencia reactiva inductiva(b) Potencia reactiva capacitiva
III. MATERIALES, EQUIPOS E INSTRUMENTOS:
- Un Autotransformador.
- Un Multitester Digital.
- Una Pinza Amperimétrica.
- Un medidor de Potencia digital.
- Un Panel de Pruebas.
- Cables de conexión.
- Una lámpara incandescente.
- Un condensador.
- Un motor eléctrico.

ELÉCTRICA
6
IV.PROCEDIMIENTO:
1. Armar el circuito que se muestra en la figura y regular el voltaje
de lafuente en 100 V.
2. Medir el valor del voltaje, la corriente, la potencia activa, la
potenciareactiva y el factor de potencia del circuito y anotarlos
en la Tabla 1.Aumentar el valor del voltaje de la fuente cada
25 V y anotar nuevamente los valores medidos.

ELÉCTRICA
7
tabla A1: medida de potencia y factor de potencia en el circuito 1 (carga sola)
tabla 1: medida de potencia y factor de potencia en el circuito 1 (con capacitador 4.5 µ)
N°
voltaje Vf
(V)
Intensidad
(I)
Potencia
Activa (W)
Potencia
Reactiva
(VAR)
Potencia
Aparente
(VA)
Factor de
Potencia
1 101.6 0.33 32.5 8.2 33.5 0.97
2 125.5 0.377 45.3 12.7 47 0.96
3 150.2 0.422 60.6 18.7 63.4 0.96
4 175.5 0.469 77.9 26.6 82.4 0.95
5 220.4 0.565 115.8 48.9 125.1 0.92
3. Armar el circuito que se muestra en la figura y regular el voltaje de la
fuente en 100 V.
4. Medir el valor del voltaje, la corriente, la potencia activa, la potencia
reactiva y el factor de potencia del circuito y anotarlos en la Tabla 2.
Aumentar el valor del voltaje de la fuente cada 25 V y anotar
nuevamente los valores medidos.
N°
voltaje Vf
(V)
Intensidad
(I)
Potencia
Activa (W)
Potencia
Reactiva
(VAR)
Potencia
Aparente
(VA)
Factor de
Potencia
1 100.5 0.397 31.8 24 39.6 0.8
2 125.4 0.471 45.2 37.8 59 0.77
3 150.4 0.544 60.5 55.2 82 0.74
4 175.2 0.618 77.3 76 108.2 0.71

ELÉCTRICA
8
tabla A2: medida de potencia y factor de potencia en el circuito 2 (carga sola)
N°
voltaje Vf
(V)
Intensidad
(I)
Potencia
Activa (W)
Potencia
Reactiva
(VAR)
Potencia
Aparente
(VA)
Factor de
Potencia
1 199.8 0.232 11.9 20.3 23.5 0.5
2 125.5 0.286 17,6 31.3 35.8 0.49
3 150.4 0.34 24.7 45 51.1 0.48
4 175.4 0.398 33.3 61.3 69.7 0.48
5 220.2 0.511 52.2 99.5 112.4 0.46
tabla 2: medida de potencia y factor de potencia en el circuito 2 (con capacitador 4.5 µ)
N°
voltaje Vf
(V)
Intensidad
(I)
Potencia
Activa (W)
Potencia
Reactiva
(VAR)
Potencia
Aparente
(VA)
Factor de
Potencia
1 100,23 0.87 10.94 12.2 9.7 0.95
2 125.7 0.126 17.5 6.3 18.6 0.94
3 150.8 0.176 24.9 9.1 26.5 0.94
4 175.2 0.202 33.2 12.2 35.4 0.94
5 220.1 0.258 52.7 21.5 56.7 0.93
V. CUESTIONARIO:
5.1. Explicar el origen del factor de potencia en los circuitos eléctricos
monofásicos.
El factor de potencia es un número resultante del cociente entre
la potencia consumida y la potencia generada. Si el resultado es 1, sería un
aprovechamiento del 100% de la energía. Es una situación ideal porque implica que toda
la energía que se consume es aprovechada.
El factor de potencia es el porcentaje de Energía que es aprovechada por un sistema
electrónico como luminarias LED, televisiones, computadoras o cualquier aparato
electrónico. Este dato es importantísimo para saber el aprovechamiento energético del
equipo y determinar su calidad.

ELÉCTRICA
9
5.2. Explique el funcionamiento del cofimetro.
Un cosímetro, cosenofímetro, cofímetro o fasímetro es un aparato para medir el factor
de potencia (cosφ).
Conexión de un cosenofímetro a una red monofásica.
Este instrumento tiene en su interior una bobina de tensión y una de corriente dispuestas
de tal forma que si no existe desfase, entre la corriente y la tensión producto de cargas inductivas
o capacitivas, la aguja está en uno (al centro de la escala).
El cosímetro realiza mediciones mediante un sistema de medida de dos bobinas
cruzadas. Poseen un órgano móvil constituido por dos bobinas móviles solidarias entre sí y
dispuestas en ángulo recto que pueden girar libremente en el campo magnético generado por
una bobina fija doble. La bobina fija se ubica en serie en el circuito cuyo factor de potencia
quiere determinarse, resultando por tanto, recorrida por su corriente, las bobinas móviles están
dispuestas en derivación con el circuito, de modo que reciben de él toda la tensión. En serie con
cada una de estas bobinas se disponen, respectivamente, una resistencia de valor elevado y una
inductancia de tal forma que las corrientes que la recorren pueden considerarse respectivamente
en fase y en cuadratura con la tensión del circuito.

ELÉCTRICA
10
5.3. ¿Por qué existe un bajo factor de potencia en una instalación
industrial?
Debido a las altas cargas inductivas como motores, balastros, transformadores,
etc., son el origen del bajo factor de potencia ya que son cargas no lineales que
contaminan la red eléctrica, en este tipo de equipos el consumo de corriente se
desfasa con relación al voltaje lo que provoca un bajo factor de potencia.
5.4. ¿Por qué resulta dañino y muy caro mantener un bajo factor de
potencia en una instalación industrial?
Las instalaciones eléctricas que operan con un factor de potencia menor a 1.0,
afectan a la red eléctrica tanto en alta tensión como en baja tensión, además, tiene
las siguientes consecuencias en la medida que el factor de potencia disminuye:
 Incremento de las pérdidas por efecto joule
La potencia que se pierde por calentamiento está dada por la expresión I 2 R
donde I es la corriente total y R es la resistencia eléctrica de los equipos
(bobinados de generadores y transformadores, conductores de los circuitos de
distribución, etc.).
Las pérdidas por efecto Joule se manifestarán en: Calentamiento de cables
Calentamiento de embobinados de los transformadores de distribución, y
Disparo sin causa aparente de los dispositivos de protección 11 Corrección del
Factor de Potencia Capítulo 1 Uno de los mayores problemas que causa el
sobrecalentamiento es el deterioro irreversible del aislamiento de los conductores
que, además de reducir la vida útil de los equipos, puede provocar cortos
circuitos.
 Sobrecarga de los generadores, transformadores y líneas de
distribución.
El exceso de corriente debido a un bajo factor de potencia, ocasiona que los
generadores, transformadores y líneas de distribución, trabajen con cierta
sobrecarga y reduzcan su vida útil, debido a que estos equipos, se diseñan para
un cierto valor de corriente y para no dañarlos, se deben operar sin que éste se
rebase.
 Aumento de la caída de tensión
La circulación de corriente a través de los conductores ocasiona una pérdida de

ELÉCTRICA
11
potencia transportada por el cable, y una caída de tensión o diferencia entre las
tensiones de origen y la que lo canaliza, resultando en un insuficiente suministro
de potencia a las cargas (motores, lámparas, etc.); estas cargas sufren una
reducción en su potencia de salida. Esta caída de voltaje afecta a: Los
embobinados de los transformadores de distribución Los cables de alimentación,
y a los Sistemas de protección y control 12 Corrección del Factor de Potencia
 Incremento en la facturación eléctrica
Debido a que un bajo factor de potencia implica pérdidas de energía en la red
eléctrica, el productor y distribuidor de energía eléctrica se ve en la necesidad de
penalizar al usuario haciendo que pague más por su electricidad.
5.5.¿Cómo mejoramos el bajo factor de potencia: (a) Efecto inductivo; (b) Efecto
capacitivo?
La finalidad de corregir el factor de potencia es reducir o aún eliminar el costo
de energía reactiva en la factura de electricidad. Para lograr esto, es necesario distribuir
las unidades capacitivas, dependiendo de su utilización, en el lado del usuario del
medidor de potencia. Existen varios métodos para corregir o mejorar el factor de
potencia, entre los que destacan la instalación de capacitores eléctricos o bien, la
aplicación de motores sincrónicos que finalmente actúan como capacitores.
 Compensación individual en motores
 Compensación por grupo de cargas
 Compensación centralizada
 Compensación combinada
Los capacitores eléctricos o bancos de capacitores, pueden ser instalados en
varios 14 Corrección del Factor de Potencia Capítulo 1 puntos en la red de distribución
en una planta, y pueden distinguirse cuatro tipos principales de instalación de capacitores
para compensar la potencia reactiva (figura 1.2). Cada una de las instalaciones
observadas en la figura 1.2 corresponden a una aplicación específica, no obstante, es

ELÉCTRICA
12
importante mencionar que antes de instalar capacitores eléctricos, se deben tomar en
cuenta los siguientes factores: tipos de cargas eléctricas, variación y distribución de las
mismas, factor de carga, disposición y longitud de los circuitos, tensión de las líneas de
distribución, entre otros
5.6.A que llamamos compensación reactiva, ¿en qué se diferencia una
compensación reactiva automática de una fija?
5.6.1. COMPENSACIÓN FIJA
Este sistema sólo se utilizará en cargas o instalaciones donde:
– Tendrán una demanda de energía bastante constante.
– La reactiva a compensar, también estará presente en los momentos en que la carga es baja.
– Se trata de cargas grandes que, según los criterios marcados en el artículo ¿Dónde
Compensar? interesa compensar individualmente.
En la práctica sólo se utiliza para compensar transformadores y grandes motores asíncronos.
Se conecta en paralelo con ellos de modo que al entrar en servicio también lo haga la batería
de condensadores y, que al desconectarse lo haga ésta, también.
5.6.2. COMPENSACIÓN AUTOMÁTICA
La situación anterior, con consumos de reactiva constantes, es una situación utópica. Al
igual que con la activa la reactiva varía dependiendo de la actividad de la instalación, por lo
que la compensación fija no se podría hacer.
La compensación automática tiene como misión chequear constantemente las
necesidades de compensación de la instalación para compensar lo que necesite en cada
momento. Para ello las batería tienen un regulador automático que «piensa» por ella y le da
órdenes en un sentido u en otro. Según se explicó en el artículo Baterías de Condensadores:

ELÉCTRICA
13
Características más importantes. Artículo que se recomienda leer para tener más información
acerca de este tipo de compensación.
1. Con los datos de la Tabla 1 y Tabla 2, compare los valores de
corriente y explique ¿Por qué varía la corriente (aumenta o
disminuye)?
Tabla1 comparación de intensidad con tabla 2
N°
voltaje Vf
(V)
Intensidad
(I)
Potencia
Activa (W)
Potencia
Reactiva
(VAR)
Potencia
Aparente
(VA)
Factor de
Potencia
1 101.6 0.33 32.5 8.2 33.5 0.97
2 125.5 0.377 45.3 12.7 47 0.96
3 150.2 0.422 60.6 18.7 63.4 0.96
4 175.5 0.469 77.9 26.6 82.4 0.95
5 220.4 0.565 115.8 48.9 125.1 0.92
Tabla2 comparación de intensidad con tabla 1
N°
voltaje Vf
(V)
Intensidad
(I)
Potencia
Activa (W)
Potencia
Reactiva
(VAR)
Potencia
Aparente
(VA)
Factor de
Potencia
1 100,23 0.87 10.94 12.2 9.7 0.95
2 125.7 0.126 17.5 6.3 18.6 0.94
3 150.8 0.176 24.9 9.1 26.5 0.94
4 175.2 0.202 33.2 12.2 35.4 0.94
5 220.1 0.258 52.7 21.5 56.7 0.93
2. Con los datos de la Tabla 1 y Tabla 2, compare los valores de
factor depotencia y explique ¿Por qué varía el factor de potencia?
Tabla 1 comparación de factor de potencia con tabla 2
N°
voltaje Vf
(V)
Intensidad
(I)
Potencia
Activa (W)
Potencia
Reactiva
(VAR)
Potencia
Aparente
(VA)
Factor de
Potencia
1 101.6 0.33 32.5 8.2 33.5 0.97
2 125.5 0.377 45.3 12.7 47 0.96
3 150.2 0.422 60.6 18.7 63.4 0.96
4 175.5 0.469 77.9 26.6 82.4 0.95
5 220.4 0.565 115.8 48.9 125.1 0.92

ELÉCTRICA
14
Tabla 2 comparación de factor de potencia con tabla 1
N°
voltaje Vf
(V)
Intensidad
(I)
Potencia
Activa (W)
Potencia
Reactiva
(VAR)
Potencia
Aparente
(VA)
Factor de
Potencia
1 100,23 0.87 10.94 12.2 9.7 0.95
2 125.7 0.126 17.5 6.3 18.6 0.94
3 150.8 0.176 24.9 9.1 26.5 0.94
4 175.2 0.202 33.2 12.2 35.4 0.94
5 220.1 0.258 52.7 21.5 56.7 0.93
VI. LINKOGRAFIA
https://es.wikipedia.org/wiki/Cos%C3%ADmetro#:~:text=El%20cos%C3%ADmetro%20real
iza%20mediciones%20mediante,por%20una%20bobina%20fija%20doble.
https://personales.unican.es/rodrigma/PDFs/Resolucion%20Monofasica.pdf
http://www.uco.es/electrotecnia-etsiam/pdf/TR-Tema-07.pdf
https://www.areatecnologia.com/electricidad/factor-de-potencia.html
https://es.slideshare.net/waltercast/potencia-y-factor-de-potencia-en-circuitos-monofsicos

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