Medición de potencia aparente con un Multímetro Digital de NI

Actualizado el Jun 4, 2021

Ambiente

Hardware

  • Digital Multimeter Device

Software

  • LabVIEW

Controlador

  • NI-DMM

Una medición de potencia típica requiere un dispositivo de medición para capturar el voltaje a través de los terminales de una carga y un segundo dispositivo para capturar la corriente que pasa por la carga. Sin embargo, el cálculo de la potencia aparente depende de los componentes resistivos y reactivos (condensadores y / o inductores) del circuito. La disipación de potencia, en un circuito puramente resistivo, siempre es función de la caída de voltaje y el consumo de corriente a través del circuito.

Los circuitos reactivos parecen funcionar como circuitos resistivos porque producen caídas de voltaje y consumen corriente. Sin embargo, los circuitos reactivos almacenan o devuelven energía. Los componentes reactivos provocan un cambio de fase (hasta 90 grados) entre las formas de onda de voltaje y corriente, lo que reduce la superposición entre las dos curvas y entrega menos energía a las cargas. Este fenómeno está representado por tres medidas de potencia diferentes: potencia reactiva, potencia aparente y potencia real. Estas tres medidas de potencia tienen una relación de fase que se puede visualizar en el triángulo de potencia, que se muestra a continuación.


Figura 1. Triángulo de potencia.

Potencia aparente

La potencia aparente (S) es una medida de la impedancia (Z) en un circuito y está dada en unidades de Volt-Amps (VA). Es una combinación de la potencia real (P) y la potencia reactiva (Q) relacionadas por el factor de potencia (conseno del ángulo de impedancia). La potencia aparente puede calcularse como:

Potencia aparente (S) = Vrms*Irms 

Para medir con precisión la potencia aparente, se require medir simultáneamente las formas de onda de tensión y corriente a través del circuito. Tradicionalmente, esta medición se realizaba por medio de medidores de potencia especializados. Esto debido a que un multímetro digital tradicional tiene relojes asíncronos y no proporciona capacidad de adquisición de formas de onda. Sin embargo, usando la moderna arquitectura del multímetro digital del NI PXI-4070 FlexDMM (que cuenta con capacidad de digitalizador), y las funciones de análisis de LabVIEW se puede construir un sistema para la medición de potencia activa como se muestra en la figura 3.

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Figura 2. Sistema para la medición de potencia aparente.

El sistema requiere dos FlexDMM PXI-4070: uno configurado para medir voltaje y el otro para medir corriente. Usando el controlador de instrumentos NI-DMM, se puede configurar dos FlexDMM para disparar desde la misma línea de disparo PXI. El diagrama de bloques a continuación es un ejemplo de cómo realizaría estas medidas en LabVIEW.

 

Figura 3. Código de LabVIEW para el cálculo de potencia aparente (S).