LECTURA DE DATOS : RESISTIVO

RESISTIVO

LECTURA DE DATOS : Inductivo

INDUCTIVO

MONTAJE Y EJECUCIÓN: SEÑALES Y FORMAS DE ONDA EN SISTEMAS ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS

INDUCTIVO
RESISTIVO
CAPACITIVO
REACTANCIA
CIRCUITO R-L
EJECUCIÓN.-

 Seleccionar cuidadosamente los materiales, equipos, dispositivos eléctricos e instrumentos de acuerdos al circuito de análisis.
 Regular el reóstato de 1[Ω] para la señal al osciloscopio.
 Identificar el osciloscopio particularmente en lo que se refiere a amplitud y frecuencia, etc.
 Realizar la conexión del primer circuito (R-L) según circuito de análisis, capturar la forma de onda de la corriente de alimentación al arreglo, R-L paralelo, regular la amplitud y frecuencia en el osciloscopio para una buena visualización de la forma de onda y a continuación, copiar fielmente, apunte la magnitud de corriente con el amperímetro.
 En el segundo circuito, proceder análogamente al anterior circuito con la única diferencia de tener mucho cuidado en reproducir fielmente del osciloscopio, porque la forma de onda tiene un gran número de ondulaciones, no olvide apuntar también la corriente en valor eficaz.
 Sólo se debe tener cuidado, bajar la amplitud en el osciloscopio para abrir o cerrar el circuito, con lo que garantizará el equipo contra efectos de corriente Inrush de cargas reactivas.

CIRCUITOS DE ANÁLISIS.- CIRCUITO R-L

CIRCUITO R-L

CIRCUITOS DE ANÁLISIS.- REACTANCIA

REACTANCIA

CIRCUITOS DE ANÁLISIS.- CAPACITIVO

CAPACITIVO

CIRCUITOS DE ANÁLISIS.- RESISTIVO

RESISTIVO

CIRCUITOS DE ANÁLISIS.- INDUCTIVO

INDUCTIVO

MATERIALES Y EQUIPO: SEÑALES Y FORMAS DE ONDA EN SISTEMAS ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS

 Un osciloscopio de dos canales.
 Condensador de 40[μF], 380[V], 1100[VAR]/1200[VAR], 50/60[Hz].
 Reóstatos 5[A], 220[V].
 Cables de tipo banana, tenaza con derivación.
 Resistencias 5[A], 220[V], 1[Ω].
 Bobina de 500 espiras 2.5 [Ω], 2.5 [A].

INTEGRAL DE FOURIER

En el caso límite de que T → , los coeficientes se solaparán, puesto que según (7), → Δω 0. Entonces los coeficientes de Fourier discretos (a_k) y (b_k) se transforman en las funciones continuas A(ω) y B(ω). Dichas funciones pasan a denominarse las componentes de la transformada de Fourier de x(t) y quedan definidas por las integrales:

SERIES DE FOURIER (II)

En la Fig. 2 se muestra la representación gráfica de cada uno de los coeficientes de Fourier para una hipotética vibración x(t). Representamos en dos cuadros distintos los conjuntos (ak) y (bk) que definen el eje de ordenadas de cada cuadro. El eje de abscisas es el mismo en los dos y queda definido por la frecuencia ωk de cada una de las ondas armónicas simples.

SERIES DE FOURIER (I)

Gracias al teorema de Fourier, desarrollado por el matemático francés Fourier (1807-1822) y completado por el matemático alemán Dirichlet (1829), es posible demostrar que toda función periódica continua, con un número finito de máximos y mínimos en cualquier periodo, puede desarrollarse en una única serie trigonométrica uniformemente convergente a dicha función, llamada serie de Fourier.

SEÑALES Y FORMAS DE ONDA EN SISTEMAS ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS

Al finalizar la presente práctica estaremos en condiciones óptimamente técnicas para identificar, analizar, evaluar y concluir las diferentes señales y formas de onda en las operaciones de diferentes sistemas eléctricos y electrónicos basándonos siempre en la serie rápida de Fourier.

Cuando se habla de C.C. se estará siempre refiriéndose a una potencia útil?

En C.C. , cuando conectamos cualquier receptor siempre producimos W, es útil.
Un parámetro que nos indica el grado de aprovechamiento de la energía eléctrica, es el rendimiento en cualquier receptor:

Existe eléctricamente el concepto de potencia en corriente continua?

En todos los receptores existe siempre en placa, un parámetro muy importante, tales los KW o W (Potencia receptor).

Esta unidad nos indica que el equipo será capaz de transformar esta potencia eléctrica en otro tipo de potencia más las pérdidas.

En corriente continua casi toda la potencia que se demanda de la red es transformada en otro tipo de energía, por tanto a esta potencia se la considera sumamente útil o aprovechable para realizar un trabajo.

Toda máquina de C.C: que transforma energía consume más de lo que suministra, y esta energía es útil.
Ps = Pr + Pp

Por ejemplo los generadores modernos de corriente continua utilizan armaduras de tambor, que suelen estar formadas por un gran número de bobinas agrupadas en hendiduras longitudinales dentro del núcleo de la armadura y conectadas a los segmentos adecuados de un conmutador múltiple. Si una armadura tiene un solo circuito de cable, la corriente que se produce aumentará y disminuirá dependiendo de la parte del campo magnético a través del cual se esté moviendo el circuito. Un conmutador de varios segmentos usado con una armadura de tambor conecta siempre el circuito externo a uno de cable que se mueve a través de un área de alta intensidad del campo, y como resultado la corriente que suministran las bobinas de la armadura es prácticamente constante. Los campos de los generadores modernos se equipan con cuatro o más polos electromagnéticos que aumentan el tamaño y la resistencia del campo magnético. En algunos casos, se añaden interpolos más pequeños para compensar las distorsiones que causa el efecto magnético de la armadura en el flujo eléctrico del campo.

Justifique analíticamente los circuitos analizados y compare con los valores de potencia lecturados: Conexión Paralelo

P = V*I = 200*(2.1) = 420 [W]
P1 = V1*I1 = 200*(0.75) = 150. [W]
P2= V2*I2 = 200(0.0.73) = 146 [W]
P3 = V3*I3 = 200*(0.74) = 148 [W]

Cálculo de error:



Los errores registrados en la tabla no son muy grandes, los datos prácticos como teóricos se aproximan entre si:

Error T = 4.73 %

Justifique analíticamente los circuitos analizados y compare con los valores de potencia lecturados: Conexión Serie

Conexión Serie:

P = V*I = 200*(0.42) = 84 [W]
P1 = V1*I1 = 55*(0.42) = 23.1 [W]
P2= V2*I2 = 62.5*(0.42) = 26.25 [W]
P3 = V3*I3 = 61*(0.42) = 25.62 [W]

Cálculo de error:


Las lecturas de potencia prácticas obtenidas en el vatímetro son muy similares a las teóricas, por tanto existió un pequeño error, muy normal en medición.

El porcentaje de error esta dado por:

E% = ((Vexp – Vteo)/Vteo)*100

Cada una de las resistencias tiene un error porcentual admisible diferente

Para nuestro caso tenemos:

Error T = 2.07 %

En conclusiones antes de conectar un vatímetro, es preciso observar los valores máximos de corrientes, tensiones que pueden soportar las bobinas.(amperimétrica y voltimétrica).

Estos valores son conocidos como valores nominales del instrumento.

Que cuidados se debe tener antes de conectar un vatímetro

 Se debe medir la continuidad y resistencia con un tester

o Analógico ....................en la escala de * 10
o Digital..........................en la escala de * 200

 Con lo que determinamos exactamente la bobina amperimétrica y voltimétrica

 Polaridad

 Para determinar la polaridad de un vatimetro podemos realizar lo siguiente:

o Conectar el vatímetro a una carga resistiva
o La deflexión de la aguja debe ser positiva, y a partir de ello definir entrada y salida de corriente de bobina amperimétrica y voltimétrica

 Debe ser inicialmente ajustado en cero

 Se debe tener el cuidado de conectar la bobina amperimétrica e serie y la bobina voltimétrica en paralelo con el circuito

 Se debe de controlar que los valores a medir estén dentro del rango de las escalas del vatímetro ya que si no las bobinas amperimétrica y voltimétrica se puede dañar.

Explique el principio de operación de un vatímetro.

El principio en el cual el instrumento funciona es como sigue: Suponga cualquier circuito, tal como un motor eléctrico, una lámpara o un transformador, está recibiendo la corriente eléctrica; entonces la energía dada a ese circuito contado en vatios es medida por el producto de la corriente que atraviesa el circuito en amperios y la diferencia potencial de los extremos de ese circuito en voltios, multiplicados por cierto factor llamado el factor de la energía en esos casos en los cuales el circuito sea inductivo y el alternarse actual.

Tome primero el caso más simple de un circuito que absorbe energía. Si un electrodinamómetro, hecho como esta descrito arriba, tiene su circuito fijo conectado en serie con el circuito que absorbe energía y su bobina móvil (herida con el alambre fino) conectada a través de los terminales del circuito, después una corriente atravesará la bobina fija, y una corriente atravesará la bobina alta de la resistencia del vatímetro proporcional a la diferencia potencial en los terminales del circuito. La bobina movible del vatímetro se suspende normalmente de modo que su eje sea perpendicular al de la bobina fija y sea obligado por la torsión de un resorte espiral.

Cuando las corrientes atraviesan las dos bobinas, las fuerzas se atraen en la acción que obliga a las bobinas que fijen sus hachas en la misma dirección, y estas fuerzas se pueden oponer por otro esfuerzo de torsión debido al control de un resorte espiral regulado moviendo una cabeza de la torsión en el instrumento.

El esfuerzo de torsión requerido para sostener las bobinas en su posición normal es proporcional al valor medio del producto de las corrientes que atraviesan dos bobinas respectivamente, o al valor medio del producto de la corriente en el circuito que absorbe energía y la diferencia potencial en sus extremos, es decir, a la energía tomada por el circuito.

Por lo tanto esta energía se puede medir por la torsión que se debe aplicar al trabajo movible del vatímetro para sostenerlo en la posición normal contra la acción de las fuerzas que tienden para desplazarla.

Explique las partes constitutivas de un vatímetro.

Los vatímetros electrodinámicos constan principalmente de:

 Una bobina móvil Bv, de gran número de espiras de hilo muy fino para que su resistencia sea muy elevada.
 La bobina móvil está pivotada sobre un eje para que pueda girar.
 Una bobina fija Bi, de muy pocas espiras y de hilo muy grueso para que su resistencia sea muy pequeña.
 Un resorte antagonista que se opone al giro de la bobina móvil.
 Una aguja solidaria con la bobina móvil, que al desplazarse sobre una escala graduada da la medida de la potencia activa leída por el vatímetro.

La bobina móvil Bv, denominada bobina voltimétrica, está alimentada por la tensión entre los puntos A y B donde va montado el vatímetro (extremos de la carga). La resistencia de la bobina voltimétrica es muy elevada para que la corriente que se derive por ella sea despreciable (característica propia de un voltímetro).

La bobina fija Bi, denominada amperimétrica, es recorrida por la corriente que circula por la carga. La resistencia de la bobina amperimétrica es muy pequeña para que la caída de tensión en ella sea despreciable (característica propia de un amperímetro).

La bobina con una aguja indicadora, unida a ella, que gira alrededor de un eje, de tal modo que puede oscilar en el campo magnético de la segunda bobina, y esta sometida a un resorte cuyo momento recuperador es proporcional al ángulo girado. El par que tiende a hacer girar la bobina es proporcional al mismo tiempo, a la intensidad de corriente que la recorre y al campo magnético proporcional a la intensidad de corriente en la bobina fija.

Por consiguiente si la bobina fija se conecta como el amperímetro, la intensidad que pasa por ella es proporcional a la intensidad total y su campo magnético es proporcional a esta intensidad. Si la bobina móvil se conecta como el voltímetro, la intensidad de la corriente que la recorre es proporcional a la diferencia de potencial entre los bornes de x.

El vatímetro esta provisto de cuatro bornes, dos correspondientes al amperímetro y dos al voltímetro.

Explique la diferencia de lecturas de los vatímetros totalizadores de la conexión serie Paralelo. Conexión Serie

Conexión Serie



La principal diferencia es que depende de la configuración el vatímetro solo debe registrar un solo dato de corriente o voltaje dependiendo de la configuración.

La configuración de Paralelo origina mayor potencia así que se debe tener cuidado no no pasar las capacidades del vatímetro.

En ambos casos hay que cuidar que no pase excesiva corriente ni por la bobina amperimétrica.

Si se mide una potencia en la conexión en paralelo la indicación del vatímetro incluye la potencia disipada en el circuito de dicha bobina, y si se desconecta totalmente la carga, el vatímetro seguirá indicando todavía la misma potencia.

POTENCIA EN REDES DE CORRIENTE CONTINUA LECTURA DE DATOS

Conexión serie:

	I [a]	v [V]	r=v/1	p*(w) (prctico.)	p=w(obtenido)
Total	0,42	200	476,19	75	84,00
R1	0,42	55	130,95	23,5	23,10
R2	0,42	62,5	148,81	26,25	26,25
R3	0,42	61	145,24	25	25,62

Conexión paralelo

	1(a)	r=(v)	r=v/1	p*(w)practivo	p=w(obtenido)
Total	2,1	200	95,24	419	420
R1	0,75	200	266,67	143	150
R2	0,73	200	273,97	140	146
R3	0,74	200	270,27	140	148

POTENCIA EN REDES DE CORRIENTE CONTINUA: Ejecución

 Seleccionar y verificar las lámparas a usar en la práctica, es decir, probar continuidad.
 Seleccionar los cables o chicotillos para usar en la conexión serie y paralelo para que estos arreglos tengan confiabilidad y accesibilidad para los instrumentos de medición.
 Identificar en el vatímetro análogo y las bobinas de tensión, esto con ayuda de tester (digital o análogo) y en vatímetro digital los términos del lado de la carga y de la fuente.
 Definir polaridad en el vatímetro análogo es decir en sus bobinas amperimétrica y voltimétrica, esto con ayuda de una lámpara y definida del lado de la carga y el lado de la fuente en el vatímetro.
 Realiza la conexión paralela de las tres lámparas, lea corriente y diferencia potencial, según circuito de análisis.
 Conecte el vatímetro según circuito de análisis, tal cual hizo para conexión serie.
 Compare las lecturas de los vatímetros en cada resistencia y a la entrada de la carga comparase y concluya.
 Sólo debe tener cuidado de no conectar la bobina de corriente en paralelo en carga o fuente, en la conexión paralelo y fuente, en la conexión paralelo y serie la bobina de tensión debe estar a una tensión de la utilizada.

CIRCUITOS DE ANÁLISIS

 Conexión Paralelo



Donde

I. Conexión paralelo de lámparas.
II. Voltímetro conectado en una resistencia y mide la potencia disponible.
III. Tenaza, conectada a la entrada, y realiza la medición de la corriente de salida
IV. Amperímetro del amperaje circuito
V. Voltímetro mide la tensión o diferencia de potencial.
VI. Tester
VII. Cables de conexión es un conductor eléctrico constituido por varios retorcidos.
VIII. Resistencias.
IX. Conexión serie de lámparas

POTENCIA EN REDES DE CORRIENTE CONTINUA: Materiales

 Tres resistencias (focos de 220V, 200W )
 Cables de conexión con terminales tipo banana y tenazas con derivación.
 Multímetro Digital y Analógico. BV = 600 V BV =15 – 450 V
BA = 10 A BA = 5 – 10 A
 Fuente de corriente continua. 30 V – 5A

POTENCIA EN REDES DE CORRIENTE CONTINUA: PUNTUALIZACIONES TEÓRICAS (II)

En el interior de su resistor, los electrones se mueven con una velocidad de arrastre constante sin ganar cinética, cuando dicho resistor se somete una a una diferencia potencial eléctrico. La energía potencial eléctrico adquirida por los electrones se pierde y se transmite al resistor en forma caliente. A este efecto, el calentamiento por efecto Joule. Se desarrolla una cierta cantidad de calor que es proporcional a la potencia, es la siguiente expresión:

La potencia en corriente continua se diferencia de la potencia de eléctrica en corriente alterna, porque es esto quiere decir que cumple la función de transformarse en otro tipo de energía aprovechable, sin embargo, es de utilidad esta limitado por el rendimiento del equipo que va a utilizar.

POTENCIA EN REDES DE CORRIENTE CONTINUA: PUNTUALIZACIONES TEÓRICAS (I)

La potencia es la rapidez con la que se realiza un trabajo, es decir, en un determinado tiempo.

El trabajo realizado por una carga eléctrica al desplazarse en un circuito desde un punto a hasta otro B, es:


Esta expresión corresponde a la energía consumida por el receptor en WR. La potencia eléctrica continua es aquella que en su totalidad se transforma se transforma en otro tipo de energía, cuyo trabajo es útil.

POTENCIA EN REDES DE CORRIENTE CONTINUA

Al finalizar la práctica presente estaremos en condiciones eléctricas de identificar, analizar, evaluar, concluir y concluir la operación de aparatos R-L-C en sistemas electrónicos de Corriente Continua y Corriente Alterna.