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Universidad Nacional de San Agustín
de ArequipaFacultad de Ingeniería de Procesos
Departamento Académico de Ingeniería de Industrias
Alimentarias
Curso: CIRCUITOS Y MAQUINAS ELECTRICAS
PRÁCTICAS DESARROLLADAS
DOCENTE: Ing. María Ojeda
PERTENECE A: RAMIRE CAPIA CARLOS AL!ERTOCUI: "#$"#%%$
Arequipa – Perú
2015
$
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN DE AREQUIPAESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE INDUSTRIAS ALIMENTARIAS
LABORATORIO DE CIRCUITOS Y MAQUINAS ELECTRICAS 2015-B
"
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PRACTICA:
N°1
TEMAS: Inst!"#nt$s % M#&'('$n#s)GRUPO: M'#($*#s 1-+,"
FECA: 0. / 15
I)- OBETIVO: a).- Conocer los instrumentos de medición, principios de funcionamiento, deinstrumentos de corriente continúa y alterna.b).- Saber cómo conectar los instrumentos de CC y CA, ampliación deescalas.
II)- INTRODUCCION
Los instrumentos de medición eléctrica han sido desarrollados durante mucho tiempo para obtener cantidadesfísicas con bastante rado de e!actitud.
"ara hacer mediciones eléctricas se utili#an cual$uiera de los efectos $ue la electricidad produce% $uímicos,térmicos, luminosos, electrost&ticos, electromanéticos ya $ue no es posible obtener 'alores directos. Losinstrumentos de medidas eléctricas pueden ser de 'arias clases% indicadores, de comparación y reistradores.
2)1 Inst!"#nt$s E*(t'($s
(ediante el uso de ellos se miden e indican manitudes eléctricas, como corriente, cara, potencial y enería,o las características eléctricas de los circuitos, como la resistencia, la capacidad, la capacitancia y lainductancia. Adem&s $ue permiten locali#ar las causas de una operación defectuosa en aparatos eléctricos enlos cuales, como es bien sabidos, no es posible apreciar su funcionamiento en una forma 'isual, como en elcaso de un aparato mec&nico.
La información $ue suministran los instrumentos de medición eléctrica se da normalmente en una unidad
eléctrica est&ndar ohmios, 'oltios, amperios, culombios, henrios, faradios, 'atios o *ulios.
2)2 C'(!'t$ #*(t'($
+l propósito fundamental de un circuito eléctrico es mo'er o transferir caras a lo laro de trayectoriasespecíficas. A este mo'imiento se le puede estudiar su comportamiento y aplicación por medio deinstrumentos de mediciones eléctricas como es el multímetro diital, 'oltímetro o amperímetro.
n circuito eléctrico es un rupo de elementos eléctricos conectados de una manera específica $ueinteractúan entre sí para procesar información o enería en forma eléctrica. "ara definir correctamente unelemento eléctrico se necesita tener en cuenta cantidades eléctricas como, 'olta*e, corriente y resistencia.
III)- FUNDAMENTO TEORICO
1)- SISTEMA METRICO
1)1)- D#'n'('$n#s)
+l sistema métrico es un sistema de unidades $ue tiene como unidad de medida base al metro. +sta unidadde medida es una unidad de lonitud la manitud física $ue indica la cantidad de espacio $ue e!iste entredos puntos es decir, la distancia).
La particularidad del sistema métrico es $ue est& basado en la unidad de medida $ue se conoce como metro.icha unidad, y por lo tanto la totalidad del sistema métrico, se emplea para nombrar la manitud física
conocida como distancia.
&
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Al metro se lo define como la distancia recorrida por la lu# en el 'acío en un periodo temporal de /0122 321456 de seundo. Cuando el sistema métrico relaciona las unidades de medida mediante múltiplos ysubmúltiplos de /7, se lo denomina sistema métrico decimal considerado como el sistema de medidasunificado m&s antiuo).
1)2)- M3*t',*$s % S!4"3*t',*$s
2)- UNIDADES Y PATRONES)
2)1)- PATRONES ELECTRICOS.
+l Sistema 8nternacional de nidades S8) define el ampere unidad fundamental de corriente eléctrica) como
la corriente constante $ue, al mantenerse a tra'és de dos conductores paralelos de lonitud infinita y seccióncircular despreciable ale*ados éstos / metro en el 'acío, produce entre estos dos conductores una fuer#a iuala 1 9 /7-3 ne:ton por metro de lonitud.
+l ampere internacional se define como la corriente $ue deposita plata met&lica a una ra#ón /.//6m0seundo a partir de una solución patrón de nitrato de plata% surieron problemas para encontrar la medidae!acta de la plata depositada y se presentaron pe$ue;as discrepancias entre las mediciones hechas por diferentes laboratorios de patrones nacionales.
+l ampere absoluto es actualmente la unidad fundamental de corriente eléctrica en el S8 y se acepta a ni'elinternacional.
+l voltaje, la corriente y la resistencia est&n relacionados por la *#% &# O" de proporcionalidad constante
+<8=). La especificación de dos cantidades cuales$uiera determina la tercera. os tipos de patronesmateriales forman una combinación, la cual sir'e para mantener el ampere con alta precisión durante larosperiodos la resistencia patrón y la celda patrón para 'olta*e).
2)2)- REPASO DE LA TEORIA DE ERRORES
2)2)1- P$(#s$ &# "#&'('6n)
+l proceso de medición eneralmente re$uiere el uso de un instrumento como medio físico para determinar lamanitud de una 'ariable. Los instrumentos constituyen una e!tensión de las facultades humanas y enmuchos casos permiten a las personas determinar el 'alor de una cantidad desconocida la cual no podríamedirse utili#ando únicamente las facultades sensoriales.
2)2)2- F!#nt#s &# E$#s.
'
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• 8nstrumento.- se puede definir como el dispositi'o para determinar el 'alor o la manitud de una cantidado 'ariable.
• +!actitud.-Apro!imación con la cual la lectura de un instrumento se acerca al 'alor real de la 'ariablemedida.
• "recisión.-(edida de la reproducibilidad de las mediciones% esto es, dado el 'alor fi*o de una 'ariable la
precisión es una medida del rado con el cual las mediciones sucesi'as difieren una de otra.• Sensibilidad.- =elación de la se;al de salida o respuesta del instrumento respecto al cambio de la entrada
o 'ariable medida.• =esolución.- Cambio m&s pe$ue;o en el 'alor medido al cual responde el instrumento.• +rror.-es'iación a partir del 'alor real de la 'ariable medida.
2)2)1- V7*$ 8#&7&#$: +s el 'alor ideal $ue se obtendría al utili#ar e$uipos de medición perfectos. "or lo $uese deduce $ue este 'alor no puede ser obtenido en la pr&ctica. Sin embaro se le considera e!istente con unerror !.
2)2)1- E$ A4s$*!t$: Se define el error absoluto >+, como la diferencia entre el resultado de la medida ( yel 'erdadero 'alor m de la manitud a medir.ₒ
>+ < ( - mₒ
2)2)1- E$ R#*7t'8$: +l error relati'o +r es el cociente entre el error absoluto >+ y el 'erdadero 'alor.Cuando se e!presa en tanto por ciento su e!presión es
+r?) < >+./770mₒ
+n sentido estricto tales definiciones son únicamente aplicables cuando se refieren no a medidas físicaspropiamente, sino a operaciones matem&ticas, ya $ue el 'alor e!acto de una manitud no es accesible. "or ello, con frecuencia se prefiere hablar de incertidumbres en luar de errores. +n tal caso se toma como m el'alor $ue m&s se apro!ima al 'erdadero, es decir, 'alor medio obtenido al repetir 'arias 'eces la misma
medida. 2)+)- TIPOS DE ERRORES)
E$#s 'nt$&!('&$s ,$ #* 'nst!"#nt$:
• +rror de apreciación si el instrumento est& correctamente calibrado la incertidumbre $ue tendremos alreali#ar una medición estar& asociada a la mínima di'isión de su escala o a la mínima di'isión $uepodemos resol'er con alún método de medición. @ótese $ue no decimos $ue el error de apreciación esla mínima di'isión del instrumento, sino la mínima di'isión $ue es discernible por el obser'ador.
• +rror de e!actitud representa el error absoluto con el $ue el instrumento en cuestión ha sido calibrado.• +rror de interacción% esta incerte#a pro'iene de la interacción del método de medición con el ob*eto a
medir. Su determinación depende de la medición $ue se reali#a y su 'alor se estima de un an&lisis
cuidadoso del método usado.
E$#s s'st#"9t'($s: se oriinan por las imperfecciones de los métodos de medición. "or e*emplo,pensemos en un relo* $ue atrasa o adelanta, o en una rela dilatada, el error de parala*e, etc. Los erroresintroducidos por estos instrumentos o métodos imperfectos afectar&n nuestros resultados siempre en unmismo sentido.
E$#s #st7&st'($s: Son los $ue se producen al a#ar. +n eneral son debidos a causas múltiples y fortuitas.curren cuando, por e*emplo, nos e$ui'ocamos en contar el número de di'isiones de una rela, o si estamosmal ubicados frente al fiel de una balan#a. +stos errores pueden cometerse con iual probabilidad por defectocomo por e!ceso. "or tanto, midiendo 'arias 'eces y promediando el resultado, es posible reducirlosconsiderablemente.
2);)- CLASE DE INSTRUMENTO)
(
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Como los instrumentos indicadores de basan en el principio del Bmétodo =elati'o en contraposición alBmétodo absoluto, pre'iamente a su uso la escala del mismo debe ser Bcalibrados o tarados mediantecomparación con un patrón.
Dodas las fuentes de error $ue hemos se;alado, incluso las $ue corresponden a la calibración, o por moti'osde uniformidad en la construcción, son en eneral reunidas en un 'alor característico $ue establece cual es elerror total $ue comete el instrumento o +rror 8nstrumental.
Al respecto las normas de fabricación de los instrumentos eléctricos indicadores, coinciden en definir comoElímite del error o clase el mayor error, absoluto $ue comete el aparato en, cual$uier parte de su campo demedida, en él total o en parte de su escala) sea a$uel positi'o o neati'o, referido al 'alor m&!imo alcance).
La clase se e!presa por la fórmula
+n los instrumentos diitales el único error ser& el de clase.+s interesante destacar $ue la clase Ec ?E es la misma para un instrumento de 'arios alcances, mientras $uees e'idente $ue el error absoluto por clase depender& del alcance $ue utilicemos.
e acuerdo a las normas 'ientes en los distintos países, los fabricantes deben indicar en forma 'isible cuales la correspondiente clase del aparato.
+)- <COMO SE MIDE LA CORRIENTE= EL VOLTAE= LA RESISTENCIA>
VOLTIMETRO)- Se conecta en paralelo, en los bornes donde se efectúa la medición. Su unidadb&sica de medición es el Foltio F) con sus múltiplos el (ea'oltio (F) y el Gilo'oltio GF) y sub.Hmúltiplos como el mili'oltio mF) y el micro 'oltio. +!isten Foltímetros $ue miden tensiones continuas
llamados 'oltímetros de bobina mó'il y de tensiones alternas, los electromanéticos+l 'oltimetro posee una resistencia interna muy alta posible a fin $ue no produ#ca un consumoapreciable medida errónea), +n instrumentos analóicos esta bobina es de hilo muy fino y muchasespiras, con lo $ue con muy poca intensidad de corriente se consiue el momento necesario para eldespla#amiento de la au*a.
Cone)*+n de un ,o-í/ero. Cone!ión de un 'oltímetro.
AMPERIMETRO)- Su unidad de medida es el Amperio y sus Submúltiplos, el miliamperio y elmicroHamperio. Los usos dependen del tipo de corriente, ósea, $ue cuando midamos CorrienteContinua, se usara el amperímetro de bobina mó'il y cuando usemos Corriente Alterna, usaremos elelectromanético.Se conecta en serie con el circuito mide intensidad de corriente. +l amperímetro tiene una resistenciainterna muy pe$ue;a con la finalidad de e'itar una caída de tensión apreciable al ser muy pe$ue;apermitir& un mayor paso de electrones para su correcta medida). "ara ello, en el caso de instrumentosbasados en los efectos electromanéticos de la corriente eléctrica, est&n dotados de bobinas de hilo
rueso y con pocas espiras.
0
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OMIMETRO)- Aparato dise;ado para medir la resistencia eléctrica en ohmios. +s un arrelo de loscircuitos del Foltímetro y del Amperímetro, pero con una batería y una resistencia. icha resistenciaes la $ue a*usta en cero el instrumento en la escala de los hmios cuando se cortocircuitan losterminales. +n este caso, el 'oltímetro marca la caída de 'olta*e de la batería y si a*ustamos laresistencia 'ariable, obtendremos el cero en la escala.
;)- <QUE DEBO TENER EN CUENTA CUANDO ME DISPONGO A MEDIR>
/.- =econocer los instrumentos y $ue miden.1.- (anipular y usar adecuada mente el instrumento.I.- +l tipo de corriente si es CC. CA.4.- La posición del instrumento.5.- Dodo instrumento debe ser inicialmente a*ustado en cero.
5)- PRECAUCIONES AL CONECTAR LOS INSTRUMENTOS>
5)1)- P#(7!('$n#s ,7t'(!*7#s #n #* !s$ &#* 7",#"#t$>
- +s necesario conectarlo en serie con el circuito- Se debe tener un apro!imado de corriente a medir ya $ue si es mayor de la escala del amperímetro,lo puede da;ar. "or lo tanto, la corriente debe ser menor de la escala del amperímetro.- Cada instrumento tiene marcado la posición en $ue se debe utili#ar hori#ontal, 'ertical o inclinada.Si no se siuen estas relas, las medidas no serían del todo confiable y se puede da;ar el e*e $uesoporta la au*a.1- Dodo instrumento debe ser inicialmente a*ustado en cero.- Las lecturas tienden a ser m&s e!actas cuando las medidas $ue se toman est&n intermedias a alescala del instrumento.- @unca se debe conectar un amperímetro con un circuito $ue este eneri#ado.
5)2)- P#(7!('$n#s ,7t'(!*7#s #n #* !s$ &# 8$*t"#t$s>
- +s necesario conectarlo en paralelo con el circuito, tomando en cuenta la polaridad si es C.C.-Se debe tener un apro!imado de tensión a medir con el fin de usar el 'oltímetro apropiado- Cada instrumento tiene marcado la posición en $ue se debe utili#ar hori#ontal, 'ertical o inclinada.- Dodo instrumento debe ser inicialmente a*ustado en cero.
5)+)- P#(7!('$n#s ,7t'(!*7#s #n #* !s$ &# $""#t$s>
-La resistencia a medir no debe estar conectada a ninuna fuente de tensión o a ninún otro elementodel circuito, pues causan mediciones ine!actas.-Se debe a*ustar a cero para e'itar mediciones err&ticas racias a la falta de cara de la batería. +neste caso, se debería de cambiar la mismaJ-Al terminar de usarlo, es m&s seuro $uitar la batería $ue de*arla, pues al de*ar encendido el
instrumento, la batería se puede descarar totalmente.
%
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IV)- MATERIAL Y EQUIPO A UTILI?AR)
+l siuiente e$uipo es necesario para reali#ar la e!periencia.
C$'#nt# C$nt'n!7 C$'#nt# A*t#n7/.- Kuente 'ariable CC.1.- Amperímetro de CC.I.- Foltímetro de CC.4.- 1 =esistores.5.-Conectores..- (ultímetro iital).
/.- Kuente 'ariable de CA.1.- Amperímetro corriente alterna.I.- Foltímetro corriente alterna.4.- 1 Kocos incandescentes, /77:,57: o15:).5.-Conectores..- (ultímetro iital).3.- Matimetro.
V)- PROCEDIMIENTO)
Anali#ar, obser'ar los diferentes símbolos $ue presentan los instrumentos inresar los datos en el siuientecuadro, 'oltimetro y amperímetro de CC y CA.
RECONOCIMIE NTO DE INSTRUME NTOS
CARACTER@STICAS INSTRUMENTO 1A",#"#t$
CC
INSTRUMENTO 2 V$*t"#t$ CC
INSTRUMENTO +A",#"#t$ CA
INSTRUMENTO ;V$*t"#t$ CA
T',$ Ana-+g*2o Ana-+g*2o Ana-+g*2o Ana-+g*2o
M7(7 &# 94'(7 Yo3oga4a Yo3oga4a Yo3oga4a Yo3oga4aN3"#$ &#
74'(7('6n5 6%AA#%#& 7$77&M 6%AE#(&'
A$ J'(7('6n
"##% "##% "#$& "##%
Un'&7& &#"#&'('6n
A/8er*o 9o-*o A/8er*o 9o-*o
S'st#"7 "$t$ !o*na /+,*- e*/;n 8er/anene
!o*na /+,*- e*/;n 8er/anene
<*erro /+,*- <*erro /+,*-
S'st#"7 &#
($'#nt#
Con*nua Con*nua A-erna A-erna
C*7s# &##7(t't!&
#.( #.( #.( #.(
P$s'('6n &#t747$
Ser*e D5" <or*=ona- 8ara-e-o D5(
Ser*e D5" <or*=ona- 8ara-e-o D5(
T#ns'6n ,!#477's*7"'#nt$
"### , &### , $### , &### ,
"ara mayor información 'er los ane!os.
6
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ANEXO: SÍMBOLOS SEGÚN NORMA IRAM 2023 (selección)
A - PRINCIPALES UNIDADES Y SUS MÚLTIPLOS Y SUBMÚLTIPLOS
B - CLASE DE CORRIENTE C - SEGURIDAD
D - POSICIÓN DE UTILIZACIÓN E - CLASE DE EXACTITUD
F - SÍMBOLOS GENERALES
SÍMBOLOS SEGÚN NORMA IRAM 2023 (selección)
A - " = 8 @C 8"A L +S @ 8 A +S N S S (OL D 8"LS N S P (OL D 8" L S
N DESIGNACIN S@MBOLO
A-/ Qiloampere QA
A-1 ampere A
A-I miliampere mA
A-4 microampere µ A
A-5 Qilo'olt QF
A- Folt F
A-3 mili'olt mF
A-6 micro'olt µF
A-2 (ea:att (M
A-/7 Qilo:att QM
A-// Matt M
A-/1 (ea'ar ('ar
P - C LAS+ + C== 8+ @ D+
P-/Circuito de corriente conti-nua
P-1Circuito de corriente alternamonof&sico)
P-ICircuito de corriente conti-nua y de corriente alterna
P-4Circuito de corriente alternatrif&sica Símbolo eneral)Circuito de corriente alterna
P-5 trif&sico con caras no e$ui-
libradas símbolo eneral)
7
N DESIGNACIN S@MBOLO
A-/I Qilo'ar Q'ar
A-/4 'ar 'ar
A-/5 (eahert# (R#
A-/ Qilohert# QR#
A-83 Rert# R#
A-6 (eaohm ó (eohm (Ω
A-82 Qilohm QΩ
A-17 hm Ω
A-1/ mililohm mΩ
A-11 Desla D
A-1I militesla mD
A-14 rado Celsius TC
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C - S+U=8A
C-l +nsayo de tensión 577 F
C-1 Densión de ensayo mayor de 577 F por e*emplo 1 QF) 2
C-I 8nstrumento no su*eto a ensayo dieléctrico 0
C-3 Alta tensión sobre el accesorio y0o sobre el instrumento
- "S8C8V@ + D 8L8WAC8V@
-/ 8nstrumento a ser utili#ado con el cuadrante en posición 'ertical
-1 8nstrumento a ser utili#ado con el cuadrante en posición hori#ontal
-I8nstrumento a utili#ar con el cuadrante inclinado con respecto a lahori#ontal por e*emplo 7T )
60º
-4+*emplo para un instrumento a utili#arse como -/ con un camponominal de 67T a /77T
67...27.../77
-5+*emplo para un instrumento a utili#arse como -1 con un camponominal de uso de -/X a Y/X
-/... 7 ...Y/
-+*emplo para un instrumento a utili#arse como -I con un camponominal de 45X a 35X
45X...7 X...35X
+ - C LAS + + + Z A C D8 D
+-/índice de clase por e*emplo /,5). Se refiere a los errorese!presados en porcenta*e del 'alor confiable sal'o cuando esteúltimo corres- ponde a la lonitud de la raduación o el 'alor
/,5
+-1[ndice de clase por e*emplo /,5) cuando el 'alor confiablecorres- ponde a la lonitud de la raduación
/,5 /)
+-Iíndice de clase por e*emplo /,5) cuando el 'alor confiablecorres- ponde al 'alor 'erdadero
/,5 /)
/) +ste símbolo sólo se da a título informati'o y no se debe utili#ar en instrumentos de concepción nue'a.
K - S[ ( P L S U+ @ + =AL+S
K-8 8nstrumento de bobina mó'il e im&n permanente
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K-1Loómetro medidor de cocientes) de bobinas cru#adas e im&npermanente)
K-I 8nstrumento de im&n mó'il
K-4 Loómetro medidor de cocientes) de im&n mó'il
K-5 8nstrumento de hierro mó'il
K- 8nstrumento de hierro mó'il e im&n permanente
K-3 Loómetro medidor de cocientes ) de hierro mó'il
K-6 8nstrumento electrodin&mico
K-2 8nstrumento ferrodin&mico
K-/7 Loómetro medidor de cocientes) electrodin&mico
K-ll Loómetro medidor de cocientes) ferrodin&mico
K-/1 8nstrumento de inducción
K-/I Loómetro medidor de cocientes) de inducción
K-/4 8nstrumento térmico de hilo caliente)
K-85 8nstrumento bimet&lico
K-/ 8nstrumento electrost&tico
K-/3 8nstrumento de l&minas 'ibrantes
K-/6 Dermocupla no aislada
K-8 2 Dermocupla aislada
K-17 ispositi'o electrónico en un circuito de medición
K-18 ispositi'o electrónico en un circuito au!iliar
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K-11 =ectificador
K-1I =esistor deri'ador shunt)
K-14 =esistor serie
K-15 8nductor
K-1 =eactor serie
K-13 "rotección electrost&tica
VI)- RESULTADOS
D#s(',('6n &# *$s #H!',$s !t'*'7&$s #n *7 ,9(t'(7:
Foltímetro de corriente continua
+l 'oltímetro de Corriente Continuapresenta 5 puertos, uno de entrada ylos otros 4 de salida, este e$uipopuede medir la capacidad de 'olta*epresente en un circuito con unmaren de error de 7,5?.
Foltímetro de corriente alterna
+l 'oltímetro de Corriente Alternapresenta I puertos, uno de entrada ylos otros 1 de salida, este e$uipopuede medir la capacidad de 'olta*epresente en un circuito con unmaren de error de 7,5?.
Amperímetro de corriente continua
+l Amperímetro de CorrienteContinua presenta 5 puertos, uno deentrada y los otros 4 de salida, estee$uipo puede medir el ampera*epresente en un circuito con unmaren de error de 7,5?.
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Amperímetro de corriente alterna
+l Amperímetro de CorrienteContinua presenta I puertos, uno deentrada y los otros 1 de salida, estee$uipo puede medir el ampera*epresente en un circuito con unmaren de error de 7,5?.
=esistencia
La resistencia con la $ue se lle'ó acabo la pr&ctica constaba de trespuestos uno positi'o y dos neati'os,tenía una capacidad de resistenciam&!ima de /77 F.
K+@D+ + AL8(+@DAC8@ +L+CD=8CA
La fuente de alimentación presenta 5 &reas di'ididas "resenta &rea de arran$ue o encendido yotras distintas &reas de alimentación alterna y continúa tanto mono y trif&sica.
La fuente de alimentación "o:er supply en inlés) es la encarada de suministrar eneríaeléctrica a los distintos elementos $ue componen nuestro sistema inform&tico.
VII)- CONCLUSIONES
• Se loró reconocer los e$uipos de medición presentes en la pr&ctica, suscaracterísticas fundamentales y el funcionamiento de cada uno de ellos.
• Los e$uipos presentes en la pr&ctica nos ayudar&n a tener un conocimiento b&sico decircuitos eléctricos, los cuales se ir&n complementando en futuras pr&cticas.
• Se conoció los respecti'os instrumentos usados para la presente pr&ctica, tanto comoamperímetros, 'oltímetros y resistores
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VIII)- BIBLIOGRAFIA)-
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• http00definicion.de0sistema-metrico0• http00:::.buenastareas.com0ensayos0"atrones-+lectricos031I2631.html
• http00:::.fisicarecreati'a.com0uias0capitulo/.pdf • Curso superior de física pr&ctica, P. L. Morsnop y R. D. Klint, +udeba, Puenos Aires /24).
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7127-3.
- C8=C8DS +L+CD=8CS`````````````````. (orales +. Lope#- (A8@AS +L+D=8CAS`````````````````A.+. Kit#erald .- K@A(+@DS + +L+CD=D+C@8A`````````` K. +. +'doQimo'.- (A8@AS +L+CD=8CAS N D=A@SK=(A=+S```. `.Pha S. Uuru.
-http00:::.slideshare.net0+stefaArias0teoria-de-transformadores-presentation-es.:iQipedia.or0:iQi0Dransformador -:::.construnario.com0cataloo0schneider
CUESTIONARIO)
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1)- Q!# 'nst!"#nt$s s$n *$s ,'n(',7*#s= % H!# !n'&7&#s &# "#&'&7 t'#n#n>
INSTRUMENTO DESCRIPCION UNIDAD DEMEDIDA
G7*87n6"#t$
Los al'anómetros son aparatos $ue se emplean paraindicar el paso de corriente eléctrica por un circuito ypara la medida precisa de su intensidad.Suelen estar basados en los efectos manéticos otérmicos causados por el paso de la corriente.+n el caso de los manéticos pueden ser de im&n mó'ilo de cuadro mó'il.+n un al'anómetro de im&n mó'il la au*a indicadoraest& asociada a un im&n $ue se encuentra situado en elinterior de una bobina por la $ue circula la corriente $uetratamos de medir y $ue crea un campo manético $ue,
dependiendo del sentido de la misma, produce unaatracción o repulsión del im&n proporcional a laintensidad de dicha corriente.+n el al'anómetro de cuadro mó'il el efecto es similar,difiriendo únicamente en $ue en este caso la au*aindicadora est& asociada a una pe$ue;a bobina, por la$ue circula la corriente a medir y $ue se encuentra en elseno del campo manético producido por un im&n fi*o.
A("+=8A)
A",#"#t$
+s un instrumento $ue sir'e para medir laintensidad de corriente $ue est& circulando por uncircuito eléctrico.
Los amperímetros, en esencia, est&n constituidospor un al'anómetro cuya escala ha sido raduadaen amperios.+n la actualidad los amperímetros utili#an uncon'ersor analóico0diital para la medida de lacaída de tensión sobre un resistor por el $ue circulala corriente a medir. La lectura del con'ersor esleída por un microprocesador $ue reali#a losc&lculos para presentar en un display numérico el'alor de la corriente circulante.
A("+=8 A)
n microamperímetro
est& calibradoen millonésimasde amperio y unmiliamperímetroen milésimas de
amperio.
V$*t"#t$
n 'oltímetro es un instrumento $ue sir'e paramedir la diferencia de potencial entre dos puntos deun circuito eléctrico cerrado pero a la 'e# abiertosen los polos."odemos clasificar los 'oltímetros por sufuncionamiento mec&nico, siendo en todos loscasos el mismo instrumentoFoltímetros electromec&nicos +stos 'oltímetros, enesencia, est&n constituidos por un al'anómetrocuya escala ha sido raduada en 'oltios. +!istenmodelos $ue separan las corrientes continua yalterna de la se;al, pudiendo medirlas
independientemente.
FLD8S F)
O"#t$ +s un instrumento para medir la resistencia R(8S )
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eléctrica.+l dise;o de un óhmetro se compone de unape$ue;a batería para aplicar un 'olta*e a laresistencia ba*o medida, para lueo mediante unal'anómetro medir la corriente $ue circula atra'és de la resistencia.
La escala del al'anómetro est& calibradadirectamente en ohmios, ya $ue en aplicación de laley de hm, al ser el 'olta*e del batería fi*o, laintensidad circulante a tra'és del al'anómetrosólo 'a a depender del 'alor de la resistencia ba*omedida, esto es, a menor resistencia mayor intensidad de corriente y 'ice'ersa.+!isten también otros tipos de óhmetros m&se!actos y sofisticados, en los $ue la batería ha sidosustituida por un circuito $ue enera una corrientede intensidad constante 8, la cual se hace circular atra'és de la resistencia = ba*o prueba. Lueo,
mediante otro circuito se mide el 'olta*e F en lose!tremos de la resistencia.
M!*t"#t$
n multímetro, a 'eces también denominadopolímetro o tester, es un instrumento de medida$ue ofrece la posibilidad de medir distintasmanitudes en el mismo aparato. Las m&scomunes son las de 'oltímetro, amperímetro yohmetro. +s utili#ado frecuentemente por personalen toda la ama de electrónica y electricidad.+!isten distintos modelos $ue incorporan adem&sde las tres funciones b&sicas antes citadas alunasde las siuientesn comprobador de resistencia."resentación de resultados mediante díitos enuna pantalla, en luar de lectura en una escala. Amplificador para aumentar la sensibilidad, para lamedida de tensiones o corrientes muy pe$ue;as oresistencias de muy alto 'alor. (edida deinductancias y capacitancias. Comprobador dediodos y transistores. +scalas y #ócalos para lamedida de temperatura mediante termoparesnormali#ados.
A("+=8A)
FLD8S F)R(8S )
2)- C$"$ #s *7 ($n#'6n &# *$s 'nst!"#nt$s ,'n(',7*#s>
Conexión de un voltímetro. Conexión de un amperímetro.
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+)- C$"$ s# 7",*7 *7 #s(7*7 &# *$s 'nst!"#nt$s ,'n(',7*#s= ($"$ #s s! ($n#'6n'nt#n7>
+n el caso del amperímetro se emplea, a tal fin, un dispositi'o llamado Bshunt en inlés,deri'ación). +ste permite $ue sólo atra'iese la bobina mó'il del instrumento, a$uella corriente$ue el mismo puede tolerar.
n shunt est& conformado por una resistencia de presisión de 'alor óhmico menor $ue elpresentado por la bobina mó'il del instrumento, permitiendo, de esta forma, $ue la otra porción
de corriente no tolerada, pase a tra'és de él.
Las características del shunt dependen del rano de medida $ue se necesite y $ue 'ienedeterminado en la escala del amperímetro, por lo tanto, para cambiar la escala de medida deun instrumento, bastaría cambiar el shunt ya $ue la bobina sería la misma.
La siuiente ecuación e*emplifica la fórmula para hallar el 'alor $ue debe presentar laresistencia shunt
=p < = . ]8 8m 8)^
onde
• =p < 'alor de la resistencia shunt.
• = < resistencia del instrumento +ste 'alor es habitualmente conocido y de lo contrario,f&cilmente calculable)
• 8 < fondo de escala oriinal del instrumento.
• 8m < corriente $ue $uiere medirse.
;)- P77 H!# "# s'8#n ($n$(# *7 "#&'&7 &# #st$s 'nst!"#nt$s>La importancia de los instrumentos eléctricos de medición es incalculable, ya $ue mediante el
uso de ellos se miden e indican manitudes eléctricas, como corriente, cara, potencial yenería, o las características eléctricas de los circuitos, como la resistencia, la capacidad, la
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Capacitancia y la inductancia. Adem&s $ue permiten locali#ar las causas de una operacióndefectuosa en aparatos eléctricos en los cuales, como es bien sabido, no es posible apreciar sufuncionamiento en una forma 'isual, como en el caso de un aparato mec&nico.
La información $ue suministran los instrumentos de medición eléctrica se da normalmente enuna unidad eléctrica est&ndar ohmios, 'oltios, amperios, culombios, henrios, faradios, 'atios o
*ulios.
5)-Q!# 7**7s "# ,!#&#n &#t#(t7>
na falla se puede detectar con el uso del (ultímetro, el incon'eniente $ue tiene es $ue paramedir corriente tendríamos $ue abrir el circuito e instalarlo en serie con la cara o simplementecomprando una pin#a ampermétrica para (ultímetro, otro incon'eniente es $ue sólo midecorrientes pe$ue;as, m&!imo de /7 A.
J)- 7(# *7 &#s(',('6n &# *7 "#s7 &# t747$ &#* *74$7t$'$)
Se reali#ó la descripción de dos amperímetros y dos 'oltímetros, de corriente continua y decorriente alterna respecti'amente para cada uno de los aparatos antes mencionados. Adem&sse obser'ó y conoció las partes y el funcionamiento de una fuente de alimentación eléctrica.
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN DE AREQUIPAESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE INDUSTRIAS
ALIMENTARIAS
LABORATORIO DE CIRCUITOS Y MAQUINAS ELECTRICAS 2015-B
PRACTI
CA:
N°2
TEMAS: Leyes e !IRC"OFF#- C$%&'$() se%$e - D$*$s)% e Te+s$,+#
- C$%&'$() .%./e/) - D$*$s)% e C)%%$e+(e#GRUPO: M$%&)/es e 1-FEC"A: -10-2015
I#-
OB3ETIVO:
a).- Conocer en la prctica la demostración de las le!es de
"irc#o$ en corriente contin%a ! en corriente alterna.
&).-Conectar los resistores en serie' calcular la salida de un
divisor de tensión.' (compro&ando el principio por medición
directa).c).- Conectar los resistores en paralelo' medir resistores
paralelo' medir las corrientes' Compro&ar el principio de
divisores de corriente.
d).- Calcular la potencia en orma indirecta.
e).- Utilidad de estos circuitos.
II#- INTRODUCCION
*ar una síntesis reerente al tema' para que se reali+a estos ensa!os ! su
aplicación &revemente.
III#- FUNDAMENTO TEORICO
a).- Circuitos Serie' medición de resistores conectados en serie' caída de
tensión en resistores en serie' ,e! de ensiones de "irc#o$.
&).- Circuitos paralelo' medición de resistores conectados en paralelo'
conductancia' medir al conductancia' medir la corriente de circuitos
conectados en paralelo' ,e! de Corrientes de "irc#o$.
c).- otencia de un elemento activo ! pasivo. A/$&.&$)+es#-
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a).- *onde aplica estos conceptos ! le!es undamentales.
- ,e! de tensiones de "irc#o$.
- ,e! de Corrientes de "irc#o$.
IV#- MATERIAL Y EQUIPO A UTILI4AR/l siguiente equipo es necesario para reali+ar la experiencia.
C)%%$e+(e C)+($+'. C)%%$e+(e A/(e%+.0.- 1uente varia&le CC.
2.- Amperímetro de CC.
3.- 4oltímetro de CC.
5.- 2 6esistores.
7.-Conectores.
8.- 9ultímetro ( *igital).
0.- 1uente varia&le de CA.
2.- Amperímetro corriente alterna.
3.- 4oltímetro corriente alterna.
5.- 2 1ocos incandescentes'
(0::;'7:; o 27;).
7.-Conectores.
8.- 9ultímetro ( *igital).
PROCEDIMIENTO)
CORRIENTE CONTINUA)-
C'(!'t$ S#'#)-
/.- Uradué la resistencia =/ y =1 a 57 hmios. +fectué los c&lculos correspondientes a loscircuitos de la fiura.=e$< =esistencia +$ui'alenteF</1 Foltios CC=/<57 ohmios.=1<57 ohmios.
1.- Ferifi$ue $ue la salida de la fuente $ue es 7 F.
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I.- Conecte las resistencias como se muestra en la fiura y reule la fuente 'ariable seún elsiuiente cuadro.(ida el F=/) y F =1). Ralle el FD) $ue es la suma de los dos, mida la corriente en cadacaso,.Ralle la potencia " < F98 con el 'olta*e total, y la resistencia.
@X Lectura F =/) F =1) + F) Amperímetro "otencia =<F08
/71F) /./5 7.6I /.26 7.7/ 7.7/2 177.77
174F) 1.I1 /.3 I.22 7.7I 7.//2 /I4.II
I7F) I.I2 1.5/ 5.27 7.75 7.125 //2.7
476F) 4.55 I.I5 6.77 7.73 7.57 //4.12
5/7F) 5.4 4./3 2.2 7.72 7.62 //7.3
/1F) .66 5.76 //.22 7.// /.I/2 /72.72
+n otro cuadro calcule el error del 'olta*e el Deórico menos el e!perimental.
F D) + F)
+< FD)-Fe))0
FD) +?/71F) /.26 7.7/ /
174F) I.22 7.77I 7.I
I7F) 5.27 7.7/3 /.3
476F) 6.77 7 7
5/7F) 2.2 7.774 7.4
/1F) //.22 7.77/ 7./
etermine factores $ue son constantes, y los 'ariables, $ue 'alores teóricos encontramos
4.- Con el último dato, del primer cuadro demostrara la ley de las tensiones de Girchoffmidiendo las caídas de tensión en cada resistor.Draba*e en dirección horaria y siempre realice la medición con el terminal Y) del multímetroconectado al lado del componente.
@X Lectura Folta*e F) Ampera*e A)
= / .66 -
= 1 5.76 -
+ F) //.2 7.//
5.- Sume alebraicamente es decir tomando en cuenta el sino) las caídas de tensión.
+ F)< .66 F Y 5.76 F
.- Compruebe $ue la suma de las caídas de tensión dentro de una malla cerrada da cero.Suma de las tensiones< //.2 F
3.- tili#ando la ecuación de di'isores de tensión, calcule la tensión teórica de salida usando=1 como resistencia de salida =/Y=1 como la resistencia total .=eistre los datos.
@X Lectura Folta*e F)Densión de la Kuente /1
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Densión de =1 5.76
Densión calculada de Salida //.2
C'(!'t$ ,77*#*$)-
/.- +fectué los c&lculos correspondientes al circuito de la fiura.=e$< =esistencia +$ui'alenteF</1 Foltios CC=/<57 ohmios.=1<57 ohmios.
Calcule y anote la conductancia de =/ y =1 Dome dos díitos después de la coma). La unidadde la conductancia es el Siemens a 'eces llamado mho). La conductancia de un resistor de1G es 7.5 mS
1.- Ferifi$ue $ue la salida de la fuente $ue es 7 F.
I.- Conecte las resistencias como se muestra en la fiura y reule la fuente 'ariable seún elsiuiente cuadro.(ida la 8/ y 81. Ralle la 8 $ue es la suma de los dos, el 'olta*e en cada caso,.Ralle la potencia " < F98 con el 'olta*e total, y la resistencia.
@X Lectura Foltímetro 8 / A) 8 1 A) 8 A) "otencia =<F08
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/71F) 1.75 7.75 7.77 7./4 7.I1 /1.6/
174F) 4./5 7.//I 7.//2 7.11 7.2/ /6.6
I7F) .1 7./ 7./3 7.II 1.75 /6.6
476F) 6.7 7.117 7.1I7 7.57 4.77 /.77
5/7F) /7 7.137 7.137 7.55 5./ /6.54
/1F) /1 7.I/7 7.I57 7.37 6.6 /3.3/
+n otro cuadro calcule el error de la intensidad Deórico menos el e!perimental.
F D) 8 mA) 8 e ) < 8/ Y 81 + < 8- 8 e ))0 8 +?
/71F) /47 // 7./3/ /3./
174F) 117 1I1 -7.755 5.5
I7F) II7 I41 -7.7I I.
476F) 577 457 7./ /7
5/7F) 557 57 -7.7/6 /.6
/1F) 377 7 7.753 5.3
etermine Kactores $ue son constantes, y los 'ariables, $ue 'alores teóricos encontramos
4.- Con el último dato, demostrara la ley de Corrientes de Girchoff mida la corrientes $uecirculan por =/ y =1 ser&n corrientes neati'as), mida la corriente de alimentacion ser&considerada positi'a.Draba*e en dirección horaria y siempre realice la medición con el terminal Y) del multímetroconectado al lado del componente.
@X Lectura Folta*e F) Ampera*emA)
= / - I/7
= 1 - I7
+ F) /1 7
5.- 8nrese los datos de la tabla anterior en esta tabla , recuerde $ue la corriente $ue inrese enel nodo desde la fuente de alimentación. +sta corriente es considerada positi'a es la corrienteentrante al di'isor de corriente.
@X Lectura Ampera*e A)
La corriente a tra'és de 8/<7.I/
81<7.I5
La corriente desde lafuente 8 A)
8<7.37
8ent< 7 mA)
.- "ara calcular la corriente total en el nodo, sume las cuatro corrientes alebraicamenterespetando sus sinos).Suma de las corrientes en el nodo< 7 mA
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3.- Lle'e la salida de la fuente a 7 Foltios.
CORRIENTE ALTERNA)-
C'(!'t$ S#'#)-
/.- (ida la resistencia interna dos focos K/ y K1 . +fectué los c&lculos correspondientes alcircuitos de la fiura.
@X Lectura =esistencia )
= Koco 7/ I5 hmios
= Koco 71 I5 hmios
=e$< =esistencia +$ui'alenteF<117 Foltios CA8<
1.- Ferifi$ue $ue la salida de la fuente $ue es 7 F.
I.- Conecte las resistencias como se muestra en la fiura y reule la fuente 'ariable seún elsiuiente cuadro.(ida el F=/) y F =1). Ralle el FD) $ue es la suma de los dos, mida la corriente en cadacaso,.Ralle la potencia " < F98 con el 'olta*e total, y la resistencia.
@X Lectura F =/) F =1) + F) Amperímetro "otencia =<F08///7F) 54.1 5I.3 /76.7 /.1 /12. 27
1/17F) 52./ 56.5 //3. /.I /51.2 27.5
I/I7F) 4.7 I.I /13.I /.4 /36.1 27.2
4/47F) 2.1 3.6 /I3.7 /.5 17I.5 2/.I
5/57F) 34.I 31.5 /4.6 /. 1I4.6 2/.3
/7F) 32.4 3.3 /5./ /.3 15.4 2/.6
La corriente del circuito es la calculada, $ue sucede.
+n otro cuadro calcule el error del 'olta*e el Deórico menos el e!perimental.
F D) + F) +< FD)-Fe))0FD) +?
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///7F) /76.7 7.7/6 /.6
1/17F) //3. 7.717 1
I/I7F) /13.I 7.71/ 1./
4/47F) /I3.7 7.71/ 1./
5/57F) /4.6 7.71/ 1./
/7F) /5./ 7.714 1.4
etermine factores $ue son constantes, y los 'ariables, $ue 'alores teóricos encontramos
4.- Con el último dato, demostrara la ley de las tensiones de Girchoff midiendo las caídas detensión en cada resistor.
@X Lectura Folta*e F) Ampera*e A)
= / 32.4 -
= 1 3.3 -
+ F) /5./ /.3
5.- Sume alebraicamente elemento acti'o, elemento pasi'o) las caídas de tensión.
.- Compruebe $ue la suma de las caídas de tensión dentro de una malla cerrada da cero.
Suma de las tensiones < /5./ F
3.- tili#ando la ecuación de di'isores de tensión, calcule la tensión teórica de salida usando=1 como resistencia de salida =/Y=1 como la resistencia total .=eistre los datos.
@X Lectura Folta*e F)Densión de la Kuente /7
Densión de =1 3.3
Densión calculada de Salida /5./
C'(!'t$ ,77*#*$)-
/.- (ida la resistencia interna dos focos K/ y K1 . +fectué los c&lculos correspondientes alcircuitos de la fiura.=e$< =esistencia +$ui'alenteF<117 Foltios CA+fectué los c&lculos correspondientes al circuito de la fiura.
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Calcule y anote la conductancia de =/ y =1 Dome dos díitos después de la coma). La unidadde la conductancia es el Siemens a 'eces llamado mho). La conductancia de un resistor de
1G es 7.5 mS
I.- Conecte las resistencias como se muestra en la fiura y reule la fuente 'ariable seún elsiuiente cuadro.(ida la 8/ y 81. Ralle la 8 $ue es la suma de los dos, el 'olta*e en cada caso,.Ralle la potencia " < F98 con el 'olta*e total, y la resistencia.
@X Lectura Foltímetro 8 / mA) 8 1 mA) 8 mA) "otencia =<F08
//7F) /7 7.I 7.I 7. .7 /.
117F) 17 7.3 7. /./I 11. /3.37
II7F) I7 7.65 7.6 /.3/ 5/.I /3.54
447F) 47 /.1 /./5 1.I5 24.7 /3.71557F) 57 /.45 /.4 1.2/ /45.5 /3./6
7F) 7 /.35 /.34 I.42 172.4 /3./2
+n otro cuadro calcule el error de la intensidad Deórico menos el e!perimental.
F D) 8 mA) 8 e ) < 8/ Y 81 + < 8- 8 e ))0 8 +?
//7F) 7.53 7. 7.75I 5.I
117F) /./4 /./I 7./47 /4
II7F) /.3/ /.3/ 7.74 .4
447F) 1.12 1.I5 7.71 1.
557F) 1.6 1.2/ 7.7/3 /.37F) I.4I I.42 7.77 7.5
etermine Kactores $ue son constantes, y los 'ariables, $ue 'alores teóricos encontramos
4.- Con el último dato, demostrara la ley de Corrientes de Girchoff mida la corrientes $uecirculan por =/ y =1 ser&n corrientes neati'as), mida la corriente de alimentación ser&considerada positi'a.Draba*e en dirección horaria y siempre realice la medición con el terminal Y) del multímetroconectado al lado del componente.
@X Lectura Folta*e F) Ampera*emA)
= / - /.35
= 1 - /.34
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+ F) 7 I.42
5.- 8nrese los datos de la tabla anterior en esta tabla , recuerde $ue la corriente $ue inrese enel nodo desde la fuente de alimentación. +sta corriente es considerada positi'a es la corrienteentrante al di'isor de corriente.
@X Lectura Ampera*e A)
La corriente a tra'és de 8/</.35
81</.34
La corriente desde lafuente 8 A)
8<I.4I
8ent< I427 mA)
.- "ara calcular la corriente total en el nodo, sume las cuatro corrientes alebraicamenterespetando sus sinos).
Suma de las corrientes en el nodo < I.42 A
3.- Lle'e la salida de la fuente a 7 Foltios.
VI#- RESULTADOS
>*g." ar/ado de 2*r2u*o>*g.$ re2ono2*/*eno dee?u*8os
>*g' ar/ado de- 2*r2u*o>*g.& o/a de -e2uras
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P)%&e+(.e e e%%)% .%. &)%%$e+(e &)+($+6. e+ se%$e+n otro cuadro calcule el error del 'olta*e el Deórico menos el e!perimental.V T E V EK VT-V# VT E
/71F) /.26 7.7/ /
174F) I.22 7.77I 7.I
I7F) 5.27 7.7/3 /.3
476F) 6.77 7 7
5/7F) 2.2 7.774 7.4
/1F) //.22 7.77/ 7./
P)%&e+(.e e e%%)% .%. &)%%$e+(e &)+($+6. e+ .%./e/)+n otro cuadro calcule el error de la intensidad Deórico menos el e!perimental.
V T I "A I # K I1 I2 E K I- I # I E
/71F) /47 // 7./3/ /3./
174F) 117 1I1 -7.755 5.5
I7F) II7 I41 -7.7I I.
476F) 577 457 7./ /7
5/7F) 557 57 -7.7/6 /.6
/1F) 377 7 7.753 5.3
P)%&e+(.e e e%%)% .%. &)%%$e+(e ./(e%+. e+ se%$e+n otro cuadro calcule el error del 'olta*e el Deórico menos el e!perimental.F D) + F) +< FD)-Fe))0
FD) +?
///7F) /76.7 7.7/6 /.6
>*g.( /ed*r -a res*sen2*a 8ara 2ada res*sor
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1/17F) //3. 7.717 1
I/I7F) /13.I 7.71/ 1./
4/47F) /I3.7 7.71/ 1./
5/57F) /4.6 7.71/ 1./
/7F) /5./ 7.714 1.4
P)%&e+(.e e e%%)% .%. &)%%$e+(e ./(e%+. e+ .%./e/)+n otro cuadro calcule el error de la intensidad Deórico menos el e!perimental.F D) 8 mA) 8 e ) < 8/ Y 81 + < 8- 8 e ))0 8 +?
//7F) 7.53 7. 7.75I 5.I
117F) /./4 /./I 7./47 /4
II7F) /.3/ /.3/ 7.74 .4
447F) 1.12 1.I5 7.71 1.
557F) 1.6 1.2/ 7.7/3 /.3
7F) I.4I I.42 7.77 7.5
VII#- CONCLUSIONES
0. am&i<n se aprendió a #acer mediciones de volta=es' resistencias !
corrientes el<ctricas ! a esta&lecer relaciones entre estos valores en
&ase al tipo de conexión con la que se est< tra&a=ando' que puede ser
en serie' paralelo ! serie paralelo.
2. Un aprendi+a=e mu! valioso que se o&tuvo de esta prctica es
tam&i<n el armar circuitos en los tres tipos de conexión !a
mencionados. *e la misma orma se aplicaron las propiedades que
ueron compro&adas' como por e=emplo que la corriente es la misma
en cualquier elemento conectado en serie' o que el volta=e es el
mismo en cualquier elemento conectado en paralelo.
3. Se #a cumplido con los o&=etivos propuestos para esta prctica' ! se
desea que este reporte sea de provec#o para aquellos que
próximamente realicen este tipo de experimentos prcticos de
electricidad.
VIII#- REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS#-
7((s:88&'%$)s).+)#&)8&'./-es-/.-$9e%e+&$.-e+(%e-&)%%$e+(e-
./(e%+.-y-&)+($+'.
7((:88/eyese&)%%$e+(ee/e&(%$&.#/);s)(#e820128028/ey-e-
<$%&77)=#7(/
7((:88)&'e+(s#>8)&'e+(s8&'%s)-e-101-&$%&'$()#7(/
7((:88???#)+);%[email protected]#&)8(%..)s08&$%&'$()s-
e/e&(%$&)s8&$%&'$()s-e/e&(%$&)s2#s7(/$>+%Ds<SD.
AUTOEVALUACION ENTRADA
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0.- *os resistores son conectados en serie' se sa&e que la caída de tensión
en cada resistor es >4' por lo que la caída en am&os es ?
>@>08
2.-,a suma de las caídas de tensión en una malla de un circuito cerrado es? : (cero)
3.-la tensión en la salida de un divisor de tensión es?
460@62
5.-Cuando se incrementa la resistencia de salida' la tensión de salida es?
9a!or
7.-,a resistencia equivalente de un con=unto de resistores conectados en
paralelo es?
0B6 0B60 @ 0B62 @ @ 0B6n
8.- la caída de tensión en resistencias conectadas en paralelo es igual a?4 40 42 43 45
D.- Antes de empe+ar la experiencia analice el circuito en paralelo !
determine la corriente que Eu!e por am&as resistencias' ! am&os ocos.
CUESTIONARIO
0.- Al cortocircuitar uno o ms resistores conectados en serie que sucede?incrementa la resistencia total
2.-Supongase que uno de los resistores en serie uno est a&ierto. ,a
resistencia de todo el circuito ser? inFnita
3.-/l valor a&soluto de la suma de todas las tensiones en los resistores es?
es menor que la suma de las tensiones de las uentes
5.-*os resistores 6 ! 26' son conectados en serie ! estas a su ve+ a una&atería de 02 4. la tensión en los &ornes de 6 es?
7.-*ada una uente de tensión de 024 ! seis resistores de 0"G en serie' se
desea o&tener una tensión de 54. ,a salida es tomada so&re? dos
resistencias por cada una tiene dos voltis
8.- Hue sucede con el ampera=e en el circuito serie de corriente alterna' que
pasa con la resistencia de los ocosI.
/l ampera=e en serie es igual ! las resistencias se suman
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D.- Al cortocircuitar un resistor en un arreglo en paralelo causa? no @a
ens*+n.
>.- Al desconectar un resistor en un arreglo en paralelo causa? no causa
nada !a que los dems seguirn uncionando con normalidad.
J.- ,a corriente total que sale de un nodo es? la suma inversa de los de msvolta=es.
0:.- ,a suma de las corrientes en un nodo es? igual a cero en todo instante.
00.- /n la Fg del circuito en paralelo todas las resistencias son del mismo
valor ! la uente de tensión de 024. la relación entre la corriente total ! la
corriente que Eu!e por cada resistor es? /s que se divide la corriente en
cada resistor por ser paralelo' la tensión es igual
02.- Hue dierencia #a notado entre am&os circuitos en corriente continua !
corriente alterna' en uncionamiento' cual es ms exacto' Cual es ms
exacto por qu<I.
,a otra gran dierencia entre la corriente AC ! *C es la cantidad de energía
que se puede transportar en cada tipo. ,a electricidad no puede via=ar mu!
le=os antes de que empiece a perder volta=e (medida de la tensión el<ctrica).
Cada &atería est diseKada para producir sólo corriente continua con un
cierto nivel de volta=e' con lo que desde el momento de la producción de la
electricidad !a est predeterminado la distancia a la que se puede
transportar a trav<s del ca&leado. ,a corriente alterna' sin em&argo' se
puede producir en un generador en el que se puede su&ir o &a=ar la tensiónde salida de la corriente utili+ando los llamados transormadores' pudiendo
alterarse seg%n las necesidades
03.- ara que me sirve sa&er conocer las le!es de "irc#o$' como al empleoI.
,a ,e! de "irc##o$ como la le! de L#m se puede encontrar tam&i<n valores
de volta=e ! corriente para alg%n circuito el<ctrico' pero en si los circuitos
estn conormados por varios de ellos conectados por una red o malla' esta
tiene conexiones que permiten el Eu=o de corriente de un elemento a otro.
,os puntos donde se unen los dierentes elementos' que conorman el
circuito en general' se denominan nodos #a! que tener cuidado para no
cometer ning%n error.
/n los circuitos mostrados se tienen tra!ectorias sencillas que me+clan una
uente independiente ! una resistencia a esto se dice que es un camino
cerrado.
Nodo? unto en un medio o en un campo que permanece inalterado cuando
ms de una pertur&ación act%a simultneamente so&re <l.
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05.- ,a primera ! segunda le! de "irc##o$' es principio de uncionamiento
! aplicación de I.
,a primera ,e! de "irc##o$ se conoce como la le! de corrientes de"irc##o$ (,C") ! su enunciado es?
M,a suma alge&raica de las corrientes que entran o salen de un nodo es
igual a cero en todo instante
Nos dice que en cualquier nodo' ! la suma de todos los nodos ! la suma de
las corrientes que entran en ese nodo no es igual a la suma de las corrientes
que salen.
ara entender me=or esta le! se puede asimilar un nodo como la
interconexión de una red. *onde se tiene una conexión en orma de .
,a segunda le! de "irc##o$ se conoce como la M,e! de 4olta=es le! dela+os de "irc##o$ o mallas ! es mui com%n que use la sigla (,4") ! su
enunciado es el siguiente?
M,a suma alge&raica de los volta=es alrededor de cualquier la+o (camino
cerrado) en un circuito' es igual a cero en todo instante
/n toda malla la suma de todas las caídas de tensión es igual a la tensión
total suministrada. *e orma equivalente. /n toda malla la suma alge&raica
de las dierencias de potencial el<ctrico es igual a cero.
ara entender me=or esta ,e! se puede reEe=ar dentro de un marco ísico'
donde el despla+amiento de una masa' alrededor de una tra!ectoria cerrada
provoca un tra&a=o resultante de cero so&re la misma.
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ALIMENTARIAS
LABORATORIO DE CIRCUITOS Y MAQUINAS ELECTRICAS 2015-B PRACTI
CA:
TEMAS: Me$&$,+ e P)(e+&$. e+ C)%%$e+(e A/(e%+.#-*escripción ! uso de un vatímetro electrodinmico ! unrecuencímetro.-9edida de la potencia activa ! aparente.-Clculo del actor de potencia.
GRUPO: M$%&)/es e 1-FEC"A: O 0: O 07
I#-OB3ETIVO:
a).- *escripción ! uso del vatímetro electrodinmico.&).- 9edir la potencia activa ! aparente.c).- Clculo del actor de potencia.
II#- INTRODUCCION
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,a medición de potencia en corriente alterna es ms complicada que la decorriente continua de&ido al eecto de los inductores ! capacitores. or loque en cualquier circuito de corriente alterna existen estos tres parmetrosde inductancia' capacitancia ! resistencia en una variedad decom&inaciones.
P)(e+&$. e+ &)%%$e+(e ./(e%+. )+)9s$&.
/n circuitos puramente resistivos la tensión (4) est en ase con la corriente(i)' siendo algunos de estos arteactos como lmparas incandescentes'planc#as' estuas el<ctricas etc. oda la energía la transorma en energíalumínica o energía caloríFca.
9ientras que en un circuito inductivo o capacitivo la tensión ! la corrienteestn desasadas J:P una respecto a la otra. /n un circuito puramenteinductivo la corriente est atrasada J: P respecto de la tensión. Q en un
circuito puramente capacitivo la corriente va adelantada J: P respecto de latensión.
P)(e+&$. e+ &)%%$e+(e ./(e%+. (%$9s$&.
,a potencia que consume un receptor trisico es igual a la suma de lapotencia que consume cada una de las ases. /sta aFrmación sirve tantopara potencias activas' reactivas como aparente.
III#- FUNDAMENTO TEORICO
T%$.+;'/) e )(e+&$.s#
/n líneas generales la potencia el<ctrica se deFne como la capacidad quetiene un aparato el<ctrico para reali+ar un tra&a=o o la cantidad de tra&a=oque el mismo reali+a en unidad de tiempo. Su unidad de medida es el ;att(R). Sus m%ltiplos ms empleados son el ilo;att (R) ! el mega ;att(9R)' mientras el su&m%ltiplo corresponde al mili ;att (mR).
Sin em&argo' en los equipos que uncionan con corriente alterna ! &asadaen el electromagnetismo' como los motores ! los transormadores' pore=emplo' coexisten tres tipos dierentes de potencia?
POTENCIA RESISTENCIASotencia activa 6esistencia activa (6)
otenciareactiva
6eactancia inductiva o inductancia(T,)6eactancia capacitiva ocapacitancia (TC)
otenciaaparente
Nota? /s la potencia que se da enapariencia.
ringulo de potencias que orman la potencia activa' la potencia reactiva !la potencia aparente. /l ngulo que se aprecia entre la potencia aparente !la activa se denomina coseno de F o actor de potencia ! lo crea la
potencia reactiva. A ma!or potencia reactiva' ma!or ser ese ngulo !menos eFciente ser el equipo al que le corresponda.
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P)(e+&$. (%$9s$&.
Siendo la intensidad de línea ! la tensión de línea (no de&en serempleados para esta ecuación los valores de ase). ara reactiva !aparente?
A#- P)(e+&$. .&($*.# !
,a denominada H)(e+&$. .&($*. representa en realidad la H)(e+&$.6($/' o sea' la energía que realmente se aprovec#a cuando ponemos auncionar un equipo el<ctrico ! reali+a un tra&a=o. or e=emplo' la energíaque entrega el e=e de un motor cuando pone en movimiento un mecanismoo maquinaria' la del calor que proporciona la resistencia de un calentador
el<ctrico' la lu+ que proporciona una lmpara' etc.Res$s(e+&$. .&($*. R#
B#- P)(e+&$. %e.&($*. !VAR
,a potencia reactiva es la consumen los motores' transormadores ! todos losdispositivos o aparatos el<ctricos que poseen alg%n tipo de &o&ina o enrolladopara crear un campo electromagn<tico. /sas &o&inas o enrollados que ormanparte del circuito el<ctrico de esos aparatos o equipos constitu!en cargas parael sistema el<ctrico que consumen tanto potencia activa como potenciareactiva ! de su eFciencia de tra&a=o depende el actor de potencia.9ientras ms &a=o sea el actor de potencia' ma!or ser la potencia reactiva
consumida. Adems' esta potencia reactiva no produce ning%n tra&a=o %til !per=udica la transmisión de la energía a trav<s de las líneas de distri&uciónel<ctrica. ,a unidad de medida de la potencia reactiva es el 4A6 ! su m%ltiploes el 4A6 (ilovolt-amper-reactivo).Re.&(.+&$. $+'&($*. (JL)
Re.&(.+&$. &..&$($*. (JC)
,a reactancia capacitiva es la oposición o resistencia que orecen al Eu=o de la
corriente el<ctrica los capacitores o condensadores. /sta reactancia representauna Mcarga capacitiva para el circuito de corriente alterna donde se encuentra
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conectada. /n la oto de la derec#a podemos ver varios capacitores (ocondensadores) ! Fltros conectados en la placa de un circuito electrónico enunción de cargas capacitivas
C#- P)(e+&$. ..%e+(e !VA
,a potencia aparente o potencia total es la suma de la potencia activa ! laaparente. /stas dos potencias representan la potencia que se toma de la red dedistri&ución el<ctrica' que es igual a toda la potencia que entregan losgeneradores en las plantas el<ctricas. /stas potencias se transmiten a trav<s delas líneas o ca&les de distri&ución para #acerla llegar #asta los consumidores' esdecir' #asta los #ogares' &ricas' industrias' etc.
F.&()% e )(e+&$.
F$;'%. 1# T%$+;'/) e )(e+&$.s .&($*. P y ..%e+(e S e+ '+ &.s).%($&'/.% $e./#
Se deFne actor de potencia' .d.p.' de un circuito de corriente alterna' comola relación entre la potencia activa' ' ! la potencia aparente' S. *a unamedida de la capacidad de una carga de a&sor&er potencia activa. or estara+ón' .d.p 0 en cargas puramente resistivasV ! en elementos inductivos !
capacitivos ideales sin resistencia .d.p :.
A/$&.&$)+es#-
IV#- MATERIAL Y EQUIPO A UTILI4AR
/l siguiente equipo es necesario para reali+ar la experiencia.
0.- 1uente varia&le CA.2.- Amperímetro de CA.3.- 4oltímetro de CA.5.- 2 1ocos incandescentes' (0::;' 7:; o 27;).7.-Conectores.8.- 9ultímetro (*igital).D.- 4atimetro CA>.- 4ati#orimetro.
V#- PROCEDIMIENTO#
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V)/($)s
NK*'e/(.
s 8 5$+'()s
V)/(e(%)
Ae%e(%)
P)(e+&$.
e+e%;.&)+s'$
.
&)s() 1<?7
0#0s)/es
100 05 0:: :.J J: R :.::D> :.::58
120 20 02: 0.0 03: R :.:02 :.::D2
10 2> 05: 0.27 0>: R :.:08 :.::J
V)/($)s
Le&('%.V.(e
(%)!
V)/(e(%)
Ae%e(%)
P)(e+&$.A.%e+
(eV>I
C)s
10 :.0> 0D: 0.25 0D7
Energía consumida= N ° vueltas ×1 kwh
1800 rev .
0.- Compare la resistencia del oco en el circuito de la ta&la con la
resistencia del oco (resistencia interna) son iguales sí o no
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,as resistencias del oco tanto en el circuito como la de la resistencia internano son iguales pero tampoco diFeren signiFcativamente una de la otra.
2.- 1actores que aectan en el clculo de la potencia 4xW de ta&lamultiplicado por el tiempo 7 minutos con las tomadas con las delvati#orimetro.
/l actor de potencia cam&ia de acuerdo al consumo ! tipo de carga. /stotam&i<n puede de&erse a un aumento en la caída de tensión resultando enun insuFciente suministro de potencia a las cargas' <stas suren unareducción en su potencia de salida.
3.- XCómo podemos determinar el consumo diario en nuestro domicilio une=emploI
ara calcular en orma eFciente el consumo el<ctrico del #ogar' de&o sumar losconsumos individuales de los arteactos a los que esto! sometiendo el circuito
! dividirlos por el volta=e. /sto dar como resultado la corriente que esto!consumiendo ! a la cual esto! sometiendo el circuito.
or e=emplo? /l televisor tiene un consumo de7: ;atts' la lavadora consume >:: ;atts' elmicroondas 0.2:: ;atts' una secadora 0.>::;atts' ms 0: ampolletas de 0:: ;atts cadauna que equivalen a 0.::: ;atts. (en loscatlogos ! en las placas de los arteactosest descrito su consumo),a suma anterior (7: @ >:: @ 0.2:: @ 0.>::@ 0.:::) da un consumo total de 5.>7: ;atts'
lo que dividido por el volta=e de la casa (22:voltios) da un consumo de 22 Amperes.
VI#- RESULTADOS
VII#- CONCLUSIONES
,a potencia en los circuitos de C.A. se mide usualmente con instrumentosdenominados vatímetros' los cuales pueden ser analógicos' digitales o
electrónicos.
,a medición de potencia en corriente alterna es ms complicada que la decorriente continua de&ido al eecto de los inductores ! capacitores.
VIII#- REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS#-
• #ttp?BBpotenciaelectrica-dulce.&logspot.peB2:02B:7Bpotencia-electrica-en-
corriente-alterna.#tml• #ttp?BB;;;.ceia.unr.edu.arBtciButilesBApuntesBCapY2:JZ2:03Y2:L.pd
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• #ttp?BB;;;.snmpe.org.peBinormes-!-pu&licaciones-snmpeBinormes-
quincenalesBsector-electricoBpotencia-instalada-eectiva-!-Frme-
pu&licado-octu&re-2:0:.#tml
CUESTIONARIO
1#- Q'e es )(e+&$. $+s(./.. '+$.es
/s la suma de la potencia de todos los equipos que tienes conectados en tuinstalación sean F=os o móviles (luces' computadores' motores'radiogra&adores' pasacasetes' estuas el<ctricas' aire acondicionado' etc.)
,a potencia instalada es la suma de las potencias nominales de todos losdispositivos el<ctricos de la instalación. /sta no es en la prctica la potenciaa&sor&ida realmente. /ste es el caso de los motores el<ctricos' en los que lapotencia nominal se reFere a la potencia de salida en el e=e principal. /l
consumo de potencia de entrada ser evidentemente superior.
2#- Q'e es )(e+&$. &)+s'$. &)) se $e
/s la potencia capa+ de transormar la energía el<ctrica en tra&a=o. ,osdierentes dispositivos el<ctricos existentes convierten la energía el<ctricaen otras ormas de energía tales como? mecnica' lumínica' t<rmica'química' etc. /sta potencia es' por lo tanto' la realmente consumida por loscircuitos !' en consecuencia' cuando se #a&la de demanda el<ctrica' es estapotencia la que se utili+a para determinar dic#a demanda.
Se designa con la letra ! se mide en vatios -;att- (R) o ilovatios-ilo;att- (R). *e acuerdo con su expresión' la le! de L#m ! el tringulo deimpedancias.
#- Q'e es )(e+&$. %e.&($*. 'e '+$.es ($e+e )+e se%ese+(.
,a potencia reactiva es utili+ada para la generación del campo magn<tico'almacena=e de campo el<ctrico que en sí' no produce ning%n tra&a=o. /s lapotencia necesaria para crear los campos el<ctricos ! magn<ticos. /s unapotencia devuelta al circuito' pero que est presente.
,a potencia reactiva esta J: P desasada de la potencia activa. /stapotencia es expresada en volts-amperes reactivos. (4A6) ,a órmula para#allar la potencia reactiva de un circuito el<ctrico es la siguiente?
,a potencia reactiva es la que devuelve la carga a la uente ! se determinade la siguiente manera Q V#I#se+.#- Q'e es >$. e.+. &)) se &'.+($@&. '+$.es
/s el valor promedio de las mximas potencias registradas por el medidor
en intervalos de 07 minutos en un período determinado (un mes).
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Carga demandada o potencia mxima simultnea? es la potencia mximaque le vas a sacar a la instalación en orma simultnea' es decir al mismotiempo. Normalmente siempre es menor que la primera' !a que es mu! raroque uses todo al mismo tiempo.
5#- Q'e es )(e+&$. &)+(%.(.. 'e '+$.es
/s la potencia mxima que se puede consumir de orma simultnea. ,apotencia contratada la elige el cliente' ! es el interruptor de control depotencia (WC) el que limita el uso que se puede #acer de ella.
,a potencia contratada es una reserva de capacidad de consumo quereali+amos dentro del sistema el<ctrico. ,as compaKías distri&uidoras tienen
que dimensionar sus redes ! sus centros de transormación para poderasumir la suma de todas las potencias contratadas de los clientes a los queda servicio. /sto implica que se pague un precio F=o por esta reserva decapacidad se use o no se use. *ependiendo de la potencia contratada seinstalan o WCs o maximetros.
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN DE AREQUIPAESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE INDUSTRIAS
ALIMENTARIAS
LABORATORIO DE CIRCUITOS Y MAQUINAS ELECTRICAS 2015-B
PRACTI
CA:
N°
TEMAS: M.'$+.s E/&(%$&.s-ransormador 9onosico.
GRUPO: M$%&)/es 1 -FEC"A: 810815
I# OB3ETIVOS
a. Conocer el principio de 1uncionamiento de un transormador' &oninas
primarias ! secundarias' *eterminar el aislamiento en cada
devanado' con tierra.
&. *eterminar la polaridad de un transormador.c. *eterminar la relación de transormación.
d. Conectar carga al transormador (Wnductiva-Capacitiva-6esistiva) !
o&servar el comportamiento.
II# INTRODUCCION
/l transormador es un dispositivo que convierte la energía el<ctrica
alterna de un cierto nivel de tensión' en energía alterna de otro nivel de
tensión' &asndose en el enómeno de la inducción electromagn<tica.
/st constituido por dos &o&inas de material conductor' devanadasso&re un n%cleo cerrado de material erromagn<tico' pero aisladas entre
sí el<ctricamente.
,a %nica conexión entre las &o&inas la constitu!e el Eu=o magn<tico
com%n que se esta&lece en el n%cleo. /l n%cleo' generalmente' es
a&ricado &ien sea de #ierro o de lminas apiladas de acero el<ctrico'
aleación apropiada para optimi+ar el Eu=o magn<tico. ,as &o&inas o
devanados se denominan primarios ! secundarios seg%n correspondan a
la entrada o salida del sistema en cuestión' respectivamente. am&i<n
existen transormadores con ms devanadosV en este caso' puede existirun devanado terciario' de menor tensión que el secundario.
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III# FUNDAMENTO TEORICO
/l transormador es una maquina el<ctrica' esttica que convierte
energía el<ctrica de un nivel de volta=e' en energía el<ctrica de otro
nivel de volta=e' en corriente alterna' manteniendo la recuencia.
- Q'e es '+ T%.+s9)%.)% y &'/ es s' %$+&$$) e9'+&$)+.$e+()
/n un transormador' el n%cleo tiene dos unciones undamentales?
a. *esde el punto de vista el<ctrico O! su principal unción- es la
vía por que conduce el Eu=o magn<tico. A trav<s de las partes
#ori+ontales (culata)' conduce el Eu=o magn<tico siguiendo un
circuito prescrito' de una columna a otra.
&. *esde el punto de vista mecnico es el soporte de los
arrollamientos que en <l se apo!an.
ara generar el Eu=o magn<tico' es decir' para magneti+ar el n%cleo de
#ierro #a! que gastar energía el<ctrica. *ic#a energía el<ctrica se toma
del arrollamiento de entrada.
P%$+&$$) e F'+&$)+.$e+()Si se aplica una uer+a electromotri+ alterna
devanado primario (&o&ina primaria)' circular
<ste una corriente alterna varia&le en el ti
que crear a su ve+ un campo magn<tico var
en el tiempo ! con la misma recuencia. /ste c
magn<tico varia&le originar' por indu
electromagn<tica' la aparición de una
electromotri+ en los extremos del deva
secundario' una tensión de salida que varia' c
misma recuencia.
Re/.&$,+ e T%.+s9)%.&$,+#
Un transormador ideal es un arteacto sinp<rdidas' con una &o&ina de entrada ! una
&o&ina de salida. ,as relaciones entre los
volta=es de entrada ! de salida' ! entre la
corriente de entrada ! de salida' se
esta&lece mediante dos ecuaciones
sencillas.
Re/.&$,+ e T%.+s9)%.&$,+#-,a relación entre la uer+a electromotri+
inductora (E)' la aplicada al devanadoprimario ! la uer+a electromotri+ inducida
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(Es)' la o&tenida en el secundario' es
directamente proporcional al n%mero de
espiras de los devanados primario (N) !
secundario (Ns)
,a %.,+ e /. (%.+s9)%.&$,+ de la
tensión entre el &o&inado primario ! el
&o&inado secundario depende de los
n%meros de vueltas que tenga cada uno. Si
el n%mero de vueltas del secundario es el
triple del primario' en el secundario #a&r
el triple de tensión.
*onde? (V) es la tensión en el devanado
primario ó tensión de entrada' (Vs) es la
tensión en el devanado secundario ó
tensión de salida' (I) es la corriente en el
devanado primario ó corriente de entrada'
e (Is) es la corriente en el devanado
secundario ó corriente de salida.
- P)/.%$. e '+ (%.+s9)%.)%#/sta esta&lecido como estandar que las entradas a la &o&ina
primaria del transormador se utilicen las siguientes letras?
ara la &o&ina primaria."1 "2 para el caso de un transormador monosico."1 "2 " para el caso de un transormador trisico.
Q en las salidas de la &o&ina secundaria se esta&lece la siguiente
nomenclatura? J1 J2 para el caso de un transormador monosico.J1 J2 J para el caso de un transormador trisico.
POLARIDAD ADITIVA POLARIDAD SUSTRACTIVA
Cuando se u&ica untransormador en el
tanque que lo tiene
que contener se
puede colocar de dos
ormas dierentes?
aditiva ! sustractiva.
/n el caso de
polaridad aditiva' es
cuando "1 coincide
diagonalmente conJ1.
[a&lamos depolaridad
sustractiva cuando
el terminal "1 esta
colocado de orma
ad!acente al
terminal de salida
J1.
/xisten pocos
transormadores
con este tipo depolaridad. ,os
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,a ma!oria de
transormadores
dispone de polaridad
aditiva.
transormadores
ma!ores de 2::
"4a son de
polaridad
sustractiva.
- D.()s +)$+./es e '+ (%.+s9)%.)%#otencia nominal' "4Ao ensión de A' 4o ensión de \' 4o Corriente nominal en A. Amp.o Corriente nominal en \. Amp.o 1actor de potencia' cos]o 1recuencia' [+o /squema de conexióno N%mero de aseso ensión de cortocircuito
- P%$.s e+ (%.+s9)%.)%es/n los transormadores las p<rdidas de potencia ! energía se de&en
dos principales actores' p<rdidas originadas en el #ierro ! perdidas
de co&re.
a. P%$.s e+ e/ @e%%) P7#- Son p<rdidas que se de&en a las
características de diseKo ! a la calidad de los materiales
empleados en su a&ricación. /ste tipo de p<rdidas sonpermanentes ! tienen lugar mientras el transormador est<
conectado a la red. ,a magnitud de estas p<rdidas depende del
tamaKo o potencia del transormador. /ste tipo de p<rdidas las
deFne el a&ricante ! las presenta en las especiFcaciones del
equipo. /l constante cam&io de magneti+ación del n%cleo de
#ierro origina p<rdidas. /stas p<rdidas pueden minimi+arse
eligiendo tipos de c#apa Fnas de unos :.3mm de espesor'
asiladas entre si (apiladas' en un n%cleo de #ierro maci+o se
producirn perdidas por corrientes parasitas excesivamente
grandes que motivan altas temperaturas))con un &a=o coeFcientede p<rdidas. Adems' como el campo magn<tico varía respecto al
tiempo' en el #ierro se originan tensiones que dan orígenes a
corrientes parsitas. *ic#as p<rdidas son causadas por el
9e+,e+) e 7$s(%es$s ( N%cleo ) ! por las &)%%$e+(es e9)'&)'/( &)%%$e+(es .%.s$(.s' las cuales dependen del
volta=e de la red' de la recuencia ! de la inductancia a que est
sometido el &$%&'$() .;+($&).
,a potencia p<rdida en el n%cleo permanece constante' !a sea en
vacío o con carga.
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Se alimenta el (%.+s9)%.)% al
vacío' la potencia a&sor&ida en ese
momento corresponde exactamente a
las %$.s e+ e/ 7$e%%).
/n eecto por ser nula la intensidad de
corriente en el &o&inado secundario noaparecen en el p<rdidas de potencia.
or consiguiente se puede aFrmar
que el total de la potencia a&sor&ida
por un (%.+s9)%.)% uncionando
al vacío &a=o a volta=e nominal'
representa el valor de la potencia
p<rdida en el #ierro del &$%&'$().;+($&).
&. P%$.s e+ e/ &)%e P&#- /s la suma de las potencias
p<rdidas en los &o&inados de un transormador' uncionando
&a=o carga nominal. /l valor de esta potencia depende de la
intensidad de corriente que circula en devanados del
transormador tanto en el devanado primario como en el
secundario' la cual varía muc#o desde el uncionamiento en vacío
a plena carga. Son p<rdidas que se de&en al eecto ^oule es decir
por la corriente que circula en devanados del transormador. /stas
p<rdidas dependen del nivel de carga que tenga el transormadoren su operación. Se determina por la siguiente relación?,a variación del valor de la )(e+&$. %$. en el co&re es
proporcional al cuadrado de la intensidades de corriente de carga
! a la resistencia de los &o&inados.
Pcu= I 12 x r 1+ I 2
2 x r 2
*onde?
cu <rdidas en los &o&inados del (%.+s9)%.)%.
W0 Wntensidad en el &o&inado primario.W2 Wntensidad en el &o&inado secundario.
r0 6esistencia del &o&inado primario.
r2 6esistencia del &o&inado secundario.
Ltra orma de determinar las p<rdidas en los &o&inados de un
(%.+s9)%.)% es mediante la %'e. e &)%()&$%&'$().
ara lograr esto se alimenta el &o&inado primario &a=o un volta=e
de valor tal' que estando cerrado en cortocircuito el &o&inado
secundario' sean recorridos am&os &o&inados por intensidades de
corriente iguales a sus valores nominales respectivos.
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,a potencia a&sor&ida por el (%.+s9)%.)% en estas
condiciones corresponde exactamente a las p<rdidas totales en el
co&re del con=unto de los dos &o&inados.
/n eecto las p<rdidas de potencia Mtotales es el resultado de la
p<rdidas en el n%cleo (#) ms las p<rdidas en el co&re de los
&o&inados (cu).
Pérdidas totales= Ph+ Pc
/sta particularidad se utili+a en la red de transporte de energía
el<ctrica? al poder eectuar el transporte a altas tensiones !
pequeKas intensidades' se disminu!en las p<rdidas por el eecto
^oule ! se minimi+a el costo de los conductores.
A/$&.&$)+es- ipos de ransormadores
a. Seg%n aplicaciones? Seg%n su unción' seg%n el tipo de
tensiones' elevador' reductor' etc.
&. Seg%n su construcción? ipo de rerigerante'
autotransormador' medio interior' exterior' tipo de
rerigerante.
- otencia de un transormador' eFciencia.- *etección allas.
C/.s$@&.&$,+ e /)s (%.+s9)%.)%es:
Según funcionalidad
Transformadores de potenciaTransformadores de
comunicacionesTransformadores de medida
Por los sistemas detensiones
MonofásicosTrifásicosTrifásicos-exafásicosTrifásicos-dodecafásicosTrifásicos-monofásicos
Según tensión secundarioElevadoresReductores
Según medioInterior Intemperie
Según elementorefrigerante
En seco
En bao de aceite!on p"raleno
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Según refrigeración#atural $or%ada
TIPOS DE TRANSFORMADORES
.# SEGN APLICACIONES: SEGN SU FUNCIN SEGN EL TIPODE TENSIONES ELEVADOR REDUCTOR ETC#
o T%.+s9)%.)% e/e*.)%8%e'&()% e (e+s$,+Son empleados por empresas de generación el<ctrica en las
su&estaciones de la red de transporte de energía el<ctrica' con el
Fn de disminuir las p<rdidas por eecto ^oule. *e&ido a la
resistencia de los conductores' conviene transportar la energía
el<ctrica a tensiones elevadas' lo que origina la necesidad de
reducir nuevamente dic#as tensiones para adaptarlas a las de
utili+ación. ,a ma!oría de los dispositivos electrónicos en #ogares
#acen uso de transormadores reductores conectados a un
circuito rectiFcador de onda completa para producir el nivel de
tensión de corriente directa que necesitan. /ste es el caso de las
uentes de poder de equipos de audio' video ! computación.
F$; 1: U+ (%.+s9)%.)% &)+ PCB &)) %e9%$;e%.+(e e+ /e+.&.//eo T%.+s9)%.)%es *.%$./es
am&i<n llamados 4ariacs' toman una línea de tensión F=a (en la
entrada) ! proveen de tensión de salida varia&le a=usta&le' dentro
de dos valores.
o T%.+s9)%.)% e .$s/.$e+()roporciona aislamiento galvnico entre el primario ! el
secundario' de manera que consigue una alimentación o seKal
Eotante. Suele tener una relación 0?0 entre las tensiones del
primario ! secundario. Se utili+a principalmente como medida de
protección' en equipos que tra&a=an directamente con la tensión
de red ! tam&i<n para acoplar seKales procedentes de sensores
le=anos' en equipos de electromedicina ! donde se necesitan
tensiones Eotantes.
o T%.+s9)%.)% e ./$e+(.&$,+
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ueden tener una o varias &o&inas secundarias ! proporcionan
las tensiones necesarias para el uncionamiento del equipo. A
veces incorpora un usi&le que corta su circuito primario cuando
el transormador alcan+a una temperatura excesiva' evitando
que <ste se queme' con la emisión de #umos ! gases que
conlleva el riesgo de incendio. /stos usi&les no suelen serreempla+a&les' de modo que #a! que sustituir todo el
transormador.
F$; 2: T%.+s9)%.)% (%$9s$&)# C)+e>$,+ es(%e//.-(%$+;'/)
F$;: ransormador 1l!&ac moderno
F$; : ransormador dierencial de variación lineal (,4*).
o T%.+s9)%.)% (%$9s$&) ienen tres &o&inados en su primario ! tres en su secundario.
ueden adoptar orma de estrella ( Y ) (con #ilo de neutro o no) o
delta -tringulo- () ! las com&inaciones entre ellas? -' -
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Y ' Y- ! Y-Y . [a! que tener en cuenta que a%n con relaciones
0?0' al pasar de _ a Q o viceversa' las tensiones de ase varían.
1# *elta estrella? Se usa especialmente en distri&ución (&a=a
tensión) con delta en alta ! estrella en &a=a con neutro
accesi&le. /sto permite que la onda sinusoidal de terceraarmónica se mantenga circulando por la delta' pero no se
transmita a las estrella.
o T%.+s9)%.)% e '/s)s/s un tipo especial de transormador con respuesta mu! rpida
(&a=a autoinducción) destinado a uncionar en r<gimen de
pulsos. Su principal aplicación es transerir impulsos de mando
so&re elementos de control de potencia como SC6' triacs' etc.
logrando un aislamiento galvnico entre las etapas de mando !
potencia.
o T%.+s9)%.)% e /+e. ) $l"bac&
/s un caso particular de transormador de pulsos. Se emplea en
los (e/e*$s)%es &)+ TRC (C6) para generar la alta tensión ! la
corriente para las &o&inas de deEexión #ori+ontal. Suelen ser
pequeKos ! económicos. Adems suele proporcionar otras
tensiones para el tu&o (oco' Flamento' etc.). Adems de poseer
una respuesta en recuencia ms alta que muc#os
transormadores' tiene la característica de mantener dierentes
niveles de potencia de salida de&ido a sus dierentes arreglosentre sus &o&inados secundarios.
o T%.+s9)%.)% $9e%e+&$./ e *.%$.&$,+ /$+e.//l (%.+s9)%.)% $9e%e+&$./ e *.%$.&$,+ /$+e./ (,4*
seg%n sus siglas en ingl<s) es un tipo de transormador el<ctrico
utili+ado para medir despla+amientos lineales. /l transormador
posee tres &o&inas dispuestas extremo con extremo alrededor
de un tu&o. ,a &o&ina central es el devanado primario ! las
externas son los secundarios. Un centro erromagn<tico de
orma cilíndrica' su=eto al o&=eto cu!a posición desea sermedida' se desli+a con respecto al e=e del tu&o.
,os ,4* son usados para la realimentación de posición en
servomecanismos ! para la medición automtica en
#erramientas ! muc#os otros usos industriales ! cientíFcos.
o T%.+s9)%.)% &)+ $)) $*$$)/s un tipo de transormador de línea que incorpora
el diodo rectiFcador para proporcionar la tensión continua de
9A directamente al tu&o. Se llama diodo dividido porque est
ormado por varios diodos ms pequeKos repartidos por el&o&inado ! conectados en serie' de modo que cada diodo sólo
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tiene que soportar una tensión inversa relativamente &a=a. ,a
salida del transormador va directamente al nodo del tu&o' sin
diodo ni triplicador.
o T%.+s9)%.)% e $e.+&$.
/ste tipo de transormador se emplea paraadaptar antenas ! líneas de transmisión (tar=etas de red'
tel<onos' etc.) ! era imprescindi&le en
los ampliFcadores de vlvulas para adaptar la
alta impedancia de los tu&os a la &a=a de los altavoces.
Si se coloca en el secundario una impedancia de valor `' !
llamamos + . Ns8N' como Is-I8+ y EsE#+ /.$e.+&$. *$s(. ese e/ %$.%$) se% E8I -Es8+WIs 48+W. Así' #emos conseguido transormar una impedancia de
valor 4 en otra de 48+W. Colocando el transormador al rev<s' lo
que #acemos es elevar la impedancia en un actor +W.
o Es(.$/$.)% e (e+s$,+/s un tipo especial de transormador en el que el n%cleo se
satura cuando la tensión en el primario excede su valor nominal.
/ntonces' las variaciones de tensión en el secundario quedan
limitadas. enía una la&or de protección de los equipos rente a
Euctuaciones de la red. /ste tipo de transormador #a caído en
desuso con el desarrollo de los reguladores de tensión
electrónicos' de&ido a su volumen' peso' precio ! &a=a eFciencia
energ<tica.
o T%.+s9)%.)% 7%$) ) )$+. 7%$./s un transormador que unciona como una #í&rida. *e
aplicación en los tel<onos' tar=etas de red' etc.
o T%.+s9)%.)% e/e&(%,+$&)/st compuesto por un circuito electrónico que eleva la
recuencia de la corriente el<ctrica que alimenta al
transormador' de esta manera es posi&le reducir drsticamente
su tamaKo. am&i<n pueden ormar parte de circuitos mscomple=os que mantienen la tensión de salida en un valor
preF=ado sin importar la variación en la entrada' llamados uente
conmutada.
o T%.+s9)%.)% e 9%e&'e+&$. *.%$./eSon pequeKos transormadores de n%cleo de #ierro' que
uncionan en la &anda de audiorecuencias. Se utili+an a menudo
como dispositivos de acoplamiento en circuitos electrónicos paracomunicaciones' medidas ! control.
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o T%.+s9)%.)%es e e$./ntre los transormadores con Fnes especiales' los ms
importantes son los transormadores de medida para instalar
instrumentos' contadores ! rel<s protectores en circuitos de alta
tensión o de elevada corriente. ,os transormadores de medidaaíslan los circuitos de medida o de rel<s' permitiendo una ma!or
normali+ación en la construcción de contadores' instrumentos
! rel<s.
# SEGN SU CONSTRUCCIN: TIPO DE REFRIGERANTEAUTOTRANSFORMADOR MEDIO INTERIOR EJTERIOR TIPODE REFRIGERANTE#
o A'()(%.+s9)%.)%
/l primario ! el secundario del transormador estn conectadosen serie' constitu!endo un &o&inado %nico. esa menos ! es ms
&arato que un transormador ! por ello se emplea #a&itualmente
para convertir 22: 4 a 027 4 ! viceversa ! en otras aplicaciones
similares. iene el inconveniente de no proporcionar aislamiento
galvnico entre el primario ! el secundario.
o T%.+s9)%.)% &)+ +6&/e) ()%)$./ ) e+*)/*e+(e/l n%cleo consiste en un anillo' normalmente de compuestos
artiFciales de errita' so&re el que se &o&inan el primario ! el
secundario. Son ms voluminosos' pero el Eu=o magn<tico queda
conFnado en el n%cleo' teniendo Eu=os de dispersión mu!
reducidos ! &a=as p<rdidas por corrientes de 1oucault.
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o T%.+s9)%.)% e ;%.+) )%$e+(.)/l n%cleo est ormado por una c#apa de #ierro de grano
orientado' enrollada so&re sí misma' siempre en el mismo
sentido' en lugar de las lminas de #ierro dulce separadas
#a&ituales. resenta p<rdidas mu! reducidas pero es caro. ,a
c#apa de #ierro de grano orientado puede ser tam&i<n utili+adaen transormadores orientados (c#apa en /)' reduciendo sus
p<rdidas.
o ransormador de n%cleo de aire
/n aplicaciones de alta recuencia se emplean &o&inados so&re
un carrete sin n%cleo o con un pequeKo cilindro de erritaque se
introduce ms o menos en el carrete' para a=ustar su
inductancia.
o ransormador de n%cleo envolvente
/stn provistos de n%cleos de errita divididos en dos mitades
que' como una conc#a' envuelven los &o&inados. /vitan los
Eu=os de dispersión.
o ransormador pie+oel<ctrico
ara ciertas aplicaciones #an aparecido en el mercado
transormadores que no estn &asados en el Eu=o magn<tico
para transportar la energía entre el primario ! el secundario'
sino que se emplean vi&raciones mecnicas en un
cristal pie+oel<ctrico. ienen la venta=a de ser mu! planos !
uncionar &ien a recuencias elevadas. Se usan en algunos
convertidores de tensión para alimentar las lmparas
Euorescentes de los monitores de ,/* ! 1 usados en
computación ! en televisión.
- POTENCIA DE UN TRANSFORMADOR EFICIENCIA#
RENDIMIENTO
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,os transormadores tam&i<n se comparan ! valoran de acuerdo
con su eFciencia. ,a eFciencia o rendimiento de un arteacto se
puede conocer por medio de la siguiente ecuación?
η= P SA
P EN!
×100
η= PSA
( PSA+ P PE"#I#A)×100
/sta ecuación se aplica a motores ! generadores' así como a
transormadores. ,os circuitos equivalentes del transormador
acilitan muc#o los clculos de la eFciencia.
".y (%es ($)s e %$.s 'e se %e%ese+(.+ e+ /)s(%.+s9)%.)%es:• <rdidas en el co&re.
• <rdidas por #ist<resis.
• <rdidas por corrientes parsitas.
ara calcular la eFciencia de un transormador &a=o carga dada'
sólo se suman las p<rdidas de cada resistencia ! se aplica la
ecuación?
η= PSA
( P SA+ P PE"#I#A)×100
uesto que la potencia es SA, 4S WS cos
ϕ
' la eFciencia puede
expresarse por?
η= ($ SIS×cosS )
( P%& + P N&%E'+$ SIS×cos
S)
×100
IV# MATERIAL Y EQUIPO A UTILI4AR
/l siguiente equipo es necesario para reali+ar la experiencia.
0. 1uente varia&le CA.2. Amperímetro de CA.3. 4oltímetro de CA.
5. 2 1ocos incandescentes' (0::;'7:; o 27;).7. Conectores.8. 9ultímetro ( *igital).
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X# 4atímetro CA
V# PROCEDIMIENTO#
PROTOCOLO DE PRUEBAS6eali+ar un protocolo de prue&as de tal modo que se cumplan los
o&=etivos propuestos ! se puedan responder las preguntas en el inorme'
recuerde que si usted considera necesario respaldar los pasos a seguir
con la teoría lo puede #acer' tam&i<n recuerde que en el protocolo de
prue&as es preciso u&icar los diagramas de conexión.
1# D$'e /. /.&. e &.%.&(e%s($&.s e /)s (%.+s9)%.)%es e /.%&($&. y e>/$'e &.. '+) e /)s .()s 'e ..%e&e+ese&$@&.)s:
*atos laca?
P)(e+&$. +)$+./ !VA: 50 VAR- Te+s$,+ e AT <V 22: v- Te+s$,+ e BT <V 00: v- C)%%$e+(e +)$+./ e+ AT# A#- C)%%$e+(e +)$+./ e+ BT# A#- F%e&'e+&$. ": 8:
De(e%$+.&$,+ e /. Re/.&$,+ e T%.+s9)%.&$,+ e '+T%.+s9)%.)%:Asociar los terminales del transormador para o&tener 00:B22: 4
como la Fgura?
a) Alimentar el transormador con 00:4
&) 9ontar el circuito conorme a la Fgura ! medir los valores de 40'
W0' 42 e W2 para todas las cargas.
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NbCarga
40 (4) 42 (4) 40B 42 W0(A) W2(A) W0 BW26elación de
ransormación0 2: 38 :.8 2 0 2 :.82 2: 3: :.D 3.27 0.8 2.:3 :.D
P)(e+&$. e '+ (%.+s9)%.)%:
otencia en un transormador ideal.-
L. )(e+&$. s'$+$s(%.. ./(%.+s9)%.)% )% e/
&$%&'$() %$.%$) se e>%es.)% e$) e /. e&'.&$,+
P V I &)s Z
E+ )+e Z es e/ +;'/)e+(%e e/ *)/(.e y /. &)%%$e+(e
se&'+.%$.# L. )(e+&$. 'e e/&$%&'$() se&'+.%$) s'$+$s(%.. s's &.%;.s se es(./e&e )%
/. e&'.&$,+:
Ps Vs Is &)s Z s
E+ )+e Z s es e/ +;'/)e+(%e e/ *)/(.e y /. &)%%$e+(ese&'+.%$)s# P'es() 'e /)s+;'/)s e+(%e e/ *)/(.e y /.
&)%%$e+(e +) se .9e&(.+ e+ '+(%.+s9)%.)% $e./ Z Z
sZ
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*e donde' la potencia de salida de un transormador ideal es igual a
su potencia de entrada.
De(e%$+.% /. )(e+&$. e '+ (%.+s9)%.)% y e/ &)s Z #-
,a potencia activa de un transormador se consigue con los valores
nominales?
P V I &)s Z .((s
,a potencia aparente es S V I VA
Nb Carga 40 (4) 42 (4) W0(A) W2(A) p (Ratts) S (4A)C)s
Z0 3:.8 75.2 3 0.7 D: J0.> :.D8
2. 9ostrar en un esquema los &ornes de alta ! &a=a tensión' la
polaridad' la relación de transormación ! la resistencia de los
devanados del transormador.
3. *eterminación de la polaridad de un transormadorI.
a) /ectuar las siguientes conexiones (9<todo del autotransormador)?
/squema de conexión para determinar polaridad m<todo del
autotransormador.
&) /nergice el sistema ! tome lecturas del volta=e' las cuales pueden
conducir a dos alternativas.- Si el volta=e 4x tiene un valor igual a 40 @ 42 ' entonces las
marcas sern? *iagonales. ,a polaridad es aditiva.- Si el volta=e 4x tiene un valor igual a 40 42' ' entonces las
marcas sern?polaridad sustractiva.
$ x=$ 1+$
2(Polaridad activa
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$ x=$ 1−$
2( Polaridadsustractiva
N° V1 V2 V> V1[V2 V1-V2
22: 0:J 0:> 32J 000
,a polaridad es? polaridad sustractiva
# M)s(%.% e+ '+. (./. /. &'./ se 'es(%e /.s $9e%e+(ese$.s e .$s/.$e+() 'e se %e./$.%)+ e+ e/ /.)%.()%$)#
Nb [0-C () T0-C () [0-T0 ()0 inFnita WnFnita WnFnita
6esistencia del rimario Np ? 2
6esistencia del Secundario Ns? 1 \
VI# RESULTADOS
,a relación de transormación de un trasormador monosico
es de :.8
,a polaridad del transormador monosico es sustractiva
VII# CONCLUSIONES#
• Se conoció el principio de uncionamiento del transormador
monosico
• Se determinó la polaridad' la relación de transormación en un
transormador.
• Se determinó la polaridad del transormador monosico.
VIII#- REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS#-
#ttp?BB;;;.r&a.utn.edu.arB#tmlB/lectricaBarc#ivosBApuntesZ/!9BCapituloZDZ
ransormador.pd
#ttp?BBoc;.uc3m.esBingenieria-electricaBcircuitos-magneticos-!-
transormadoresBtemasBtema-3-transormadores-monoasicos
CUESTIONARIO
1# L. %e/.&$,+ e (%.+s9)%.&$,+ es &)+s(.+(e ) *.%. &)+ /.&.%;. E>/$'e#,a relación de trasormación es utili+ado en tensiones nominales se
de&e o&servar que las p<rdidas en el #ierro son constante para
cualquier carga mientras que las perdidas ^oule dependen del
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cuadrado del módulo de la corriente que circula por el transormador'
siendo estas las perdidas varia&les con el tipo de carga.
2# Es )s$/e e(e%$+.% /. )/.%$. e/ (%.+s9)%.)% 's.+)(e+s$,+ &)+($+'. E>/$'e#
Si es posi&le determinar polaridad del transormador con el siguientem<todo?
Ensayo de polaridad por respuesta inductiva.
[aciendo pasar corriente continua a trav<s del devanado de alta
tensión' se conecta el voltímetro de c.c. de alta tensión en &ornes
de los terminales del mismo devanado' de manera que se o&tenga
una pequeKa desviación positiva de la agu=a cuando se cierre el
circuito de excitación. /ntonces se transFeren las dos conexiones del
voltímetro directamente a trav<s del transormador a los
terminales opuestos de &a=a tensión. ,a interrupción de la corriente
de excitación de c.c. induce una tensión en el devanado de &a=atensión ! provoca una desviación en el voltímetro. Si la agu=a se
mueve en el mismo sentido que antes' la polaridad es aditiva. Si la
agu=a se mueve en sentido opuesto' la polaridad es sustractiva
# Q' $)%(.+&$. ($e+e /. )/.%$. e /.s )$+.s e '+(%.+s9)%.)%/s importante los cam&ios de polaridad en las &o&inas de un
transormador para así o&servar el comportamiento al sustractivo o
aditivo de volta=e a las &o&inas de acuerdo a sus conexiones.
# E+ '+. s'es(.&$,+ &,) es )s$/e (e+e% /. $s.%e;'/.&$,+ e (e+s$,+ .%. $9e%e+(es &.%;.s 'e se%ese+(.+ e+ e/ .#/n una instalación normal' los generadores de la central el<ctrica
suministran volta=es de 28.::: voltiosV volta=es superiores no son
adecuados por las diFcultades que presenta su aislamiento ! por
el riesgo de cortocircuitos ! sus consecuencias.
/ste volta=e se eleva mediante transormadores a tensiones entre
03>.::: ! D87.::: voltios para la línea de transporte primaria
(cuanto ms alta es la tensión en la línea' menor es la corriente !menores son las p<rdidas' !a que <stas son proporcionales al
cuadrado de la intensidad de corriente). /n la su&estación' el volta=e
se transorma en tensiones entre 8J.::: ! 03>.::: voltios para que
sea posi&le transerir la electricidad al sistema de distri&ución. ,a
tensión se &a=a de nuevo con transormadores en cada punto de
distri&ución. ,a industria pesada suele tra&a=ar a 33.::: voltios (33
ilovoltios)' ! los trenes el<ctricos requieren de 07 a 27 ilovoltios.
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5# U+ (%.s9)%.)% )+)9s$&) $e./ &)+*$e%(e e 220V . 2V e&)%%$e+(e ./(e%+. Q' %e/.&$,+ e (%.+s9)%.&$,+ ($e+e e/(%.+s9)%.)% Q' &)%%$e+(e 7.% e+ e/ se&'+.%$) s$ )%e/ %$.%$) .s.+ 15A
".//.+) /. %e/.&$,+ e (%.+s9)%.&$,+
4p22:4
4s 254
m=$)
$s
m=220$
24$
m=9.16
,a relación de transormación es de J.08
".//.+) /. &)%%$e+(e e/ e*.+.) se&'+.%$)
4p22:4
4s 254
Wp0.37A
WsI
$)
$s=
Is
I)
220$
24$ =
Is
1.35 A
Is=12.38 A
,a corriente del devanado secundario es de 02.3>A
# U+ (%.+s9)%.)% )+)9s$&) $e./ ($e+e 2000 es$%.s e+ e/.%%)//.$e+() %$.%$) y 50 es$%.s e+ e/ .%%)//.$e+()se&'+.%$)# Q' (e+s$,+ ..%e&e e+ e/ se&'+.%$) s$./$&.)s '+. (e+s$,+ e 15 !V e+ e/ %$.%$) De(e%$+. s$es '+ (%.+s9)%.)% %e'&()% ) e/e*.)%#
Numero de espiras arrollamiento primario (Np) 2:::
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Numero de espiras arrollamiento secundario (Ns) 7:
ensión del secundario (4s) I
ensión del primario (4p) 07"4
N)
Ns=
$)
$s
2000
50=15k$
$s
$s=0.38 *$
,a tensión que aparecer en el devanado secundario es de :.3>"4
X# Q'e%e)s (%.+s9)%.% /)s 20V e '+. $+s(./.&$,+ )e%+.e+ 12XV .%. '+ %e&e()% .+($;') .%. e//) '($/$.)s '+(%.+s9)%.)% %e'&()% )s($&)# Q' %e/.&$,+ e(%.+s9)%.&$,+ 7.%e)s e '($/$.% Q' &)%%$e+(e&)+s'$% e/ %$.%$) e/ (%.9) s$ e/ %e&e()% &)+s'e 2AQ' )(e+&$. &)+s'e e/ %$.%$) s$ e/ se&'+.%$) (%...&)+ '+ FP0]
".//.+) /. %e/.&$,+ e (%.+s9)%.&$,+
4p23:44s 02D4
m=$)
$s
m=230$
127$
m=1.81
,a relación de transormación es de 0.>0
".//.+) /. &)%%$e+(e e/ e*.+.) se&'+.%$)
WpII
Ws2A
$)
$s=
Is
I)
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230$
127$ =2 A
I)
I)=1.1 A
,a corriente del devanado secundario es de 0.0A
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN DE AREQUIPAESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE INDUSTRIAS
ALIMENTARIAS
LABORATORIO DE CIRCUITOS Y MAQUINAS ELECTRICAS 2015-B
ENSAYO
:
N°5
TEMAS: M.'$+.s S+&%)+.s#GRUPO: M$%&)/es e 1:00 . :00 FEC"A: 81082015
I# OB3ETIVO:
a) /xaminar la construcción de un motor sincrono 3.
&) L&tener las características de los motores sincrono 3 .
c) Conocer el principio de uncionamiento de un motor síncrono
II# INTRODUCCION
Como la generalidad de las maquinas rotativas' consta de una parte F=a
(estator) ! una móvil (rotor)' constitu!endo el circuito magn<tico de la
mquina. Wgualmente dispone de dos circuitos el<ctricos situados so&re
el estator ! rotor de la mquina' relacionados a trav<s del circuito
magn<tico' siendo su característica principal que el devanado inducido
se encuentra alo=ado en el ranurado del estator ! el circuito inductor'
alimentado por corriente continua' en el rotor.
/n mquinas de pequeKa potencia' esta distri&ución suele estarinvertida' estando el circuito inducido en el rotor ! el inductor en el
estator.
/l nom&re de mquina síncrona viene como consecuencia del imperativo
de uncionar' %nicamente' a la velocidad de sincronismo' que como se
sa&e' viene deFnida por la recuencia de las corrientes del estator ! por
el n%mero de polos de la mquina
n1=
60 + 1
P
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,a utili+ación de la maquina síncrona como generador de Corriente
alterna est generali+ada (!a que no presentan par de arranque ! #a!
que emplear dierentes m<todos de arranque ! aceleración #asta la
velocidad de sincronismo)' siendo el elemento convertidor de uso'
prcticamente exclusivo en los centros de producción de energía
el<ctrica. am&i<n se utili+an para controlar la potencia reactiva de lared por su capacidad para' manteniendo la potencia activa desarrollada
constante' variar la potencia reactiva que a&sor&e o cede a la red.
(Universidad de Alcal' 2:00)
Una mquina síncrona es una mquina el<ctrica rotativa de corriente
alterna que convierte energía el<ctrica en energía mecnica' siendo en
este caso utili+ada como motor síncrono' o &ien convierte energía
mecnica en energía el<ctrica' siendo en este caso utili+ada como
(generador síncrono)' o sin carga como compensador síncrono.
or las ormas constructivas del sistema de excitación' las maquinas
síncronas se clasiFcan en mquinas de polos saliente ! de polos lisos. ,a
utili+ación de uno u otro tipo depende undamentalmente de las
velocidades a las que se tra&a=a. feneralmente' las mquinas de &a=o
n%mero de polos (alta velocidad)' suelen ser de polos lisos' ocurriendo
=ustamente lo contrario' elevado n%mero de polos (&a=as velocidades) en
el caso de las mquinas de polos salientes. (Riipedia' 2:03)
III# FUNDAMENTO TEORICO#
QUE ES UNA MAQUINA S^NCRONAUna mquina síncrona es una mquina el<ctrica rotativa de corriente
alterna' consta de una parte F=a (estator) ! una móvil (rotor)'
constitu!endo el circuito magn<tico de la mquina. Wgualmente dispone
de dos circuitos el<ctricos situados so&re el estator ! rotor de la
mquina' relacionados a trav<s del circuito magn<tico' siendo su
característica principal que el devanado inducido se encuentra alo=ado
en el ranurado del estator ! el circuito inductor' alimentado por
corriente continua en el rotor. /n mquinas de pequeKa potencia los
circuitos estn invertidos.
C'/ es s' %$+&$$) e 9'+&$)+.$e+() e/ )()% s$+&%)+)Una tur&ina acciona el rotor de la mquina síncronica a la ve+ que se
alimenta el devanado rotórico (devanado de campo) con corriente
continua' que proporciona un campo magn<tico' cu!a curva de
inducción en el entre#ierro. /l entre#ierro varia&le (mquinas de polos
salientes) o la distri&ución del devanado de campo (mquinas de rotor
liso) contri&u!en a crear un campo ms o menos senoidal en el
entre#ierro' que #ace aparecer en los &ornes del devanado estatórico
(devanado inducido) una tensión senoidal. Al conectar al devanado
inducido una carga trisica equili&rada aparece un sistema trisico de
corrientes ! una uer+a magnetomotri+ senoidal.
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Si el circuito inducido se encuantra cerrado a tr+ves de una carga
trisica' circularan unas corrientes que darn lugar a un campo que
gira en el mismo sentido que el rotor ! con una velocidad igual a la del
rotor.
F'+&$)+.+) &)) M)()%#-/n este caso se lleva la mquina síncrona a la velocidad de
sincronismo' pues la mquina síncrona no tiene par de arranque' ! se
alimentan el devanado rotórico (devanado de campo) con corriente
contínua ! el devanado estatórico (devanado inducido) con corriente
alterna. ,a interacción entre los campos creados por am&as corrientes
mantiene el giro del rotor a la velocidad de sincronismo.
D.()s +)$+./es e '+ )()% s+&%)+)#
6ango de potencias desde :'27 [ #asta 02.7 [2'5 ! 8 polos
otalmente cerrados con ventilación exterior ó a&iertos L*
1actor de Servicio 0.07
Arma+ón de lmina rolada
Lperación Continua
Aislamiento clase 1
*imensiones N/9A
Wncremento de temperatura clase \
4entilador de plstico anti-Eama (Auto extingui&le)
ensiones normali+adas? 007B2:>-23: 4
1recuencia normali+ada? 8: [+
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frado de protección interna W77 para motores cerrados e W 20
para motores a&iertos
4ariantes? 9otores con &ase resilente' do&le salida de Eec#a' para
compresores' para &om&as centríugas' para uso agrícola' a prue&a
de explosión.
Pe%$.s e+ /. .'$+. s+&%)+.#
A/$&.&$)+es:
ipos de motores síncronos
*etección allas.,as unidades generadoras grandes usan protección de alta
rapide+ para detectar las allas severas en el devanado del
estator ! minimi+ar el daKo.
Normalmente se usa un rel< dierencial de alta rapide+ para
detectar allas trisicas' de ase a ase ! de do&le ase a tierra.(monograías.com' 2:02)
IV# MATERIAL Y EQUIPO A UTILI4AR
/l siguiente equipo es necesario para reali+ar la experiencia.
0. 1uente varia&le CA.2. Amperímetro de CA.3. 4oltímetro de CA.5. 9otor Sincrono.7. Conectores.8. 9ultímetro ( *igital).D. 4atímetro CA.
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>. in+a amperimetrica.J. acometro.
#ttp?BBelectronica!potencia.comBsu&idasZelectronicaBractZ::>.pd
V# PROCEDIMIENTO#
1# C)+)&$e+) /. '$+. s$+&%,+$&. )()% 8 ;e+e%.)% .se&()s&)+s(%'&($*)s#
Con la mquina que tiene a disposición' recono+ca las principales
partes constructivas de la misma' tome todos los datos que se
muestran en su placa' analice la &ornera o ca=a de terminales' sus
parmetros nominales' los tipos de conexión' la nomenclatura
utili+ada' etc..
WdentiFque las esco&illas estn son las que le suministran la corriente
de excitación al rotor.No se pudo o&servar el interior del motor' de&ido a que este esta&a
completamente sellado
4eriFque los devanados del rotor llegan al colector.No se pudo o&servar el interior del motor' de&ido a que este esta&a
completamente sellado
WdentiFque los retenes de los devanados del rotor. /stn compuestos
de &arras de co&re insertadas en las ca&e+as de los polos ! soldadas
a cada uno de los polos a una lmina de co&re. iene aislamientos
2# E>.$+e /)s (e%$+./es e/ ,'/) e/ )()%8;e+e%.)%s$+&%)+)# D$'e/)#
,os tres devanados separados del estator estn conectados a los
terminales.
Si? T U' 4 Q' R `.
Cul es el valor nominal de la corriente de los devanados del estatorI/n triangulo (_)? 5.: A
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/n estrella ()? 2.3 A
,os tres devanados separados del estator estn conectados a los
terminales.Si estn conectados los terminales
Cual es el valor nominal del volta=e de los devanados del estatorI/n triangulo (_)? 22: 4/n estrella ()? 3>: 4
Cul es la velocidad nominal del motorI35:: rpm
Cul es la potencia mecnica de salida del motorI ("R)0.2 [ h :.>J72 "R
# Ve%$@&.&$,+ e/ .$s/.$e+()#
9ediante el uso de un megger o megómetro veriFque el aislamiento
que de&e presentar la mquina sincrónica entre las partes seKaladas
en la ta&la NP0.
T./. N°1# De(e%$+.&$,+ e/ .$s/.$e+() e /. '$+. s$+&%,+$&.#P'+()s e
P%'e.
I+'&$) y
&.%&.s.
I+'&$) e
$+'&()%
A+$//)s y
&.%&.s.
De*.+.)s 1 y 2
De*.+.)s 1 y
De*.+.)s 2 y
Me$.
M_
, , N) se'ee
, , ,
# De(e%$+.&$,+ e /. %es$s(e+&$. e9e&($*. e /)s e*.+.)s e /.M'$+. S$+&%,+$&.#
9ediante el uso de un multímetro digital realice mediciones en los
devanados que le permitan completar la ta&la NP2. L&serve.
Con los datos o&tenidos de la ta&la NP2' o&tenga los valores de ase de
las resistencias (caso de tringulo ! estrella) para Fnalmente o&tener
un valor promedio de la resistencia de un devanado o&tenida en río
con el o&=eto de posterior comparación con la que se o&tenga en
caliente.
NLA? Considere la resistencia que presentan los ca&les o puntas de
prue&a del aparato.
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erminales de lamquina sincrónica
ensa!ada.
9edición conexionestriangulo.
9edición conexionesestrella.
T./. N°2# Me$.s e %es$s(e+&$. e+ 9%)
P'+()se
e$.
F.seUJ
F.seVY
F.se4
Es(%e//.U-V
Es(%e//.
U-
Es(%e//.
V-
T%$.+;'/)U-V
T%$.+;'/)U-
T%$.+;'/)V-
Res$s(e+&$. _
02.J
8.> 8.D 0J.2 0>.7 02.> D.0 7.5 8.:
RP%)e
$)>.> 6 /strella08.> 6 triangulo8.08
5# C)+e&(e s' )()%8;e+e%.)% s+&%)+) ./ ,'/) e &)+e>$,+#I+s(./e e/ (.&,e(%) e/&(%$&) e+ s' )()%8;e+e%.)% s+&%)+)#37J3.0 rpm
# C)+e&(e /)s (%es e*.+.)s e /)s es(.()%es e+ `` *e%$9$'e/. (e+s$,+ e ./$e+(.&$,+ e .&'e%) . /. /.&. e&.%.&(e%s($&.s#22:4
X# E+&$e+. /. 9'e+(e .%%.+'e e/ )()% 's.+) e/ .%%.+&.)%e/ )()% s+&%)+)# N)(e 'e e/ )()% .%%.+&. /e+(.e+(e y&)+($+6. &)%%$e+) &)) '+ )()% e $+'&&$,+ )%$+.%$)#
XCual es la dirección de rotaciónIAnti#orario
9ida ! registre las tres corrientes de línea arranque.
R I1 #1 S I2 # T I #5
9ida ! registre las tres corrientes de línea en vacío.
R I1 2#]X S I2 2#X T I 2#X
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9ida ! registre las tres corrientes de línea arranque' con carga
or+ada ( coloque una manta aislante ! trate de e=ercer uer+a
contraria al movimiento del rotor del motor).6eguistre estos datos.
R I1 X#]a S I2 X#]a T I X#]a
are el motor sincrono ! apagando la uente. Wntercam&ie una de las
conexiones de la uenteI' Hue sucedeI.Cam&io de sentido anti#orario a sentido #orario
/n qu< dirección se dio la rotaciónI [orario
9ida ! registre las tres corrientes de línea
R I1 5#X S I2 a#a0 T I a#X
Calcule la corriente de linea.
I=( I 1+ I 2+ I 3 )
3=7.56
Calcule la potencia aparente del motor a volta=e pleno de arrancado.Calcule el torque de plena carga correspondiente a 2"R a 0>::rpm.τind B R m 2::: R B ( 0>:: 2 W ) B 8: 2::: B 0>>'55
0:'80 N.m
Se convierte rpm a (rBs).
P%e&.'&$)+es:
Hue precauciones de&e tomar durante el periodo de arrancado de un motor
sincronoI
6educir la velocidad del campo magn<tico del estator a un valor
suFcientemente &a=o para que el rotor pueda acelerar ! se enlace con el
durante medio ciclo de rotación del campo magn<tico. /sto se puede llevar
a ca&o reduciendo la recuencia de la potencia el<ctrica aplicada.
a# RESULTADOS
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:
2
5
8
>
0:
I+(e+s$. A
G%.@&) N°1: comparación de la intensidad de las corrientes rente a
dierentes casos en los que se puede encontrar la línea.
odemos o&servar que #a! ms intensidad en la línea de arranque M al
prender el motor (5.7A)' cuando est en vacío (2.8DA).
Cuando #a! carga or+ada' todas las líneas son iguales con una corriente de
D.J>A.
]# CONCLUSIONES.
0. Se conclu!e que al arrancar el motor' se produ=o una ma!or
uer+a o torque !a que la intensidad ue ma!or al arranque.2. Se determinó las dierentes intensidades del motor !a sea con
línea de vacío' con arranque or+ado ! línea de arranque con
intercam&io de conexión.3. Se conclu!e que al cam&iar las conexiones el motor cam&io de
sentido de rotación de anti #oraria a #oraria.
10# REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS#-
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5 9AHUWNAS /,/C6WCASA./.
1it+gerald .
5 1UN*A9/NLS */ /,/C6L/CNWA 1. /.
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5 /s.Riipedia.LrgBRiiBransormador
5 RRR.Construnario.ComBCatalogoBSc#neiderCUESTIONARIO
1# Es(./e&. see.+.s y $9e%e+&$.s &)+ /. '$+.s$+&%,+$&. y .s+&%)+.
,a corriente alterna de por e=emplo 7: ciclos por segundo' crea un
campo magn<tico que cam&ia 7: veces por segundo de polaridad'
entonces en un motor síncrono' el rotor del motor' girar a la misma
velocidad que gira el campo magn<tico del estator' ! en un motor
asíncrono el rotor no girar a la misma velocidad' esto es por ladisposición de las &o&inas o de las &arras de co&re cortocircuitadas
(que #acen de &o&inas) den rotor.
2# C,) es /. &)%%$e+(e e .%%.+'e e+ &).%.&$,+ e /.+)$+./ e+ /. &)+e>$,+ es(%e//. y (%$.+;'/)/l arranque directo de un motor solo requiere incluir una adecuada
protección del mismo mientras que el arranque mediante la conexión
estrella-tringulo requiere una circuitería ms comple=a por medio de
varios contactores ! rel<s.
/n las dos Fguras siguientes se representan las variantes de
conexión el<ctrica?
# Se;6+ U# P.%. 'e '($/$. /. &)+e>$,+ es(%e//. y .%. 'e'($/$. /. &)+e>$,+ (%$.+;'/) 7.;. '+ .+/$s$s#,a conexión en estrella ! tringulo en un circuito para un motor
trisico' se emplea para lograr un rendimiento óptimo en el arranque
de un motor. or e=emplo' si tenemos un motor trisico' ! este es
utili+ado para la puesta en marc#a de tur&inas de ventilación quetienen demasiado peso' pero de&en desarrollar una rotación Fnal de
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alta velocidad' de&eremos conectar ese motor trisico con un
circuito que nos permita cumplir con los requerimientos de tra&a=o.
# Q' ($)s e %'e.s 7.y .$&$)+./es . es(. e+ '$+.ss+&%)+.s y .s+&%)+.s 'e .()s 's&.+ e+&$,+e/.s e+ e/.+e>)#\alance energ<tico' rendimiento' desli+amiento ! actor de potencia
de un motor de inducción.
5 \alance energ<tico.
5 6endimiento.
5 *esli+amiento.
5 1actor de potencia.
Arranque del motor trisico. Corriente ! par de arranque. Conexión
estrella - tringulo.
Arranque de los motores de =aula de ardilla trisicos.
5 Arranque directo.
5 Arranque de motores con arrollamiento partidos.
5 Arranque del motor asíncrono trisico en estrella - tringulo.
5 Arranque estatórico por resistencias.
.
5# Q' ($)s e %$.s se %ese+(.+ e+ /.s .'$+.ss+&%)+.s y .s+&%)+.s
,a potencia de entrada es m se presenta en orma de volta=es !corrientes' la primera potencia perdida en la maquina es W26 en los
devanados del estator (pedidas en los devanados del estator SCW)'
luego cierta cantidad de potencia se pierde por #ist<resis ! corrientes
parasitas en el estator (perdidas en el n%cleo nucleo)
# Q' ($) e )(e+&$. &)+s'e /.s .'$+.s s+&%)+.s y.s+&%)+.s,as maquinas síncronas consumen potencia activalas maquinas asíncronas consumen potencia reactiva
X# Q' ($) e )(e+&$. . '+ ;e+e%.)% s+&%)+) y .s+&%)+),os generadores síncronos generan potencia activa,os generadores asíncronos generan potencia reactiva
a# C,) &)e+s. /. )(e+&$. %e.&($*. $+'&($*. 'e &)+s'e/. .'$+. s+&%)+.,a regulación de tensión por conexión de potencia reactiva' se
undamenta en la posi&ilidad de conectar potencia reactiva capacitiva
en ciertos puntos de una red.
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,as mquinas síncronas son suscepti&les de tra&a=ar con potencia
reactiva inductiva o capacitiva seg%n el grado de excitación del
campo. Si estn so&re excitadas se comportan como condensadores.
or el contrario si estn su&-excitadas se comportan como
inductancias. ,a potencia de un condensador sincrónico encondiciones de so&re-excitación' est limitada por la temperatura.
/n condiciones de su&-excitación' la potencia queda limitada por la
esta&ilidad de la mquina.
/l condensador esttico tam&i<n =uega un papel importante como
elemento regulador cuando se le instala en serie en una línea de
transmisión o de distri&ución.
/l comportamiento de un condensador esttico conectado en paralelo
#a sido &ien anali+ado ! puede predecirse con exactitud.
]# E+ /. $+'s(%$. ./$e+(.%$. )+e e+&'e+(%) .'$+.s.s+&%)+.s
A,WCACWLN/S /N ,A WN*US6WA A,W9/NA6WA
A.s.)%.: So&adora?
T%$+&7.)%. &).&(.: rinc#adora compacta?
A%.)%. &).&(.: 9artillo de martillo?