Medición del coseno de φ con amperímetro

Se presenta un método para medir el factor de potencia  de una carga lineal en un circuito alimentado por una tensión alterna sinusoidal, mediante el uso de un amperímetro.

La carga, cuyo cos φ se quiere medir, ha sido representada en la Fig. 1 por la impedancia Z L, que en general estará constituída por una parte resistiva y una parte reactiva. La parte reactiva podrá ser inductiva o capacitiva, o bien nula. La resistencia auxiliar R1, ha sido introducida a fin de lograr el método de medición y la única condición es que deberá tener un valor que se encuentre en el rango de la impedancia a medir, para que el error de la medición sea mínimo. Una recomendación que, a pesar de ser obvia, es conveniente recordar es que debe tenerse en cuenta la disipación de dicha resistencia con la tensión aplicada a la misma.

Fig.1 – Circuito para medir cos de φ de Z L

Del circuito de la Fig.1 se desprende la siguiente ecuación:

I = I 1 +  I L 

Que representamos en la Fig. 2 :

Fig.2 – Diagrama Fasorial

Aplicando el teorema del coseno*  en la Fig. 2:

I ²  =  I 1² +  I L ²  -  2 I 1 . I L . cos (π – φ)

I ²  =  I 1² +  I L ²  +  2 I 1 . I L . cos φ

Despejando:

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cos φ =  (I ² - I 1²  -  I L ² ) /  2 I 1 . I L

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Se puede así calcular el cos φ en función de tres corrientes medidas: I, I 1, I L. Este método se lo conoce también como el método de los 3 amperímetros ya que, si bien se puede hacer con uno solo, es más cómodo y seguro hacerlo con tres conectados al mismo tiempo.

Importante: Tómese el tiempo necesario para armar el circuito, de modo que las conexiones sean seguras para Ud. No debe incluir conexiones con cables volantes, ni ningún tipo de precariedad. Una vez que el circuito fue armado, solo debe hacer 2 cosas: 1)Conectar la alimentación y 2)Leer el valor de corriente en el instrumento. Si algo no funciona, desconecte la alimentación y recién actúe sobre el circuito. Utilice todos los elementos que usaría en cualquier instalación definitiva, tales como toma corrientes, conectores, aislaciones, etc.Es su seguridad la que está en juego.

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*Teorema del Coseno

"En cualquier triángulo, el cuadrado de un lado es igual a la suma de los cuadrados de los otros dos lados, menos el doble del producto de estos dos lados por el coseno del ángulo que forman"

a² = b² + c² - 2bc cos a

b² = a² + c² - 2ac cos b

c² = a² + b² - 2ac cos g

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