Qué es el método de los tres vatímetros y su funcionamiento

Un aparato o equipo eléctrico funciona suministrando corriente alterna. La potencia consumida por el aparato o equipo se mide con un vatímetro ( en vatios/ kilovatios/ megavatios). Un vatímetro consta de 2 bobinas, como la bobina de corriente «CC» de baja resistencia conectada junto a la carga y la bobina de potencial «PC» que se conecta a través de la carga. La potencia trifásica de un circuito trifásico puede medirse mediante el método del vatímetro de 3, el de 2 o el de 1. Este artículo describe la medición de la potencia trifásica mediante el método de los 3 vatímetros.


¿Qué es el método de los tres vatímetros?

Definición: El método de los 3 vatímetros se utiliza para medir la potencia en 3 fases utilizando un sistema de 4 hilos que se basa en el teorema de Blondel. El teorema de Blondel establece que la potencia suministrada por el sistema de CA de «k» hilos es igual al vatímetro total necesario menos uno que sea «K-1».

Construcción

El vatímetro trifásico de 3 fases puede construirse en 2 topologías que son en estrella o en delta. A continuación se muestra la construcción de 3 vatímetros utilizando 4 hilos conectados en estrella o en «Y». Consta de 3 vatímetros W1, W2, W3 cuyas bobinas de presión son PC1, PC2, PC3 conectadas al punto neutro «N» y la bobina de corriente CC1, CC2, CC3 está conectada a la carga Z1, Z2, Z3. El otro extremo del vatímetro se conecta al terminal R, Y, B.

3 Vatímetro en la construcción de la topología en estrella

Medición de la potencia

La medición de la potencia de tres vatímetros es, cuando la alimentación pasa por el circuito, la potencia total en el circuito en condiciones de carga equilibrada puede calcularse mediante la siguiente fórmula

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P = P1 + P2 + P3 = V1 I1 + V2 I2 + V3 I3 …….1

Donde P = Potencia total en el circuito

P1, P2, P3 = Potencia en cada fase

V1,V2,V3 = tensión en cada fase

I1, I2, I3 = corriente en cada fase.

Diagrama fasorial del método de los tres vatímetros

El diagrama de fasores de 3 vatímetros puede representarse como sigue

Diagrama de fasores
Diagrama de fasores

Tabla

La observación de los 3 vatímetros puede anotarse de forma práctica mediante la siguiente tabla

S .NOTensión VL (voltios)Corriente IL (amperios)Potencia W1 (vatios)Potencia W2 (vatios)Potencia W3

(vatios)

Potencia total P = W1 + W2 + W3Factor de potencia = cos φ

Precauciones

Las siguientes son las precauciones que hay que tomar durante la realización práctica del experimento

  • Asegúrate de que todas las conexiones están bien hechas
  • El valor de la corriente en el amperímetro no debe superar el valor de la corriente en el vatímetro.

Ventajas del método de los tres vatímetros

Las ventajas son las siguientes

  • Puede medir la potencia en la fase individual
  • Puede medir las tensiones de fase a neutro
  • En ausencia de cable de neutro, se puede crear un cable de neutro duplicado.

Desventajas del método de los tres vatímetros

Las desventajas son las siguientes

  • se utilizan 3 vatímetros
  • Muy sensible a las cargas pesadas.

Aplicaciones del método de los tres vatímetros

Las aplicaciones son las siguientes

  • Suelen utilizarse en sistemas de energía
  • Se utilizan en frigoríficos, calentadores eléctricos
  • Se utiliza en las industrias para medir la potencia nominal y el consumo de energía.

Todos los aparatos o equipos eléctricos funcionan con el suministro de corriente alterna y disipan energía. La cantidad de potencia utilizada en el circuito puede medirse mediante un dispositivo eléctrico denominado vatímetro ( en términos de vatios, o kilovatios, o megavatios ). Este artículo ofrece una visión general de la medición de la potencia en 3 fases mediante vatímetros en una topología de estrella. La potencia total del circuito se puede calcular sumando todas las potencias individuales vatímetro lecturas. La principal ventaja de este método es que se puede medir simultáneamente la potencia de cada fase.

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