PrácticasCtosII

PARCTICAS DE ANLISIS DE CIRCUITOS II

12 de Octubre de 2007

PRCTICAS DE LABORATORIO PARA LA ASIGNATURA CIRCUITOS ELCTRICOS II, ELABORADO POR ODILIO OROZCO MAGDALENO.

PRCTICA NMERO 1. VOLTAJE Y CORRIENTE EN CA.

Objetivos:

Estudiar una onda senoidal de corriente alterna. Entender los conceptos de frecuencia, ciclo y perodo. Estudiar la potencia instantnea y promedio. Reafirmar los conceptos de voltaje y corriente efectivo Aprender a usar los vltmetros y amprmetros de ca. Medir el valor efectivo de un voltaje alterno. Verificar la Ley de Ohm en los ctos. De ca. Calcular la potencia de un cto. De ca.

Instrumentos y Equipos:

1. Mdulo de fuente de energa2. Mdulo de resistencias3. Mdulo de medidores de corriente ca4. Mdulo de medidores de voltaje ca5. Mdulo de medidores de cd6. Mdulo de interruptores7. Cables de interconexin

Procedimiento

1.- Suponga que el generador que se muestra en la Fig.1.1, tiene una salida de voltaje senoidal, con valor mximo de 100 votls, en sus terminales A y B. La grfica de salida se muestra en la Fig. 1.2.

Fig. 1.1. Fuente de voltaje senoidalAB

Fig. 1.2. Voltaje senoidal

2.- De acuerdo con la grfica de voltaje que se muestra en la Fig. 1.2, lea los valores de voltaje instantneo [v(t)] de cada uno de los siguientes ngulos:

20 v = ____________ V40 v = ____________ V80 v = ____________ V

220 v = ____________ V310 v = ____________ V350 v = ____________ V

3.- Si una resistencia de carga de cuatro ohms se conecta en las terminales del generador, como se muestra en la Fig. 1.3, se tendr un flujo de corriente. Si se conoce la polaridad del voltaje instantnea y el valor de v(t) cada 30, aplicando la Ley de Ohm calcule y anote el valor de la corriente instantnea i(t) cada 30.

30 i = ____________ A60 i = ____________ A90 i = ____________ A120 i = ____________ A150 i = ____________ A180 i = ____________ A

210 i = ____________ A240 i = ____________ A270 i = ____________ A300 i = ____________ A330 i = ____________ A360 i = ____________ A

Fig. 1.3. Carga resistiva

Con los valores de la tabla anterior, obtenga la grfica de i(t).

4.- Como la potencia elctrica est dada por p(t) = v(t)*i(t), calcule la potencia instantnea p(t) suministrada a la resistencia de 4 ohms cada 30.0 p = ____________ W30 p = ____________ W60 p = ____________ W90 p = ____________ W120 p = ____________ W150 p = ____________ W180 p = ____________ W

210 p = ____________ W240 p = ____________ W270 p = ____________ W300 p = ____________ W330 p = ____________ W360 p = ____________ W

Con los valores registrados en la tabla, obtenga la grfica de la potencia p(t)

5.- De acuerdo con la grfica de potencia que acaba de trazar, conteste las siguientes preguntas:

Cul es la mxima potencia instantnea suministrada a la carga?Pmx = _____________ W Cul es la mnima potencia instantnea suministrada a la carga?Pmn = _____________ W Cul cree que es la potencia media o promedio suministrada a la carga?P = _____________ W

6.- Use los mdulos de fuente de energa, interruptor de sincronizacin, medicin de ca y medicin de cd, para construir el circuito que se muestra en la Fig. 1.4.

0-120 VVcdVca145623EMS 8621Fig. 1.4. Comparacin del voltaje de ca con cd 120 VV

Conecte la fuente de energa y haga variar el voltaje, a partir de cero, de la fuente de cd hasta obtener la misma brillantes en las dos lmparas. Registre los valores de los dos voltajes (cd y ca) en la Tabla 1.1. Repita el procedimiento tres veces ms, empezando a variar a partir de cero volts la fuente de cd cada vez.

Tabla 1.11234

Vca

Vcd

Coinciden los valores de ca y cd?

7.- Despus de reducir a cero la fuente de cd y desconectar la fuente de energa, quite el mdulo del interruptor de sincronizacin. Utilice el mdulo de resistencias para construir el cto. que se muestra en la Fig. 1.5.

VcaVcdAcaAcd0-120 Vca +-+-RLFig. 1.5. Circuito resistivo

Para un valor de RL = 57 ohms, conecte la fuente de alimentacin y pngala en 120 V. Luego medir todos los voltajes y las corrientes.

Vca = _______________ VVcd = _______________ V

Ica = ________________ AIcd = ________________ A

Despus de reducir a cero el valor del voltaje y desconectar la fuente de energa, quite el vltmetro y el amprmetro de cd del cto. de la Fig. 1.5, quedando como se muestra en la Fig. 1.6.

VcaAca0-120 VcaRLFig. 1.6. Circuito resistivo

Para diferentes valores de RL , conecte la fuente y pngala: primero en 100 Vca y despus en 120 Vca. Registre en la Tabla 1.2 las lecturas en los medidores.

Tabla 1.2RL = 57 ohms100 ohms57 ohms100 ohms

Vca =100 V100 V120 V120 V

Ica =

V/I =

V*I =

a) calcule la resistencia de cada medicin que hizo, usando V/I. Anote los resultados en la Tabla 1.2.b) calcule la potencia proporcionada en cada caso, usando V*I. Anote los resultados en la Tabla 1.2.c) Es igual el valor calculado de RL al valor conocido en cada caso?

8.- Prueba de conocimientos.

1. Se considera que un ciclo completo se extiende a lo largo de 360:a) En un sistema de 60 Hz, cul es la duracin de un ciclo completo?

b) cul es la duracin de medio ciclo?

c) cunto tiempo dura un intervalo de 90?

2. Una lmpara incandescente de 100 watts da cierta cantidad de luz cuando se conecta a una lnea de 120 V ca. Aumentar, disminuir o permanecer igual su brillantez cuando la misma lmpara se conecta a una lnea de 120 V cd?

3. Cul es el valor efectivo de una onda senoidal de ca que tiene un valor mximo de 4 A?

4. Con sus propias palabras, explique lo que significan los trminos corriente efectiva y voltaje efectivo.

5. Qu otro trmino que tenga el mismo significado se utiliza para corriente efectiva o voltaje efectivo.

6. En un circuito de ca que contiene una carga resistiva:a) Llega la corriente a su valor mximo en el mismo instante que el voltaje?

b) Llega la corriente a su valor mnimo en el mismo instante que el voltaje?

7. En una onda senoidal:a) Indique el ngulo o ngulos en el que la amplitud aumenta a mayor velocidad.b) Indique el ngulo o ngulos en el que es momentneamente constante la amplitud8. Sabe por qu el vltmetro y el amprmetro de cd indican una lectura de cero, explquelo?9. Explique por qu la mayora de los vltmetros y amprmetros de ca estn diseados para medir valores eficaces.10. Una lmpara incandescente de 60 watts es conectada a una lnea de alimentacin de 120 volts ca. Calcule:

a) La corriente efectiva.b) La resistencia en caliente de la lmpara.c) El valor mximo de la corriente alterna.

PRCTICA NMERO 2. POTENCIA REAL, POTENCIA APARENTE Y POTENCIA REACTIVA.

Objetivos:

Aprender a usar el Wttmetro Familiarizarse con los conceptos de potencia real, potencia aparente y potencia reactiva Estudiar la relacin entre la potencia real y la aparente. Estudiar la potencia reactiva capacitiva e inductiva. Aprender como se puede mejorar el factor de potencia de una carga inductiva.


1. Mdulo de fuente de energa2. Mdulo de resistencias3. Mdulo de inductancias4. Mdulo de capacitores5. Mdulo de medicin de corriente de ca6. Cables de interconexin

Procedimiento

1.- Use los mdulos de fuente de energa, resistencias, medicin de corriente de ca y el wttmetro, para construir el cto. que se muestra en la Fig. 2.1.

a) Ajuste RL a 57 ohms, conecte la fuente de alimentacin y ajstela a 120 V; registre las lecturas en los instrumentos:IL = ____________ A

P = ____________ W

0-120 VcaFig. 2.1. Medicin de potencia en Circuito resistivoVcaAcaRL1243Wb) Calcule la potencia utilizando la ecuacin P = VI: P = ____________ W

2.- Reduzca el voltaje a cero y desconecte la fuente de alimentacin, luego construya el circuito de la Fig. 2.2. Observe que este circuito es idntico al anterior, ecepto que ahora las terminales de entrada y salida del Wttmetro se han intercambiado.

a) Ajuste RL a 57 ohms, conecte la fuente de alimentacin y ajstela a 120 V; registre la lectura en el Wttmetro:

P = ____________ W

Fig. 2.2. Medicin de potencia en Circuito resistivo0-120 VcaVcaAcaRL1243W

3.- Vuelva a conectar el circuito de la Fig. 2.1. Registre las lecturas en los instrumentos para los valores de voltaje de la fuente que se especifican en la Tabla 2.1.

Tabla 2.1Vca =0 V40 V80 V120 V

I =

W =

V*I =

Concuerdan los valores medidos de potencia con los productos V*I? ___________

NOTA: Se puede decir que el producto V*I es la potencia aparente proporcionada a la carga, en tanto que la lectura indicada por el Wttmetro corresponde a la potencia real. En el caso de cargas resistivas, estas potencias son idnticas.

4.- Construya el circuito que se muestra en la Fig. 2.3:

a) Conecte la fuente de alimentacin y ajstela a 120 V; registre las lecturas en los instrumentos:IL = ____________ A

P = ____________ W

b) Calcule la potencia aparente V*I = ____________ VA

Fig. 2.3. Medicin de potencia en Circuito capacitivo0-120 VcaVcaAca1243WC

5.- Reduzca a cero el voltaje y desconecte la fuente de alimentacin, luego construya el circuito que se muestra en la Fig. 2.4:


P = ____________ W


Fig. 2.4. Medicin de potencia en Circuito inductivo0-120 VcaVcaAca1243WL

Observe que la potencia aparente V*I es notablemente mayor que la potencia real o promedio.



P = ____________ W


CRFig. 2.5 Medicin de potencia en circuito resistivo-capacitivo0-120 VcaVcaAca1243W


a) Conecte la fuente de alimentacin y ajstela a 120 V; registre las lecturas en los instrumentos:

IL = ____________ A

P = ____________ W

b) Calcule la potencia aparente S = V*I = ____________ VA

c) Calcule el factor de potencia FP = ____________

d) Calcule la potencia reactiva Q = ____________ Vars

Fig. 2.6. Medicin de potenciaVA0-120 Vca1243W

8.- Reduzca a cero el voltaje y desconecte la fuente de alimentacin, luego construya el circuito que se muestra en la Fig. 2.7. Empiece a variar el valor de la capacitancia C cerrando los interruptores, uno a la vez. Observe que la lectura del amprmetro disminuye conforme aumenta la capacitancia; en algn punto, mientras se sigue aumentando la capacitancia, la lectura del amprmetro comenzar aumentar

a) Conecte la fuente de alimentacin y ajstela a 120 V; registre las lecturas en los instrumentos. Empiece a variar el valor de la capacitancia C cerrando los interruptores, uno a la vez. Observe que la lectura del amprmetro disminuye conforme aumenta la capacitancia; en algn punto, mientras se sigue aumentando la capacitancia, la lectura del amprmetro comenzar aumentar. Ajustar el valor de la capacitancia para que el valor de la lectura del amprmetro sea mnimo. Medir y anotar las lecturas registradas por los instrumentos:IL = ____________ A

P = ____________ W XC = ____________ ohms

b) Calcule la potencia aparente S = V*I = ____________ VA

c) Calcule el factor de potencia FP = ____________

d) Calcule la potencia reactiva Q = ____________ Vars

Fig. 2.7. Correccin del factor de potenciaVA0-120 Vca1243WCR1L1L2R2

Comparar los resultados del procedimiento 7 con los del procedimiento 8, contestar las siguientes preguntas:

a. se produjo una reduccin importante en la corriente de lnea al agregar la capacitancia? ______________

b. Se requiere ms o menos la misma potencia real o disipada, independientemente de que anexe o no capacitancia? ________________ Explique por qu ____________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________

9.- Usando PSPICE, obtenga las curvas de la potencia instantnea de los circuitos de las figuras 2.1, 2.3, 2.4 y 2.5.

10- Prueba de conocimientos.

a) La potencia aparente es mayor que la potencia promedio, cuando el circuito contiene uno de los dos tipos especficos de carga. Cmo se denominan estas cargas? _________________________________________________________

b) En que unidades se expresa la:a. potencia aparente? ___________________b. potencia promedio? ___________________

c) La relacin se denomina factor de potencia FP de un circuito de ca. Calcule el factor de potencia para los procedimientos 3, 4, 5 y 6.

Procedimiento 3: FP = _____________Procedimiento 4: FP = _____________Procedimiento 5: FP = _____________Procedimiento 6: FP = _____________

d) De el nombre de dos aparatos domsticos que tengan un alto factor de potencia (cercano a la unidad). ________________________________________________________________________________________________________________________________

e) Cules son los aparatos domsticos que tienen un factor de potencia bajo? ________________________________________________________________os que tienen un factor de potencia bajo? _________________________________________________________________________________

f) Si en un ciclo toda la potencia instantnea queda bajo las curvas positivas, la carga debe ser: una resistencia; un inductor o un capacitor _________________ Explique su respuesta ________________________ _____________________________________________________________

g) Un Wttmetro indicar cero cuando la corriente se atrasa o adelanta 90 con respecto al voltaje, justifique esta afirmacin.________________________________________________________________________________________________________________________________ h) Un electroimn toma 3 kW de potencial real y 4 kvar de potencia reactiva:

a. calcule la potencia aparente __________________________________ b. calcule el factor de potencia __________________________________

i) Un capacitor que toma 4 kvar se conecta en paralelo con el electroimn de la Pregunta 1:Calcule el nuevo valor de potencia aparente, potencia reactiva, potencia real y del factor de potencia _________________________________ __________________________________________________________

j) Si el capacitor de la pregunta anterior se sustituye por uno que tome 8 kvar, calcule el nuevo valor de potencia aparente, potencia reactiva, potencia real y del factor de potencia _____________________________________________ _______________________________________________________________ se logro algo con la adicin del capacitor? _______________ Explique por qu ________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________

PRCTICA NMERO 3. EL TRANSFORMADOR MONOFSICO.

Objetivos:

Conocer las relaciones de voltaje y corriente de un transformador. Estudiar las corrientes de excitacin, la capacidad en volyamperes y las corrientes de cortocircuito de un transformador. Determinar la polaridad de los devanados del transformador. Aprender como se conectan los devanados del transformador en serie aditiva. Aprender como se conectan los devanados del transformador en serie sustractiva.


1. Mdulo de transformador.2. Mdulo de fuente de alimentacin.3. Mdulo de medicin de voltaje de ca.4. Mdulo de medicin de corriente de ca5. Cables de interconexin.6. Mdulo de medicin de voltaje de cd.7. hmetro.

Procedimiento:

NOTA: Como en este experimento de laboratorio se manejan altos voltajes, se recomienda no hacer ninguna conexin cuando la fuente este conectada. La fuente debe desconectarse despus de hacer cada medicin.

1.- Examine la estructura del mdulo de transformador (EMS 8341) e identifique los tres devanados independientes del transformador, realice lo siguiente:

a) Anote el voltaje nominal de cada uno de los tres devanados:terminales 1-2 = ____________ V

terminales 3-4 = ____________ V

terminales 5-6 = _____________ V b) Escriva el voltaje nominal entre las siguientes terminales de conexin:

terminales 3-7 = ____________ V

terminales 7-8 = ____________ V

terminales 8-4 = _____________ V

terminales 3-8 = ____________ V

terminales 7-4 = ____________ V

terminales 5-9 = _____________ V

terminales 9-6 = _____________ V

c) Escriba la corriente nominal de cada una de las siguientes conexiones:

terminales 1-2 = ____________ V

terminales 3-4 = ____________ V

terminales 5-6 = _____________ V

terminales 3-7 = ____________ V

terminales 8-4 = ____________ V

2.- Usar la escala ms baja del hmetro, medir y anotar la resistencia de cd de cada uno de los devanados:

terminales 1-2 = ____________ V

terminales 3-4 = ____________ V

terminales 3-7 = _____________ V

terminales 7-8 = ____________ V

terminales 8-4 = ____________ V

terminales 5-6 = _____________ V

terminales 5-9 = _____________ V

terminales 9-6 = _____________ V

3.- Use los mdulos de fuente de energa, de transformador, medicin de corriente de ca y medicin de voltaje de ca, para construir el cto. que se muestra en la Fig. 3.1.

a) Conecte la fuente de alimentacin y ajstela a 120 V; registre la lectura en el vltmetro de salida ( terminales 5-6 ): terminales 5-6 = ____________ V

b) Repita lo indicado en el inciso a para cada uno de los devanados que se indican:

devanado 1-2 = ____________ V

devanado 3-4 = ____________ V

devanado 5-6 = _____________ V

devanado 3-7 = ____________ V

devanado 7-8 = ____________ V

devanado 8-4 = _____________ V

devanado 5-9 = _____________ V

devanado 9-6 = _____________ V

AVV0-120Vca123478569Fig. 3.1. Cto. Para medir los voltajes en el secundario

c) Concuerdan los voltajes medidos con los valores nominales? _________. Si alguno difieren, explique por qu.____________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________

d) Puede medir el valor de la corriente magnetizante ( de excitacin )? ________ Por qu? ________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________

4.- Los devanados 1 a 2 y 5 a 6 tienen 500 vueltas de conductor, el devanado 3 a 4 tiene 865 vueltas. Determine lo siguiente:

----------------------

----------------------


a) Conecte la fuente de alimentacin y aumente gradualmente el voltaje hasta que la corriente de cortocircuito ICC sea de 0.4 A. Registre la lectura de los otros instrumentos. IP = ____________ A

VP = ____________ V

AV0-120Vca12A56ICCIPVPFig. 3.2. Cto. Para medir la Relacin de Transformacin.

b) Reduzca a cero el voltaje y desconecte la fuente de alimentacin, luego calcule la relacin de corriente:

-------------

c) Es igual la relacin de corriente con la relacin de vueltas? __________ Explique por qu __________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________


a) Conecte la fuente de alimentacin y aumente gradualmente el voltaje hasta que la corriente que pasa por devanado primario IP sea 0.4 A. Registre la lectura de los otros instrumentos. ICC = ____________ A

VP = ____________ V

AV0-120Vca12A34ICCIPVPFig. 3.3. Cto. Para medir la Relacin de Transformacin.

b) Reduzca a cero el voltaje y desconecte la fuente de alimentacin, luego calcule la relacin de corriente:

-------------

c) Considere esta relacin de corriente, Es la inversa de la relacin de vueltas? ___________ Explique por qu _______________________________________ ________________________________________________________________


a) Conecte la fuente de alimentacin y ajstela a 25 V. Registre la lectura de los otros instrumentos para cada uno de los voltajes de entrada indicados en la Tabla 3.1.

b) Reduzca a cero el voltaje y desconecte la fuente de alimentacin. Bosqueje una grfica con la informacin de IP y VP contenida en la Tabla 3.1. Observe que la corriente de magnetizacin aumenta rpidamente despus de alcanzar cierto voltaje de entrada.

c) Ha variado la relacin de voltaje entre los dos devanados, debido a la saturacin del ncleo? _____________________________ Explique por qu ________________________________________________________________________________________________________________________________

Tabla 3.1.VP VoltsIP AmpsVCA Volts

25

50

75

100

125

150

175

200

IPAV0-208Vca12V56VCAVPFig. 3.4. Cto. Para estudiar el efecto de saturacin del ncleo.

8.- Prueba de conocimientos.

a) Si la corriente de cortocircuito que pasa por el devanado secundario, terminales 9 y 6, fuera de 1 A, Cul sera la corriente que pasara por el devanado primario, terminales 1 y 7? __________________________________________

b) Si se pone en cortocircuito el devanado secundario, terminales 7 y 8, y el devanado primario, terminales 5 y 6, toma una corriente de 0.5A: Calcule la corriente de cortocircuito que pasa por devanado cuya terminales son 7 y 8. __________________________________

Por qu se deben realizar estas pruebas con la mayor rapidez posible? __________________________________________________________________________________________________________________________

c) Si se aplica 120 V al devanado, terminales 3 y 4, indique los voltajes que se tendrn en:

a. devanado, terminales 1 y 2 = _____________________ Vb. devanado, terminales 5 y 9 = _____________________ Vc. devanado, terminales 7 y 8 = _____________________ Vd. devanado, terminales 5 y 6 = _____________________ V

d) Cul de los devanados del procedimiento 5 disipa ms calor? _____________ por qu? _______________________________________________________________________________________________________________________

e) Si se aplica un voltaje de 120 V al devanado, terminales 1 y 2, con devanado, terminales 5 y 6, en cortocircuito

Cul ser la corriente de cada devanado? ________________________ __________________________________________________________ Cuntas veces es mayor esta corriente que su valor nominal? _____________________________________________________________ Cuntas veces es mayor el calor generado en los devanados en estas condiciones, que en condiciones normales? __________________________ _____________________________________________________________

PRCTICANMERO 4. MARCAS DE POLARIDAD EN TRANSFORMADORES.

Objetivos:

Determinar la polaridad de los devanados del transformador. Aprender como se conectan los devanados del transformador en serie aditiva. Aprender como se conectan los devanados del transformador en serie sustractiva.


1. Mdulo de transformador.2. Mdulo de fuente de alimentacin.3. Mdulo de medicin de voltaje de ca.4. Mdulo de medicin de cd5. Cables de interconexin.

Procedimiento:


1.- Use los mdulos de fuente de energa, de transformador y medicin de voltaje de cd, para construir el cto. que se muestra en la Fig. 4.1. Examine la estructura del mdulo de transformador (EMS 8341) e identifique los tres devanados independientes del transformador, realice lo siguiente:

a) Conecte la fuente de alimentacin y ajstela a 10 V, observe la deflexin de la aguja del vltmetro en el momento que se cierra el interruptor de la fuente de alimentacin. Si la aguja del vltmetro se desva momentneamente a la derecha, las terminales 1 y 3 tienen la misma marca de polaridad.

b) Qu terminales son positivas en los devanados, terminales 1- 2 y terminales 3-4? ____________________________________________________________

c) Desconecte el vltmetro del devanado, terminales 3 y 4, y conctelo al devanado, terminales 5 y 6. Repita la operacin a)

d) Qu terminales son positivas en los devanados, terminales 1-2 y terminales 5-6? ____________________________________________________________

V10Vc d5634Fig. 4.1. Cto. Para determinar la polaridad de los devanados de un transformador12

2.- Use los mdulos de fuente de energa, de transformador y medicin de voltaje de ca, para construir el cto. que se muestra en la Fig. 4.2.

a) Conecte la fuente de alimentacin y ajstela a 104 V. Registre los voltajes medidos por los vltmetros: V12 = __________________ VV56 = __________________ VV26 = __________________ V

VV1256Fig. 4.2. Conexin en serie de dos devanados para apreciar la importancia de la polaridad.104Vc a34V

3.- Use los mdulos de fuente de energa, de transformador y medicin de voltaje de ca, para construir el cto. que se muestra en la Fig. 4.3.

a) Conecte la fuente de alimentacin y ajstela a 104 V. Registre los voltajes medidos por los vltmetros: V12 = __________________ VV56 = __________________ VV25 = __________________ V

VV1256Fig. 4.3. Conexin en serie de dos devanados para apreciar la importancia de la polaridad.104Vc a34V

b) Explique por qu el voltaje con dos devanados en serie es aproximadamente cero en un caso y casi 120 V en el otro. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4.- Estudie el circuito que aparece en la Fig. 4.4:

a) Sin conectar la fuente, Cul es el voltaje inducido en el devanado, terminales 1 y 2? ___________ V . Si devanado, terminales 1 y 2, se conecta en serie con el devanado, terminales 3 y 4, Cules son los tres voltajes de salida que se pueden obtener? ___________ V, _________ V y __________ V.

b) Conecte los devanados en serie, uniendo las terminales 1 y 2. Conecte la fuente de alimentacin y ajstela a 104 V. Registre el voltaje entre las terminales 2 y 4: V24 = __________________ V

c) Reduzca el voltaje a cero, desconecte la fuente de alimentacin, desconecte las terminales 1 y 3, luego conecte las terminales 1 y 4. Conecte la fuente de alimentacin y ajstela a 104 volts. Registre el voltaje entre las terminales 2-3 y 1-2: V23 = ___________ V, V12 = ____________ V

Fig. 4.4. 104Vc a3412

Disminuya el voltaje a cero y desconecte la fuente de alimentacin.

d) Coinciden los resultados de b) y c) con lo previsto en a)? ___________ Ample su respuesta ______________________________________________________________________________________________________________________

e) Qu terminales tienen la misma polaridad?______________________________

5.- Suponga que tiene una fuente de alimentacin de 120 V y que todos los devanados del mdulo de transformador desarrollan su voltaje nominal, indique como conectara los devanados para obtener los siguientes voltajes:

a) 240 volts ________________________________________________________b) 88 volts ________________________________________________________c) 180 volts ________________________________________________________d) 92 volts ________________________________________________________

PRCTICA NMERO 5. CIRCUITOS TRIFSICOS.

Objetivos: Estudiar la relacin que existe entre el valor del voltaje y el de la corriente en circuitos trifsicos. Aprender como se hacen conexiones en delta y estrella. Calcular la potencia en circuitos trifsicos. Determinar la potencia aparente, real y reactiva en los circuitos trifsicos. Aprender a calcular el FP en circuitos trifsicos.


1. Mdulo de fuente de alimentacin.2. Mdulo de medicin de voltaje de ca.3. Mdulo de medicin de corriente de ca4. Mdulo de resistencia5. Mdulo de inductancia6. Cables de interconexin.

Procedimiento:


1.- Use los mdulos de fuente de energa y medicin de voltaje de ca, para construir el cto. que se muestra en la Fig. 5.1.

a) Conecte la fuente de alimentacin y ajuste el voltaje de lnea a neutro a 120 volts, segn el vltmetro de la fuente de alimentacin. Registre la lectura de los vltmetros: V45 = ____________ VV56 = ____________ VV46 = ____________ V

b) Reduzca los voltajes a cero y desconecte la fuente, luego calcule el valor promedio del voltaje de lnea a lnea. _________________________________ ________________________________________________________________

c) Vuelva a conectar los vltmetros con la finalidad de medir los voltajes de lnea a neutro, luego conecte la fuente de alimentacin y ajuste el voltaje de lnea a neutro a 120 volts, segn el vltmetro de la fuente de alimentacin. Registre la lectura de los vltmetros del mdulo de medicin de voltaje: V4N = ____________ VV5N = ____________ VV6N = ____________ V

d) Reduzca los voltajes a cero y desconecte la fuente de alimentacin, luego calcule el valor promedio del voltaje de lnea a neutro.___________________________________________________________________________________________

e) Calcule la relacin entre el valor promedio del voltaje de lnea a lnea y el valor promedio del voltaje de lnea a neutro . _______________________f) Considere esta relacin, Es aproximadamente igual a la raz cuadrada de ? __________________

VVV456NFig. 5.1. Medicin de voltajes entre fases

2.- Use los mdulos de fuente de energa, de resistencias, medicin de corriente de ca y medicin de voltaje de ca, para construir el cto. que se muestra en la Fig. 5.2.

a) Ajuste las resistencias a 400 ohms; conecte la fuente de alimentacin y ajstela a 208 volts. Registre los voltajes y las corrientes medidos por los instrumentos:

V1 = __________________ V IA = __________________ AV2 = __________________ V IB = __________________ AV3 = __________________ V IC = __________________ A

b) Reduzca el voltaje a cero y desconecte la fuente de alimentacin, Estn, ms o menos, balanceadas las corrientes y los voltajes? ___________. Calcule el valor promedio del voltaje de carga y del voltaje de lnea a lnea: Vcarga = _________, Vlnea a lnea = ____________.

VVV456Fig. 5.2. Medicin de voltaje en conexin estrella estrella.AAA208VCA208VCAIAICIBV1V2V3

c) Calcule la relacin entre el valor promedio del voltaje de lnea a lnea y el valor promedio del voltaje de lnea a neutro = __________. Considere esta relacin, Es aproximadamente igual a la ? _______d) Calcule la potencia disipada en cada resistencia de carga:

P1 = ____________ WP2 = ____________ WP3 = ____________ W

e) Calcule la potencia trifsica total: PT = _____________ W

3.- Conecte el circuito en delta que se muestra en la Fig. 5.3, luego ajuste las resistencias a un valor de 400 ohms y despus conecte la fuente de alimentacin y ajstela a 120 volts. a) Registre los voltajes y las corrientes medidos por los instrumentos:


b) Reduzca el voltaje a cero y desconecte la fuente de alimentacin, Estn, ms o menos, balanceadas las corrientes y los voltajes? ___________. Calcule el valor promedio de la corriente de carga Icarga = ____________ A.

Fig. 5.3. Voltajes y corrientes en conexin delta.V2120VCA120VCA456VVV1V3VIAICIBAAA

c) Desconectar los medidores de corriente y conectarlos en serie con las terminales de la fuente, como se muestra en la Fig. 5.4. Conecte la fuente de alimentacin y ajstela a 120 volts, luego registre las lecturas de los amprmetros:

I4 = __________________ AI5 = __________________ AI6 = __________________ A

d) Reduzca el voltaje a cero y desconecte la fuente de alimentacin, luego calcule el valor promedio de la corriente de lnea: Ilnea = ___________ A

e) Calcule la relacin que existe entre el valor promedio de la corriente de lnea y el valor promedio de la corriente de carga: = ___________ . Considere este resultado, Es aproximadamente igual a ? ____________

f) Calcule la potencia disipada en cada resistencia de carga:

P1 = ____________ WP2 = ____________ WP3 = ____________ W

g) Calcule la potencia trifsica total: PT = _____________ W

IAFig. 5.4. Medicin de corrientes de lnea, conexin delta120VCA120VCA564ICIBAAAR1R3R2

4.- Use los mdulos de fuente de energa, inductancias y medicin de ca, para construir el cto. que se muestra en la Fig. 5.5.

V1208VCA208VCA564VVFig. 5.5. Potencia reactiva en conexin estrella.V2V3VIAICIBAAA

a) Ajustar las inductancias a una reactancia de 300 ohms, conectar la fuente de alimentacin y ajustarla a 208 volts. Registrar las lecturas de los instrumentos:


b) Reduzca el voltaje a cero y desconecte la fuente de alimentacin, Estn, ms o menos, balanceadas las corrientes y los voltajes? ___________. Calcule el valor promedio de la corriente de lnea Ilnea = ____________ A.

c) Cul es el valor del voltaje de lnea a lnea? Vlnea a lnea = _______________ V

d) Calcule la potencia reactiva en cada una de las cargas inductivas:V1 x IA = ____________ varV2 x IB = ____________ var V3 x IC = ____________ var

e) Calcule la potencia reactiva total trifsica: QT = _____________ var

f) Calcule la potencia reactiva total trifsica, utilizando valores de lnea:

QT = Vlnea a lnea x Ilnea = _____________ var

g) Coincide el resultado obtenido en e) con el obtenido en f)? ________________

5.- Use los mdulos de fuente de energa, de inductancias, de resistencias y de medicin de ca, para construir el cto. que se muestra en la Fig. 5.6.

a) Ajustar las inductancias a una reactancia de 300 ohms y las resistencias a un valor de 400 ohms, conectar la fuente de alimentacin y ajustarla a 208 volts. Registrar las lecturas de los instrumentos:


b) Reduzca el voltaje a cero y desconecte la fuente de alimentacin. Desconectar los vltmetros de las inductancias y conectarlos a las resistencias, como se muestra en la Fig. 5.7, luego conectar la fuente de alimentacin y ajustarla a 208 volts. Registrar la lectura de los instrumentos:


c) Reduzca el voltaje a cero y desconecte la fuente de alimentacin.

d) Calcule la potencia disipada en cada una de las resistencias, utilizando los resultados de a) y b):

V4 x IA = ____________ W V5 x IB = ____________ W V6 x IC = ____________ W PT = _____________ W

e) Calcule la potencia reactiva total en los tres inductores, utilizando los resultados de a):V1 x IA = ____________ var V2 x IB = ____________ varV3 x IC = ____________ varQT = ____________ var

f) Calcular la potencia aparente total trifsica, utilizando S2 = P2+ Q2

ST = ______________ VA

g) Calcular la potencia aparente trifsica total, utilizando valores de lnea:

ST = Vlnea a lnea x Ilnea = _____________ VA

h) Coincide el resultado obtenido en f) con el obtenido en g)? ________________

V1208VCA208VCA564VVFig. 5.6. Potencia aparente en conexin estrella.V2V3VIAICIBAAA

V4208VCA208VCA564VVFig. 5.7. Potencia real en conexin estrella.V5V6VIAICIBAAALALBLC

4.- PRUEBA DE CONOCIMIENTOS:

a) Si el voltaje de lnea a lnea en un circuito conectado en estrella es 440 volts, Cul es el voltaje de lnea a neutro? ___________________

b) Si la corriente en cada resistencia de una carga conectada en delta es 25 amps, Cul es la corriente de lnea? ____________________

c) Si la corriente en cada resistencia de una carga conectada en estrella es 15 amps, Cul es la corriente de lnea? ____________________

d) Tres cargas, con una resistencia de 20 ohms cada una, se conectan en estrella. Si la potencia trifsica total es 1800 watts, Cul es el voltaje de lnea a lnea de la fuente de alimentacin? _______________________________________

e) Tres resistencias de 12 ohms, conectadas en delta, se conectan a una fuente trifsica de 440 volts. Cul es la corriente de lnea y la potencia trifsica total? __________________ A, _________________ W.

f) Un motor trifsico toma una corriente de 15 amps en una lnea de 220 volts, siendo su factor de potencia del 80%. Calcular la potencia aparente, potencia disipada y potencia reactiva _________________________________________________________________________________________________________ g) Un transformador trifsico entrega 120 kVA a una caga trifsica. Si el voltaje de lnea a lnea es de 2400 volts, calcular la corriente por lnea. __________________________________________________________________________________________________________________________

PRCTICA NMERO 6. MEDICIN DE POTENCIA TRIFSICA.

Objetivos:

i) Medir la potencia de un circuito trifsico, utilizando el mtodo de los dos wttmetros. j) Determinar el factor de potencia, la potencia disipada y la potencia reactiva.


1. Mdulo de fuente de alimentacin.2. Mdulo de medicin de voltaje de ca.3. Mdulo de medicin de corriente de ca4. Mdulo de resistencia5. Mdulo de inductancia6. Mdulo de capacitares7. Mdulo de wttmetro trifsico7. Cables de interconexin.

Procedimiento:


1.- Use los mdulos de fuente de energa, mdulo de wttmetro trifsico, mdulo de resistencias y medidores de ca, para construir el cto. que se muestra en la Fig. 6.1.

a) Seleccione el valor de las resistencias en 300 ohms, luego conecte la fuente de alimentacin y ajuste el voltaje de lnea a 208 volts, segn el vltmetro de la fuente de alimentacin. Registre la lectura de los instrumentos:

IA = ____________ AP1 = ____________ WP2 = ____________ WP1 + P2 = _________ W

b) Reduzca los voltajes a cero y desconecte la fuente, luego calcule la potencia disipada total (usando ) y el factor de potencia:

P = _______________ W, este resultado es igual P1 + P2? __________FP = ______________ , Es cercano a la unidad el FP? ____________

Justifique sus respuestas ____________________________________________________________________________________________________________

VAW1W21 2 3 4 5 6 4560-208 V0-208 V300 300 300 Fig. 6.1. Mtodo de los dos wttmetro

2.- Sustituya el mdulo de resistencia por el de capacitores.

a) Seleccione el valor de las reactancias en 300 ohms, luego conecte la fuente de alimentacin y ajuste el voltaje de lnea a 208 volts, segn el vltmetro de la fuente de alimentacin. Registre la lectura de los instrumentos:

IA = ____________ AP1 = ____________ WP2 = ____________ WP1 + P2 = _________ W

b) Reduzca los voltajes a cero y desconecte la fuente, luego calcule la potencia disipada, la potencia aparente, el factor de potencia y la potencia reactiva:

P = _______________ WS = _______________ VAFP = _______________Q = _______________ var

3.- Sustituya el mdulo de capacitores por el de inductores.

a) Seleccione el valor de las reactancias en 300 ohms, luego conecte la fuente de alimentacin y ajuste el voltaje de lnea a 208 volts, segn el vltmetro de la fuente de alimentacin. Registre la lectura de los instrumentos:

IA = ____________ AP1 = ____________ WP2 = ____________ WP1 + P2 = _________ W

b) Reduzca los voltajes a cero y desconecte la fuente, luego calcule la potencia disipada, la potencia aparente, el factor de potencia y la potencia reactiva:

P = _______________ WS = _______________ VAFP = _______________Q = _______________ var

4.- PRUEBA DE CONOCIMIENTOS:

a) Si se usan dos wttmetros para medir la potencia total en un sistema trifsico de tres conductores, Mide una potencia monofsica cada medidor? ____________ Justifique su respuesta _____________________________________________ ________________________________________________________________

b) Qu significa la indicacin negativa de un wttmetro? ____________________ ________________________________________________________________

c) Se podra usar un solo wttmetro para medir la potencia trifsica total en un sistema trifsico balanceado a cuatro hilos? _____________________________ Justifique su respuesta ______________________________________________ ________________________________________________________________

d) Forzosamente se debe usar dos wttmetros para medir la potencia trifsica total en un sistema trifsico balanceado a tres hilos? ____________ Justifique su respuesta ________________________________________________________ ________________________________________________________________

e) Puede ser cero la lectura de un wttmetro que tiene una corriente en su bobina de corriente y una diferencia de potencial en su bobina de voltaje? ___________ Justifique su respuesta ______________________________________________ ________________________________________________________________

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PrácticasCtosII