practicas ing eye 2015_abril

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS LABORATORIO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

Pág 1

PRACTICAS DEL LABORATORIO DE

INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA


Pág 2

RELACIÓN DE PRÁCTICAS

PRACTICA N° 1. INSTRUMENTOS Y NORMAS EN EL LABORATORIO DE

INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

PRACTICA N° 2. FUENTE VARIABLE REGULADA DE CORRIENTE CONTINUA DE

1.2-33V

PRÁCTICA N° 3. LEY DE OHM

PRÁCTICA N° 4. CIRCUITOS EN SERIE, PARALELO Y SERIE PARALELO

PRACTICA N°5. MANEJO, FUNCIONAMIENTO Y OPERACIÓN DEL

OSCILOSCOPIO

PRACTICA N°6. INSTALACIONES ELÉCTRICAS

PRACTICA N°7. CIRCUITOS RLC DE CORRIENTE ALTERNA

PRACTICA N° 8. MANEJO, FUNCIONAMIENTO Y UTILIZACIÓN DE

TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS TIPO NÚCLEO


Pág 3

PRÁCTICA N° 1

INSTRUMENTOS DE MEDICIONES ELECTRICAS Y NORMAS EN EL

LABORATORIO


Pág 4

PRÁCTICA 1. INSTRUMENTOS DE MEDICIONES ELÉCTRICAS Y NORMAS EN

EL LABORATORIO

OBJETIVO.

El alumno adquirirá o reafirmará de manera práctica, los conocimientos y habilidades en el uso y manejo de las fuentes de energía e instrumentos de medición del laboratorio de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, así como las normas de seguridad que deberá cumplir.

MATERIAL Y EQUIPO A UTILIZAR

1) Multímetro Digital (debe incluir las funciones para medir los parámetros de corriente y voltaje en modo de corriente alterna y directa o continua).

2) Cautín tipo lápiz de 127 volts a 40 watts o mayor. 3) Resistores para una potencia de 2 watts de los siguientes valores :

Tres resistencias de 100 ohms

Dos resistencias de 220 ohms



Dos resistencias de 1000 ohms; (1KΩ)

Dos resistencias de 1500 ohms; (1.5 KΩ)

Dos resistencias de 2200 ohms; (2,2 KΩ)

Dos resistencias de 4700 ohms; (4,7 KΩ)

Dos resistencias de 10000 ohms; (10 KΩ) 4) Dos Kulkas o bloques de conexión de 12 terminales. 5) Una Tabla de perfocel de aproximadamente 20 x 25 cm. 6) Cinco cables caimán-caimán de 10 cm de longitud de color rojo. 7) Cinco Cables caimán-caimán de 10 cm de longitud de color negro. 8) Dos pares de cables banana-caimán de 40 cm aproximadamente (rojo y negro) 9) Un rollo de Soldadura 60/40 (estaño-plomo), de 1 mm de diámetro. 10) Una Pinza de Electricista 11) Una Pinzas de Punta 12) Una Pinzas de Corte Diagonal 13) Un Desarmador Plano 14) Un Desarmador de Cruz


Pág 5

I. INTRODUCCION

1. INSTRUMENTOS DE MEDICION

Los instrumentos de medición de las diferentes magnitudes eléctricas se pueden clasificar de manera general según los siguientes criterios:

Según el principio de funcionamiento Según la magnitud eléctrica a medir Según la clase de corriente a medir Según la forma de presentar la medida Según la aplicación

Desde el punto de vista de su principio de funcionamiento, los instrumentos de medición se clasifican en:

Analógicos

Digitales INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN ANALÓGICOS

Los instrumentos analógicos de basan principalmente en un galvanómetro y un resorte de alambre, el cual varia de forma, dependiendo de la corriente que circula a través de el, esta variación indica el parámetro medido y se muestra la variación en la carátula del instrumento. INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIGITALES

En los aparatos de medida digitales, solamente se toman algunos valores de las magnitudes que se desean medir, y mediante circuitos electrónicos, estas magnitudes se codifican de acuerdo a un sistema determinado. Estos circuitos se llaman convertidores A/D (Analógico/Digital), también conocidos como CAD. Dado que la magnitud a medir es una función continua en el tiempo, se efectúa en ella un muestreo de la señal, correspondiente a un determinado instante y se convierte la señal en un tren de pulsos periódicos, debiéndose realizar el muestreo en un período lo más pequeño posible, con la finalidad de que no haya una variación brusca de la señal a medir y que no pudiera ser detectada. En la figura siguiente se muestra una señal continua con un periodo de muestro T.


Pág 6

Muestreo de una señal analógica En los instrumentos digitales, sólo se toman algunos valores de la magnitud medida, mismos que son traducidos por el CAD, el cual asigna a cada valor de la magnitud un valor binario. El CAD, como su nombre lo indica, transforma la señal de entrada en un número binario; dicho número binario entra en el procesador, el cual lo analiza para transformarlo en una señal que será interpretada por el decodificador, quien a su vez toma esta señal y la modifica para ser mostrada en el Display o pantalla. Por lo que se refiere a las magnitudes que miden, los instrumentos más utilizados son:

a) El Voltímetro b) El Amperímetro c) El Óhmetro d) El Wattímetro e) El Osciloscopio

Los tres primeros están integrados en un solo instrumento llamado Multímetro, Multitester o VOM (Volt, Ohm, Miliampere). Cabe mencionar que el nombre dado a los diferentes instrumentos de medición de magnitudes eléctricas, se derivan de las unidades de las magnitudes que miden, es decir:

El Voltímetro: Mide la tensión o Voltaje

El Amperímetro: Mide Intensidad de Corriente

El Óhmetro: Mide la Resistencia 1.1 EL MULTÍMETRO ANALÓGICO Las partes fundamentales de un instrumento de esta clase son un dispositivo con bobina móvil y una llave que permite seleccionar las magnitudes y alcances a medir. La bobina


Pág 7

móvil se encuentra inmersa en el campo magnético permanente generado por un imán, por lo que al circular corriente por la bobina ésta se mueve. El multímetro analógico basa su principio de funcionamiento en el galvanómetro, de tal manera que la lectura se determina a partir del movimiento de una aguja sobre una escala graduada. El tipo más utilizado de galvanómetro es el magneto-eléctrico (imán permanente y bobina móvil, conocido como galvanómetro tipo D’Arsonval) cuya estructura básica se muestra en la figura siguiente:

Galvanómetro tipo D´Arsonval

En los instrumentos de buena calidad la bobina móvil deflecta la aguja cuando la corriente que circula por ella es del orden de µA.

1.2 EL MULTÍMETRO DIGITAL Este tipo de instrumentos son los más utilizados hoy en día. Las funciones comúnmente integradas en un multímetro de este tipo son las de Voltímetro, Amperímetro y Óhmetro,


Pág 8

aunque también existen multímetros que permiten medir Capacitancia, Temperatura, Continuidad y prueba de Diodos, entre otras funciones adicionales. Cuando el instrumento se utiliza como Voltímetro, la calidad de este será mayor cuanto, menor es la intensidad de corriente que consume., mientras que en el caso del Amperímetro, este solo debe producir una pequeña caída de Tensión. Es decir, un Voltímetro debe presentar una resistencia interna lo más grande posible (R=∞), mientras que el Amperímetro debe presentar una resistencia lo más pequeña posible (R=0). La llave de funciones del instrumento conecta resistencias en serie o en paralelo, según se utilice este, ya sea como voltímetro o como amperímetro, respectivamente. En el primer caso, las resistencias se denominan adicionales y, en el segundo caso, “shunts En el caso de medición de resistencias, el instrumento cuenta con una pila que hace circular corriente por el elemento a medir.

Multímetro Digital


Pág 9

A) MEDICION DE VOLTAJE Y CORRIENTE Para el caso de la Tensión o Voltaje (V) y la Intensidad de Corriente (I), el multímetro puede determinar el valor de estas magnitudes, tanto para Corriente Directa o Continua (CD) como para Corriente Alterna (CA), tal como se muestra en las siguientes figuras:

Fig. 1: Medición de Tensión o Voltaje de CD

(1) Colocar el selector de rango en Si se desconoce el valor aproximado de la Tensión a medir se debe seleccionar el rango mayor e irlo reduciendo paulatinamente hasta el rango adecuado

(2) Conectar las puntas de prueba del multímetro: La punta roja al conector

y la punta negra al conector COM (3) Conexión de las puntas a los bornes de prueba del circuito (4) Lectura en el Display


Pág 10

Fig. 2: Medición de Tensión de CA


(2) Conectar las puntas de prueba del multímetro: La punta roja al conector

y la punta negra al conector COM (3) Conexión de las puntas a los bornes de prueba del circuito (4) Lectura en el Display

Fig. 3: Medición de Corriente Directa (CD)


(2) Conectar las puntas de prueba del multímetro: La punta roja al conector mA o 10A y la punta negra al conector COM

(3) Circuito abierto (no circula corriente) (4) Abrir la rama del circuito donde se requiere medir la intensidad de corriente (5) Conexión de las puntas de prueba para colocar el Amperímetro en serie, con la

polaridad adecuada (6) Circuito Cerrado (circula corriente) (7) Lectura en el Display

Fig. 4: Medición de Corriente Alterna (CA)


(2) Conectar las puntas de prueba del multímetro: La punta roja al conector mA o 10A y la punta negra al conector COM

(3) Circuito abierto (no circula corriente) (4) Abrir la rama del circuito donde se requiere medir la intensidad de corriente (5) Conexión de las puntas de prueba para colocar el Amperímetro en serie, con la

polaridad adecuada (6) Circuito Cerrado (circula corriente) (7) Lectura en el Display


Pág 11

B) MEDICION DE RESISTENCIAS Para el caso de la medición de resistencias se procede de la siguiente manera (Fig.5):

(1) Situar el selector en Ω considerando un rango apropiado. Si se desconoce el valor de la resistencia a medir, seleccionar el rango mayor y reducirlo paulatinamente.

(2) Conectar las puntas de prueba de la siguiente manera: el rojo al borne y el negro al borne COM.

(3) Desconectar la alimentación eléctrica del circuito a medir. Nunca se debe medir la resistencia en paralelo con una fuente de tensión ni en un circuito con alimentación eléctrica

(4) Descargar todos los condensadores que puedan afectar la lectura (5) Conectar las puntas de prueba en paralelo con la resistencia a medir (6) Visualización de la lectura en el display. Si aparece OL utilizando el rango

mayor, indica que la resistencia es demasiado grande para medirla con el instrumento.

C) MEDICIÓN DE IMPEDANCIAS La oposición al paso de la corriente en un circuito alimentado con CD recibe el nombre de Resistencia, mientras que para el caso de un circuito alimentado con CA recibe el nombre de Impedancia (Z), expresada también en Ohms (Ω). Cuando se desea medir una impedancia (Z), que es la combinación de una resistencia y una reactancia (Z = R +jX), ya sea ésta inductiva (presencia de un inductor) o capacitiva (presencia de un capacitor), se procede de la misma manera que para el caso de la resistencia


Pág 12

A partir de la impedancia se puede calcular la corriente eléctrica que circula por un circuito de CA con ayuda de la Ley de Ohm, de tal forma que:

Z = V / I Donde V e I son valores RMS. Una vez obtenida la impedancia (Z), el valor de la bobina (inductancia) o el valor del capacitor (capacitancia) se obtiene con las fórmulas:

CXfC

2

1

LXfL 2

Donde:

f = frecuencia en Hertz o ciclos por segundo π (pi) = 3.1416 XC = reactancia capacitiva XL = reactancia inductiva

Nota: recordar que:

Z = R + j(XL – XC).

Cuando:

R = 0; La impedancia es totalmente reactiva (no hay resistencia)

XL = 0; La impedancia es totalmente reactiva capacitiva (no hay inductor)

XC = 0; La impedancia es totalmente reactiva inductiva (no hay capacitor)

1.3 EL WATIMETRO El Wattímetro o Vatímetro, es el instrumento utilizado para medir directamente la potencia eléctrica, el cual está constituido básicamente de un amperímetro en serie y un voltímetro en paralelo.


Pág 13

Conexión de Voltímetro, Amperímetro y Watímetro a un Motor Eléctrico

Los Wattímetros los podemos encontrar del tipo analógico y del tipo digital, siendo más comunes y utilizados en la actualidad estos últimos; asimismo, existen Watímetros para redes monofásicas y para redes trifásicas. De la misma manera, existen medidores del factor de potencia conocidos como “Fasímetros”, recordando que se define al factor de potencia (f.d.p.) de un circuito de corriente alterna, como la relación entre la potencia activa P y la potencia aparente S. de tal manera que:

Watímetro y Fasímetro Analógicos Dada las funciones adicionales incorporadas a los wattímetros digitales, también se les suele denominar simplemente como medidores de potencia, pudiendo estos ser, portátiles o de mesa, y que tienen la capacidad de medir la potencia efectiva, la potencia


Pág 14

aparente, el factor de potencia, el consumo energético, la corriente y la tensión alterna, la corriente y la tensión continua, la resistencia y la frecuencia.

Medidor de Potencia de mesa, del tipo Digital 1.4 EL OSCILOSCOPIO El osciloscopio es básicamente un dispositivo de visualización gráfica que muestra señales eléctricas variables en el tiempo. El eje vertical o eje Y representa el voltaje; mientras que el eje horizontal o eje X, representa el tiempo. El osciloscopio nos permite hacer entre otras, las siguientes mediciones:

• Determinar directamente el periodo y el voltaje de una señal.

• Determinar indirectamente la frecuencia de una señal.

• Determinar que parte de la señal es DC y cual AC.

• Localizar averías en un circuito.

• Medir la fase entre dos señales.

• Determinar que parte de la señal es ruido y como varia este en el tiempo.

Según su funcionamiento interno, los osciloscopios pueden ser analógicos o digitales, siendo más utilizados en la actualidad los digitales, haciendo mención que el resultado mostrado por ambos tipos de instrumentos son los mismos.

Osciloscopio Analógico Osciloscopio Digital


Pág 15

El Osciloscopio presenta los valores de las señales eléctricas en forma de coordenadas en una pantalla reticulada, en la que normalmente el eje X representa tiempo y el eje Y representa tensiones (voltajes). La imagen así obtenida se denomina oscilograma. Suelen incluir otra entrada, llamada "eje Z" que controla la luminosidad del haz, permitiendo resaltar o apagar algunos segmentos del trazado.

Oscilograma de un Osciloscopio

2. FUENTES DE ENERGÍA.

La mayoría de los aparatos electrónicos utilizados en el hogar, tales como televisores,

computadoras, equipos de audio, etc. se conectan a la red eléctrica de corriente alterna

(CA), sin embargo debido a que estos funcionan con corriente directa (CD) o continua,

requieren contar con una fuente de alimentación o también llamada de poder, que

convierta dicha CA en CD.

La fuente de energía utilizada para alimentar los circuitos que manejamos en el

laboratorio recibe el nombre de Fuente de Alimentación, cuya función es convertir la

tensión alterna en una tensión continua y mantenerla lo más estable posible.

Para que la fuente de energía alimente a un circuito, este debe ser conectado a las

terminales de dicha fuente y lo mismo se hará con todos aquellos equipos que requieran

ser alimentados por esta fuente de energía, de tal forma que estos constituirán la carga o

más específicamente, la resistencia de carga (RL) de dicho circuito, tal como se muestra en

la siguiente figura:


Pág 16

Donde su circuito equivalente será:

Algunos modelos de fuentes de alimentación se muestran en las siguientes imágenes:

FUENTE

DE

ENERGÍA

CARGA

CONDUCTOR


Pág 17

3. NORMAS EN EL LABORATORIO

Hay que recordar que en un laboratorio se trabaja con corriente eléctrica, que manipulada de manera incorrecta puede causar sorpresas no deseadas.

Las normas y los hábitos de seguridad son factores muy importantes a considerar dentro del laboratorio donde experimentamos y así evitar un posible accidente.

Aquí se les dan unos consejos para que en el laboratorio no vayan a ocurrir accidentes.

Tus áreas de trabajo deben tener equipos eléctricos debidamente protegidos, buena ventilación e iluminación.

Tus componentes, herramientas, y los materiales deben de estar almacenados en áreas adecuadas.

Los espacios de trabajo deben de estar limpios y descongestionados.

Dentro de lo posible tratar de no utilizar instalaciones provisionales, ya que pueden causar un accidente. Una buena regla es: "Nunca efectuar una instalación provisional, si debe usarse más de dos veces"

Siempre que sea necesario utilizar una base aislante sobre tu banco de trabajo y en el suelo.

Un cuerpo mal aislado es un buen conductor de la electricidad. La protección de los tomacorrientes se hace a través de un elemento adicional para evitar descargas

eléctricas llamado "Puesta a tierra", que suele ser una varilla de cobre enterrada en el suelo que permite desviar las descargas eléctricas no deseadas.

Evitar los "cortocircuitos" (conexión incorrecta entre dos cables) entre la fuente de alimentación (fuente de voltaje) y el circuito a crear o reparar. Verifica que no haya terminales o cables sueltos que puedan hacer un contacto accidental. Los fusibles cumplen la función de proteger los equipos, pero nosotros debemos cumplir la función de protegernos.

Los circuitos eléctricos pueden producir descargas eléctricas, por lo tanto, no hay que trabajar con circuitos en funcionamiento, especialmente cuando hay altos voltajes, aunque no se deben descartar los voltajes pequeños.

El cuerpo humano no tiene una resistencia constante al paso de la corriente, por lo tanto la resistencia de los distintos tejidos humanos es muy variable y además se ve influenciada por la humedad de la piel, edad, sexo, raza, fatiga, sudoración, etc.


Pág 18

Los efectos fisiológicos que la corriente eléctrica produce al circular por el organismo dependen de diversos factores, entre los cuales podemos destacar las siguientes:

Intensidad de corriente

Tiempo de contacto

Tensión y resistencia del organismo

Presión de contacto

Superficie de contacto

Frecuencia de la corriente

Recorrido de la corriente y naturaleza del accidentado

Otras condiciones fisiológicas (edad, estado físico, etc)

Los tres factores principales que afectan la severidad del choque eléctrico que recibe una persona cuando se convierte en parte de un circuito eléctrico son:

La cantidad de corriente que fluye a través del cuerpo (medida en amperios). Trayectoria de la corriente a través del cuerpo. Cuanto tiempo esté el cuerpo como parte del circuito.

Otros factores que pueden afectar la severidad del choque eléctrico son:

El voltaje de la corriente. La presencia de humedad en el ambiente. La fase del ciclo cardíaco cuando ocurre el choque. El estado de salud de la persona antes del choque.

Dependiendo de los factores que intervienen en un choque eléctrico, las consecuencias pueden variar desde un pequeño hormigueo hasta quemaduras graves y paro cardíaco inmediato. La tabla siguiente muestra el efecto que se presenta para un choque eléctrico que demora un segundo, con una frecuencia de 60 Hz y siguiendo una trayectoria desde la mano hasta el pie, recordando que en este caso las bajas frecuencias son más peligrosas que las altas frecuencias.


Pág 19

Intensidad de la corriente

(en mA)

Posible efecto en el cuerpo humano

1 mA Nivel de percepción. Una leve sensación de hormigueo. Aún así, puede ser peligroso bajo ciertas condiciones.

5 mA

Leve sensación de choque; no doloroso, aunque incómodo. La persona promedio puede soltar la fuente de la corriente eléctrica. Sin embargo, las reacciones involuntarias fuertes a los choques en esta escala pueden resultar en lesiones.

6-30 mA Choque doloroso donde se pierde el control muscular. Esto se conoce como "la corriente paralizante" o "la escala bajo la cual hay que soltar la fuente".

50-150 mA Dolor agudo, paro respiratorio, contracciones musculares severas. La persona no puede soltar la fuente de electricidad. La muerte es posible.

1000-4300 mA Fibrilación ventricular (el ritmo cardíaco cesa.) Ocurren contracciones musculares y daño a los nervios. La muerte es sumamente probable.

10,000 mA Paro cardíaco, quemaduras severas y con toda probabilidad puede causar la muerte.

II. DESARROLLO EXPERIMENTAL

1) Realizar una tabla donde se listen y describan cada una de las funciones de los controles del panel frontal del Multímetro, del Osciloscopio y la Fuente de Alimentación que utilizaras en el laboratorio, la cual deberá ser incluida en el reporte de la práctica

2) De acuerdo a las indicaciones de tu profesor, realizar una serie de mediciones para verificar el funcionamiento del multímetro, el osciloscopio y la fuente de alimentación, cuya información y resultados deberás incluir en el reporte de la práctica.

3) Elaborar una guía rápida que explique e ilustre el uso del Multímetro, el osciloscopio y la Fuente de alimentación, la cual deberás incorporar al reporte

4) Comentar con tus compañeros de equipo y el profesor, las normas mínimas a

seguir en el laboratorio y plasmarlas en el reporte de la práctica

https://www.osha.gov/SLTC/etools/construction_sp/electrical_incidents/eleccurrent.html#wet_conditions

https://www.osha.gov/SLTC/etools/construction_sp/electrical_incidents/eleccurrent.html#note


Pág 20

III. CONCLUSIONES

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIA

CHESTER L. DAWES

Tratado de Electricidad.

Tomo I y II

JHONSON DAVID

Análisis Básicos de Circuitos Eléctricos.

Prentice Hall, México 1991


Pág 21

PRACTICA N° 2

FUENTE VARIABLE REGULADA DE

CORRIENTE CONTINUA DE 1.2-33V


Pág 22

PRACTICA No. 2

“FUENTE VARIABLE REGULADA DE CORRIENTE CONTINUA DE 1.2 - 33V”

OBJETIVOS GENERALES:

Al Término de la práctica el alumno:

Conocerá las partes que integra una fuente variable regulada de cd de 1.2-33 volts

y también su construcción física.

Conocerá las aplicaciones que se le dan a la fuente variable regulada de cd,

también conocida comúnmente como fuente de alimentación de cd y su

funcionalidad.

Demostrará que la corriente continua se trasmite en forma de onda rectificada, ya

sea cuadrática, diente de sierra, etc.

Conocerá las especificaciones de dicha fuente de corriente directa.

Verificará la tensión nominal de entrada, tensión de salida y frecuencia de

operación de la fuente armada

1. CONSIDERACIONES TEÓRICAS.

Una fuente de alimentación de CC o CD, es un circuito capaz de convertir un voltaje de

corriente alterna (CA) en un voltaje de corriente directa (CD). De manera general,

podemos decir que una fuente de alimentación consta de las siguientes etapas:

Transformación

Rectificación

Filtrado y

Regulación


Pág 23

1.1 Etapa de transformación:

Esta etapa consta básicamente de un transformador que está formado por un bobinado primario y uno o varios bobinados secundarios, que tiene como función principal. convertir la energía eléctrica alterna de la red, en energía alterna de otro nivel de voltaje, por medio de la acción de un campo magnético. Además provee un aislamiento galvánico entre la entrada y la salida

Comúnmente el transformador de alimentación es del tipo reductor, con un primario único y uno o varios secundarios. Las características más importantes de un transformador de alimentación son:

Tensión del secundario o secundarios: viene expresada en tensión eficaz.

Potencia máxima entregable por los secundarios: expresada en V A (volts-

amperios).

Resistencia de primario y secundarios: expresada en ohmios, a la temperatura de

25°C.

Pérdidas en el núcleo y en los bobinados: expresada en W (watios).

Corriente consumida por el transformador sin carga conectada: expresada en mA

(miliamperios).


Pág 24

Otros datos que suelen aparecer en las hojas de características de los transformadores son

por ejemplo, la eficiencia energética, la regulación de carga, etc., claro está, de las

dimensiones físicas de mismo.

1.2 Etapa de Rectificación:

Esta etapa está constituida por diodos rectificadores de silicio, agrupados de manera individual o bien encapsulados, formando un puente, conocido como puente de diodos, y cuya función es la de rectificar la señal proveniente del bobinado secundario del transformador.

Puentes de Diodos de diferentes tipos

Así pues, el rectificador tiene la función de convertir un voltaje de CA en voltaje pulsante de CD mediante el empleo de diodos rectificadores de silicio, existiendo para tal efecto dos configuraciones para la rectificación: Rectificador de media onda y Rectificador de onda completa.

Rectificador de Media Onda básico


Pág 25

Rectificador de Onda Completa tipo puente

1.3 Etapa de filtrado:

Esta etapa queda constituida por uno o varios capacitores que se utilizan para eliminar la componente de tensión alterna que proviene de la etapa de rectificación. Los capacitores se cargan al valor máximo de voltaje entregado por el rectificador y se descargan lentamente cuando la señal pulsante desaparece, permitiendo lograr un nivel de tensión lo más continua (lineal) posible.

A la hora de diseñar una fuente de alimentación, hay que tener en cuenta algunos factores,

uno de ellos es la corriente que se le va a pedir, ya que este es, el factor más importante

después de la tensión. Para determinar el valor del capacitor electrolítico que se colocará

como filtro a la salida del puente rectificador para alisar la corriente continua, se suele

seguir la regla empírica que consiste en considerar unos 2 000F por amperio de salida, y

con una tensión superior estándar al manejado por la fuente; Por ejemplo, para una fuente

de 1.5A a 15V, el condensador electrolítico debe de ser al menos de 3 000F a 35V.


Pág 26

1.4 Etapa de Regulación

El regulador tiene una doble misión, primero, debe eliminar el rizado (ripple) y por otro lado debe poseer una impedancia de salida adecuada, con el fin de que la tensión regulada a la salida se mantenga independiente de la carga, siempre que ésta varíe entre los límites exigidos del diseño. Es decir, el regulador entrega un voltaje constante sin importar las variaciones en la carga o en el voltaje de alimentación. En general podemos decir que los requerimientos para un regulador son:

Mantener la tensión de salida constante, independientemente de las fluctuaciones de la entrada y la temperatura

Mantener la tensión de salida constante, independientemente del consumo de la carga (dentro de los límites propios de capacidad)

La tensión de salida no debe contener componentes de alterna (rizado)

Debe ser capaz de limitar la corriente de salida

Para las fuentes de alimentación lineales, como es el caso que nos ocupa, es común que la regulación la lleven a cabo reguladores lineales de tensión, también llamados reguladores de voltaje, encapsulados en circuitos integrados de tres terminales. Para fuentes de alimentación fijas se utilizan reguladores fijos (para tensión positiva o negativa), mientras que para fuentes de alimentación variables, se utilizan reguladores variables.

Reguladores fijos

Se utilizan para construir fuentes de alimentación que entreguen voltajes fijos positivos (5V, 9V, 12V, etc.) o voltajes fijos negativos (-5V, -9V, -12V, etc.).

La línea de reguladores fijos positivos corresponde a la familia LM78XX, donde las dos letras y los dos números corresponden a la denominación, mientras que las dos últimas (XX) deben ser reemplazados por la tensión de salida requerida.

Por lo que respecta a los reguladores fijos negativos, estos corresponden a la serie 79, es decir LM79XX, tal como se muestra en la siguiente tabla.


Pág 27

Número Vo

(Voltaje de Salida)

Vi min

Número Vo

(Voltaje de Salida)

Vi min

LM7805 +5v 7.3v LM7905 -5v -7.3v

LM7806 +6v 8.3v LM7906 -6v -8.3v

LM7808 +8v 10.5v LM7908 -8v -10.5v

LM7809 +9v 11.5v LM7909 -9v -11.5v

LM7810 +10v 12.5v LM7910 -10v -12.5v

LM7812 +12v 14.6v LM7912 -12v -14.6v

LM7815 +15v 17.7v LM7915 -15v -17.7v

LM7818 +18v 21.0v LM7918 -18v -21.0v

LM7824 +24v 27.1v LM7924 -24v -27.1v

De acuerdo a los voltajes de entrada (Vi) mínimos para los reguladores se recomienda considerar un voltaje ligeramente mayor al que debería entregar a la salida (Vo); normalmente entre 2,5V y 3V más. El encapsulado y la identificación de sus terminales se muestran en la siguiente figura.

Reguladores Variables

Para diseñar una fuente regulable de amplio margen de tensiones de salida, es recomendable utilizar reguladores del tipo LM117, LM217, LM317, LM350 o LM338 los cuales son ajustables en tensión. Dentro de estos reguladores variables, el más popular es el LM317 El LM317 es un regulador de tensión ajustable de tres terminales, capaz de suministrar en condiciones normales 1.5 A, en un rango que va desde 1,2V hasta 37V.


Pág 28

Ejemplo Práctico de Diseño 1

Se desea diseñar una fuente de alimentación para un circuito que consume 150 mA a 12V.

El rizado deberá ser inferior al 10%, para ello se dispone de un transformador de 10 V y

2.5 VA y de un rectificador en puente. Elegir el valor del condensador.

A.- Calculamos la corriente que es capaz de suministrar el transformador para determinar

si será suficiente, esta corriente tendrá que ser superior a la corriente que consume el

circuito que vamos a alimentar.

It =2.5

10= 250 mA

Parece que sirve, como calcularlo resulta bastante más complicado nos fiaremos de

nuestra intuición. Ten en cuenta siempre que el transformador tiene que ser de más

corriente de la que quieras obtener en la carga.

B.- Calculamos el valor de Vmax de salida del puente rectificador teniendo en cuenta la

caída de tensión en los diodos (conducen dos a dos).

Vmax = 10 ∗ 1,4142 − 2 = 12.14 V

Esta será aproximadamente la tensión de salida de la fuente.

C.- Calculamos el valor del condensador según la fórmula del 10%, la I es de 150mA la f

es 50 Hz (en Europa) y la Vmax es 12.14V:


Pág 29

C =(5 ∗ 0.15)

(50 ∗ 12.14)= 0.0012355 F

C = 1235.5 μF

Tomaremos el valor más aproximado por encima.

Ejemplo Práctico de Diseño 2

Tenemos una fuente de alimentación variable desde 1.25 V a 15 V y 0.5 A con un LM317.

Como la tensión máxima de salida es 15 V, la tensión de entrada al regulador tendrá que

ser de 18 V más o menos. Vamos a calcular la potencia que disipa el regulador cuando

ajustamos la fuente a 15 V, 4 V y 2V. En todos los casos la corriente de salida será de 0.5

A.

A 15 V la caída de tensión en el regulador será de 18-15=3V, la corriente es 0.5 A,

luego:

PD = 3 ∗ 0.5 = 1.5 W


luego:

PD = 14 ∗ 0.5 = 7 W


luego:

PD = 16 ∗ 0.5 = 8 W

Cabe mencionar que estos cálculos fueron realizados para el mejor de los casos, en el que

la tensión de entrada al regulador no sea más de la necesaria, aun así se tendrá que poner

un radiador que pueda disipar poco más de 8 W. Este es un radiador bastante grande para

una fuente de 0.5 A. Este es un problema que surge cuando queremos diseñar una fuente

con un alto rango de tensiones de salida. Podemos probar con el cálculo para una fuente

variable hasta 30 V y 1 A, de tal forma que saldrán más de 30W a disipar.


Pág 30

2. MATERIAL Y EQUIPO EMPLEADO:

a) Kit de fuente variable regulada

b) Multímetro digital

c) Pinzas de Corte

d) Desarmador plano

e) Desarmador de cruz

f) Soldadura y Pasta para Soldar.

g) Cautín de Punta para Soldar

h) Cinta de aislar

i) Clavija con una extensión de cable de 1m de longitud

3. DESARROLLO EXPERIMENTAL

3.1 Experimento 1

Verificar que el Kit de la fuente de alimentación contenga todos los componentes y accesorios indicados en la lista de material de dicho Kit, y de conformidad al diagrama eléctrico de dicha fuente. 3.2 Experimento 2 Verificar con el multímetro digital el correcto estado de funcionamiento de cada uno de los componentes y registrar los valores obtenidos, mismos que se incluirán en el reporte de la práctica 3.3 Experimento 3 Proceder a soldar cada uno de los componentes en la tablilla del circuito impreso, teniendo cuidado de colocarlos con la polaridad adecuada, conforme al diagrama eléctrico. 3.4 Experimento 4 Fijar el circuito impreso a la carcasa o gabinete y colocar o soldar los conectores y demás accesorios en el panel frontal de la fuente


Pág 31

3.5 Experimento 5 Conecte la fuente de alimentación al tomacorriente y con ayuda de un multímetro proceder a tomar cuatro lecturas para cerciorarse de que la fuente funciona correctamente, a partir de las siguientes mediciones: Voltaje mínimo, voltaje máximo y dos lecturas intermedias. Registrar estos valores en el reporte

CUESTIONARIO

1.- Queremos diseñar una fuente fija con una salida de 5V y 0.5 A y necesitamos calcular

la potencia que se disipa en el regulador usando un transformador de 7 V y otro de 12 V.

Para el transformador de 7 V: la Vmax de salida del transformador será 7*1,4142= 9.9V

descontando la caída en los diodos del puente serán 7.9 V a la entrada del regulador.

Como la salida es de 5V la potencia disipada PD será:

Solución:

2.- Se desea diseñar una fuente de alimentación para un circuito que consume 150mA a

12 V, el rizado deberá ser inferior al 10%. Para ello se dispone de un transformador de

10V y 2.5 VA y de un rectificador en puente. Elegir el valor del condensador:

A.- Calcular la corriente que es capaz de suministrar el transformador para determinar si

será suficiente, esta corriente tendrá que ser superior a la corriente que consume el circuito

que vamos a alimentar.


Pág 32

B.-Calcular el Vmax. De salida del puente rectificador teniendo en cuenta la caída de

tensión en los diodos (conducen dos a dos).

C.-Calcular el valor del condensador según la fórmula del 10%, la I es de 150mA la f es 60

Hz y el Vmax es de 12.14 V.

OBSERVACIONES

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

CONCLUSIONES

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIA

CHESTER L. DAWES Tratado de ElectricidadTomo I y II

http://www.cienciasmisticas.com.ar/electronica/montajes/fuentev/index.php

http://www.electronica.com.ve/ventas/catalog/index.php

http://www.terra.es/personal2/equipos2/fas.htm

http://perso.wanadoo.es/chyryes/tutoriales/fuentes0.htm

http://www.cienciasmisticas.com.ar/electronica/montajes/fuentev/index.php

http://www.electronica.com.ve/ventas/catalog/index.php

http://www.terra.es/personal2/equipos2/fas.htm

http://perso.wanadoo.es/chyryes/tutoriales/fuentes0.htm


Pág 33

PRACTICA N° 3

LEY DE OHM


Pág 34

PRÁCTICA 3. LEY DE OHM

OBJETIVO GENERAL

El alumno comprobará la Ley de Ohm, y su no generalidad en los elementos electrónicos,

por medio de gráficas de voltaje y corriente.

1. INTRODUCCIÓN TEÓRICA

En los inicios del siglo XIX, George Simon Ohm da un gran impulso a los estudios de la

electricidad al desarrollar la ley que hoy lleva su nombre; esta ley relaciona el voltaje, la

corriente y la resistencia en un circuito eléctrico.

1.1 Postulado general de la Ley de Ohm

El flujo de corriente en amperes que circula por un circuito eléctrico cerrado, es

directamente proporcional a la tensión o voltaje aplicado, e inversamente proporcional a

la resistencia en ohm de la carga que tiene conectada.

1.2 Fórmula matemática general de la Ley de Ohm

Desde el punto de vista matemático el postulado anterior se puede representar por medio

de la siguiente Fórmula General de la Ley de Ohm:

𝑰 = 𝐕

𝑹


Pág 35

Donde, I es la corriente que pasa a través del objeto en amperios, V es la diferencia de

potencial de las terminales del objeto en voltios, y R es la resistencia en ohmios (Ω).

Esta ley no es de carácter general, ya que sólo se cumple para ciertos elementos. Es decir,

que si a un elemento conductor se le aplica un voltaje se tendrá entonces una corriente

fluyendo a través de él. Si este voltaje se varía se tendrán diferentes valores de corriente.

Haciendo las gráficas de voltaje contra corriente en los experimentos siguientes, se podrá

observar que:

a) La primera gráfica resultante será una línea recta, lo que nos indica que las variaciones de corriente son proporcionales al voltaje aplicado y, por lo tanto, se

cumple la Ley de Ohm, y a este elemento se le llama OHMICO o RESISTIVO. b) La gráfica resultante será una curva: Esto significa que para diferentes valores de

voltaje se tiene determinados valores de corriente, sin tener una relación proporcional; o sea, no se cumple la Ley de Ohm, a estos elementos se les llama NO OHMICOS.

2. EQUIPO y MATERIAL

1 Multímetro digital 1 Fuente de alimentación regulada variable Tablero de conexiones Cables de conexión 2 Resistencias a 2W de los siguientes valores

680 Ω

1 KΩ

2.2 KΩ


3.1 Dependencia de la Corriente (I) con la Resistencia (R) a Tensión Constante(V)

3.1.1 Medir con el Óhmetro las resistencias con los valores nominales indicados en la tabla 1; anotando los valores medidos en la columna correspondiente.

http://es.wikipedia.org/wiki/Amperio

http://es.wikipedia.org/wiki/Voltio

http://es.wikipedia.org/wiki/Ohmio


Pág 36

3.1.2 Con los valores medidos de cada una de las resistencias y utilizando la ecuación de la Ley de Ohm, calcular la corriente del circuito de la Figura 1, considerando una tensión E = 10 volts para cada caso. Anotar los resultados en la columna “Valor Calculado” de la tabla 1.

FIGURA 1

3.1.3 Construir el circuito mostrados en la Figura 1, considerando para R cada uno de los tres valores indicados en la tabla 1 y medir con el amperímetro la intensidad de corriente para cada una de las resistencias. Anotar los valores obtenidos en la columna “Valor medido” de la tabla 1.

TABLA 1

RESISTENCIA CORRIENTE

Valor Nominal

()

Valor Medido

()

Valor Calculado (mA)

Valor Medido (mA)

R1 680

R2 1000

R3 2200

a) ¿Los valores de corriente calculados son iguales de los valores medidos? ¿Por qué? _________________________________________________________________

b) ¿En un circuito, con una resistencia como carga, se puede saber el valor de la corriente conociendo el voltaje de la fuente y el valor de la resistencia? __________________________________________________________________


Pág 37

3.2 Dependencia de la Corriente (I) con la Tensión(V) a Resistencia (R) Constante

3.2.1 Utilizando el circuito de la figura 1 y considerando un valor de R= 680Ω, calcular la corriente para los valores de voltaje indicados en la Tabla 2, anotando los resultados en la columna “Corriente Calculada”

3.2.2 Armar el circuito de la figura 1 considerando para R y E los valores indicados

en el punto anterior y medir la Intensidad de Corriente (I) para cada Tensión (V). Registrar los valores en la columna “Corriente Medida” de la tabla 2.

TABLA 2

E (VOLTS) CORRIENTE

CALCULADA (mA) CORRIENTE

MEDIDA (mA)

5

10

15

20

25

a) ¿La corriente aumentó cuando el voltaje aumentó? _______________ ¿Por qué?

__________________________________________________________________ b) ¿En este caso se dice que la corriente es directa o inversamente proporcional al

voltaje? _________________________________________________________________

c) Para el caso de la Tabla 1, ¿La corriente aumentó cuando la resistencia aumento? Sí

__________ No ______________ ¿Por qué? ___________________________ d) ¿En este caso se dice que la corriente es directa o inversamente proporcional a la

resistencia?_________________________________________ e) Existe también una proporcionalidad entre el voltaje y la resistencia que se puede

expresar en la forma siguiente: El voltaje es _________________ proporcional a la resistencia.


Pág 38

f) Complete los siguientes enunciados poniendo la palabra MAYOR O MENOR en los espacios indicados: Para aclarar los conceptos inversamente proporcional y directamente proporcional se puede decir que:

A voltaje constante, una mayor resistencia implica una __________ corriente; y una menor resistencia implica una ____________ corriente. (INVERSAMENTE PROPORCIONAL)

A corriente constante, una mayor resistencia implica un ________ voltaje. (DIRECTAMENTE PROPORCIONAL)

A resistencia constante, una Mayor corriente implica un ____________ voltaje; y una menor corriente implica un ______________ voltaje . (DIRECTAMENTE PROPORCIONAL).

3.3 Ley de Ohm en forma Gráfica

3.3.1 A partir del circuito de la figura 1 armado con anterioridad, medir la intensidad de corriente para cada una de las resistencias y tensiones indicadas en la tabla 3, anotando los valores para cada caso.

TABLA 3

CORRIENTE MEDIDA (mA) PARA:

V (Volts) R = 680 Ω R = 1000 Ω R = 2200 Ω

5

10

15

20

25

3.3.2 Con los datos obtenidos en la Tabla 3, realizar la gráfica para cada una de las

resistencias, utilizando para tal efecto las coordenadas indicadas en la Figura 2.

3.3.3 Unir los puntos a partir del origen y anotar en cada curva el valor de la resistencia a la que corresponda.


Pág 39

a) ¿Qué tipo de curva se obtuvo? __________________________ Explique por qué __________________________________________________________________________________________________________________________________________________

b) ¿Qué pasaría, gráficamente, si la resistencia del circuito fuera mayor de 2.2 KΩ?

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________

c) ¿Qué pasaría gráficamente, si la resistencia del circuito fuera menor de 680 Ω?

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________

d) ¿Se formaría una gráfica similar a las obtenidas si la resistencia del circuito fuera de 1 megohm y la fuente variara entra o y 100 volts? _______________________¿Por qué? ________________________________________________________________

FIGURA 2


Pág 40

e) La representación gráfica de la Ley de Ohm es: ___________________________. Esto se debe a: __________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3.4 Análisis Gráfico de un dispositivo No Óhmico

3.4.1 Construir el circuito de la Figura 3, considerando un diodo IN4001 o IN4004 de silicio

3.4.2 Colocar el Amperímetro y el Voltímetro como se indica para medir la corriente y el voltaje en el diodo (ID y VD). (Siga las instrucciones de su profesor para este punto).

Figura 3

3.4.3 Ajustar la fuente hasta obtener una lectura de 1 mA en el Amperímetro y registrar la lectura mostrada por el Voltímetro (VD) en la tabla 4.

3.4.4 Continuar variando la fuente hasta obtener cada una de las corrientes ID

indicadas en la Tabla 4, y anotar las lecturas correspondientes de VD. Cuidar de no exceder de 10mA el valor de la corriente del circuito.

Tabla 4

ID (mA) 1 2 4 6 8 10

VD (V)

3.4.5 Con los datos obtenidos en la tabla 4 realizar una gráfica en el espacio de la Figura 4.


Pág 41

Figura 4

a) Observando la gráfica, ¿se puede decir que se cumple la Ley de Ohm para el diodo rectificador? Sí ____ No ______¿Por qué? _________________________________________________________________________

b) ¿La resistencia del diodo rectificador depende de la corriente aplicada?

Si ______No_______ Explique : _____________________________________ _________________________________________________________________________

3.4.6 Investigue si el diodo rectificador se puede utilizar como un dispositivo lineal.

_____________________________________________________________________

3.4.7 Investigue en qué dispositivo, al ocurrir un aumento en el voltaje, ocurre una disminución en la corriente. _______________________________________ ¿Para qué se utilizan?_______________________________________________________

CONCLUSIONES __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BIBLIOGRAFIA

CHESTER L. DAWES. Tratado de Electricidad.Tomo I y II

JOHNSON DAVID Análisis Básicos de Circuitos Eléctricos. Prentice Hall, México 1991

8

I(mA

)

2

4

6

10

0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2

V(Volts)


Pág 42

PRÁCTICA N° 4

CIRCUITO SERIE, PARALELO Y SERIE-PARALELO


Pág 43

PRÁCTICA 4

CIRCUITO SERIE, PARALELO Y SERIE-PARALELO

OBJETIVO:

El alumno comprobará el funcionamiento de resistencias variables en aplicaciones de

control de voltaje y corriente; inferirá las características de un circuito a partir de las

mediciones de corriente y voltaje y la aplicación de la Ley de Ohm; y por último analizará

un Circuito Serie - Paralelo aplicando sus conocimientos prácticos y teóricos sobre

circuitos serie y paralelo.

1. INTRODUCCIÓN TEÓRICA

En un circuito eléctrico se puede encontrar a los elementos de la carga conectados en serie

o paralelo, o la combinación de ambos.

Es importante conocer las características de corriente y voltaje que tienen estos circuitos

ya que este comportamiento se puede reflejar a circuitos con transistores, con circuitos

integrados, etc.

Un circuito en serie es aquél cuyos elementos están conectados siguiendo sólo una

trayectoria que va de la terminal positiva de la fuente a la terminal negativa.

El circuito paralelo es otra forma de conectar a los elementos de la carga. Las

características de corriente y voltaje de este tipo de circuitos difieren de las características

de los circuitos tipo serie.

Sin embargo, tanto los circuitos serie y paralelo se encuentran en una infinidad de

aplicaciones, y junto con su combinación (serie - paralelo), forman una totalidad de las

posibilidades de conectar a los dispositivos en un circuito.

En un circuito paralelo los elementos se conectan directamente en las terminales de la

fuente de tal forma que se tendrán varias trayectorias que van de la terminal positiva a la

negativa.


Pág 44

Un circuito Serie-Paralelo, como su nombre lo indica, es la combinación de ambos

circuitos; por lo tanto, las características de cada uno de ellos se cumplirán en las partes

correspondientes.

No existe una metodología específica para resolver este tipo de circuitos se procede

simplemente a hacer un análisis del circuito para reacomodarlo en una forma en que se

puedan distinguir con claridad las partes del circuito que están en paralelo y las que están

en serie; se procede a aplicar la Ley de Ohm y las propiedades de cada circuito para

encontrar las diferentes variables.

2. EQUIPO Y MATERIAL

1 Multímetro Digital

1 fuente de alimentación variable de C.D.

1 tablero para armado del circuito

Cables de conexión

2 resistencias de 1 KΩ de 2W (no de carbon)

2 resistencias de 4.7 KΩ de 2W (no de carbon)



3 resistencias de 100 ohm de 2W (no de carbon)




3.1 Circuitos Serie

3.1.1 A partir del circuito de la figura 1 calcular la Resistencia Total (RT) y la Corriente

Total (IT):

RT=__________KΩ

IT = __________mA


Pág 45

Figura 1 3.1.2 Construya el circuito de la figura 1 y realice las siguientes mediciones:

El voltaje en cada resistencia:

VR1 = _______________V

VR2 = _______________V

VR3 = _______________V

VR4 = _______________V

La corriente en los puntos A, B, C, D y E, indicados en el circuito. Recordar que para tal efecto se debe intercalar el Amperímetro en serie, respetando la polaridad

IA = ________________ mA

IB = ________________ mA

IC = ________________ mA

ID = ________________ mA

IE = ________________ mA

a) ¿Cómo es la corriente para cualquier punto del circuito con respecto a la corriente total? ________________________________________________________

b) ¿Cómo es el voltaje en cada una de las resistencias con respecto al voltaje total?

______________________________________________________________________

R1 = 1K

R2 = 4.7K

R3 = 2.2K

E = 15 V

V

R4 = 1.5K

A

C

E

B

D


Pág 46

c) Sume el voltaje en cada una de las resistencias y compararlo con el voltaje total medido. ¿Son iguales? Si_______ No______Explique: _______________________ ______________________________________________________________________

3.1.3 Agregue una resistencia (R5) de 1 KΩ al circuito, como se muestra en la Figura

2 y calcular lo siguiente:

a) La resistencia total del circuito RT = _____________KΩ b) La corriente total del circuito: IT = _______________ mA

Figura 2

3.1.4 Armar el circuito de la figura 2 y realizar las siguientes mediciones de las corrientes en los puntos A, B, C, D, E, y F IA = _____________mA

IB = _____________mA

IC = _____________mA

ID = _____________mA

IE = _____________mA

IF = _____________mA

3.1.5 Responder a las siguientes preguntas:

a) ¿Cómo es la corriente para cualquier punto del circuito con respecto a la corriente total?________________________________________________________


Pág 47

b) ¿Cómo es el voltaje en cada una de las resistencias con respecto al voltaje total? ________________________________________________________________

c) Sume el voltaje en cada una de las resistencias, y compárelo con el voltaje total medido¿Son iguales? Si _____ No _____ Explique __________________________________________________________________________________________________________________________________________

d) El comportamiento de la corriente y el voltaje para ambos circuitos ¿fue el mismo?. Escriba la regla general de estos comportamientos:

Para la Corriente: ____________________________________________________ ____________________________________________________________________

Para el Voltaje: _______________________________________________________ ____________________________________________________________________

e) Exprese estas características en forma matemática:

Para la Corriente: ________________________________

Para el Voltaje ___________________________________

f) Comparando los resultados de ambos circuitos enuncie qué ocurrió con:

La Resistencia Total: _______________________________________________

La Corriente Total Medida___________________________________________

El Voltaje en cada Resistencia: ________________________________________

Efectivamente, al aumentar la resistencia total del circuito la corriente disminuyo ya

que el voltaje de alimentación se mantuvo constante; lo que implica que para circuitos

en serie también se cumple la Ley de Ohm

g) ¿Qué ocurre en el circuito serie cuando una de las resistencias se cortocircuita? _____________________________________________________________________

h) ¿Qué ocurre en el circuito serie cuando una de las resistencias se abre? ________ ____________________________________________________________


Pág 48

i) Enumere 3 aplicaciones de circuitos serie y justifique su uso. _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

j) ¿Qué es polaridad? ________________________________________________________________________________________________________________________________________

k) ¿Qué es la tierra? __________________________________________________________________________________________________________________________________________

l) Dibuje el circuito de la Figura 1 con indicaciones de tierra.

3.2 Circuito Paralelo

3.2.1 Sea el circuito mostrado a continuación (figura 3).

Figura 3

3.2.2 A partir de este circuito calcular: a) La resistencia total : RT = ____________________KΩ b) La corriente total : IT = _____________________mA


Pág 49

3.2.3 Armar el circuito de la figura 3 y llevar a cabo las mediciones que se indican a continuación, recordando que para medir la intensidad de corriente, el Amperímetro se debe conectar (intercalar) en serie: Tensiones:

VR1 = __________ V.

VR2 = __________V.

VR3 = __________V.

VR4 = __________ V. Corrientes:

IA = __________ mA.

IB = __________ mA.

IC = __________ mA.

ID = __________ mA.

IE = __________mA.

IF = __________mA.

3.2.4 A partir de las mediciones realizadas en el inciso anterior contestar las siguientes preguntas:

a) ¿Cómo es el voltaje en cada una de las resistencias con respecto al voltaje que alimenta al circuito? ___________________________________________________________________

b) ¿Cómo es la corriente para cualquier trayectoria del circuito con respecto a la corriente total medida en el punto A (IA)? _____________________________________________________________________

c) Sumar las corrientes de cada una de las trayectorias (resistencias) del circuito y compárelas con la corriente total (IT). ¿Son iguales? Si: ______No _____ ¿Por qué?_________________________________________________________________


Pág 50

d) Al comparar las corrientes en los puntos A y F (IA e IF) ¿qué se puede concluir? ¿Por qué? _____________________________________________________________________

3.2.5 A partir del circuito de la figura 3 armado, desconecte la resistencia R1=1KΩ y realizar las siguientes mediciones. Tensiones:

VR2 = __________ V

VR3 = __________V

VR4 = __________ V

Corrientes:

IA = __________ mA.

IC = ___________mA.

ID = ___________mA.

IE = ___________mA.

a) ¿Qué ocurre con la corriente? ___________________________________________

b) ¿Qué ocurre con el voltaje? _____________________________________________

c) ¿Qué pasa si se siguen desconectando paulatinamente las demás resistencias en paralelo?___________________________________________________________________________________________________________________________________

3.2.6 A partir de los resultados obtenidos en los incisos 3.2.3, 3.2.4 y 3.2.5 contestar lo siguiente:

a) En un circuito paralelo en general, ¿cómo es la corriente? ____________________ _________________________________________________________________________

b) Y, ¿cómo es el voltaje? ___________________________________________________

c) Exprese estas características en forma matemática para la corriente y para el voltaje:


Pág 51

d) Conforme se iban quitando resistencias, ¿qué pasaba con?:

La Resistencia Total_____________________________________________________

La Corriente Total: _____________________________________________________

El Voltaje en cada resistencia:____________________________________________

Efectivamente, al quitar una a una las resistencias, la resistencia total va en aumento, la corriente disminuye, el voltaje de alimentación y las caídas del voltaje se mantienen constantes; lo que implica que para los circuitos en paralelo también se cumple la Ley de Ohm. e) ¿Qué ocurre al circuito cuando una de las resistencias se cortocircuita? _________ _________________________________________________________________________

f) ¿Qué ocurre con el circuito cuando la resistencia se abre?.___________________ _________________________________________________________________________

g) Enumere 3 aplicaciones de circuitos en paralelo, y justifique su uso. ____________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3.3 Circuito Serie-Paralelo

3.3.1 Vuelva a dibujar el circuito mostrado en la Figura 4, de tal forma que se localicen fácilmente las resistencias que estén conectadas en paralelo.

Figura 4

R1=100

R2=220

R3=330

R4=220

R5=100

R6=100 E = 20 V


Pág 52

3.3.2 Calcular la resistencia equivalente para los dos arreglos en paralelo y anotar los resultados:

RT1 = ___________Ω ; RT2 = ____________Ω

3.3.3 Calcular la resistencia total y la corriente total del circuito para una fuente de energía de 20 V. Anotar los resultados.

RT = ____________Ω ; IT = ___________mA.

3.3.4 Construya el circuito y comprobar experimentalmente si los valores calculados en los incisos anteriores son correctos.

RT1 = ________ Ω ; RT2 = __________Ω

RT = _________Ω ; IT = ___________mA.

3.3.5 Calcular el voltaje en cada resistencia. Considerando a las resistencias en paralelo como su equivalente (RT1 y RT2) y comprobando los cálculos realizando las mediciones convenientes.

Valores calculados: Valores medidos:

VRT1 = ____________V VRT1 = _____________V

VRT2 = ____________V VRT2 = _____________V

VR6 = _____________V VR6 = ______________V

3.3.6 Calcular la corriente que circula a través de cada una de las resistencias del

circuito: I1 = ___________mA I4 = ___________mA

I2 = ___________mA I5 = ___________mA

I3 = ___________mA I6 = ___________mA

3.3.7 Comprobar los cálculos de corriente midiéndolos en el circuito.

I1 = ___________mA I4 = ___________mA

I2 = ___________mA I5 = ___________mA

I3 = ___________mA I6 = ___________mA


Pág 53

3.3.8 Escriba la ecuación de la corriente total en relación a las 6 corrientes medidas y comprobar que las mediciones son correctas:

3.3.9 Escriba la ecuación del voltaje total en relación a los 6 voltajes y compruebe que sus valores medidos son correctos:

3.3.10 Proponga una metodología para la resolución de problemas con circuitos Serie- Paralelo. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________

3.3.11 ¿Qué consideraciones de potencia deben hacerse en un circuito Serie-Paralelo? _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

CONCLUSIONES:

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________


Pág 54

PRACTICA N° 5

MANEJO, FUNCIONAMIENTO Y OPERACIÓN DEL OSCILOSCOPIO


Pág 55

PRACTICA N° 5

MANEJO, FUNCIONAMIENTO Y OPERACIÓN DEL OSCILOSCOPIO

OBJETIVOS GENERALES

Al término de la práctica el alumno conocerá las partes que integran un osciloscopio, así como su uso.

Encontrará las aplicaciones que se le dan al osciloscopio, obteniendo las diferentes ondas senoidales y rectificadas, con diodos semiconductores.

Definirá el uso de cada uno de los controles encontrados en el osciloscopio, tanto físicamente como en video.

En esta práctica se demostrara que la corriente alterna se transmite en forma senoidal, y se pretende mostrar también otras propiedades como su fase, amplitud, periodo y frecuencia.

Establecer como el osciloscopio desempeña un papel fundamental en el laboratorio de electricidad aplicada.

1. INTRODUCCIÓN TEÓRICA 1.1 EL OSCILOSCOPIO

El osciloscopio es básicamente un dispositivo de visualización gráfica que muestra señales eléctricas variables en el tiempo, pudiendo así observarse en la pantalla muchas más características de la señal que las obtenidas con cualquier otro aparato. El eje vertical (Y) representa el voltaje; mientras que el eje horizontal (X) representa el tiempo. A través del Osciloscopio, además de observar la forma de onda de la señal eléctrica, podemos:

Determinar directamente el periodo y el voltaje de una señal. Determinar indirectamente la frecuencia de una señal. Determinar que parte de la señal es DC y cuál AC. Localizar averías en un circuito. Medir la fase entre dos señales. Determinar que parte de la señal es ruido y como varia este en el tiempo.


Pág 56

Los osciloscopios son de los instrumentos más versátiles que existen y lo utilizan desde

técnicos de mantenimiento eléctrico y electrónico a médicos. Un osciloscopio puede medir

un gran número de fenómenos, provisto del transductor adecuado (un elemento que

convierte una magnitud física en señal eléctrica) será capaz de darnos el valor de una

presión, ritmo cardiaco, potencia de sonido, nivel de vibraciones en un coche, etc.

Los Osciloscopios pueden ser analógicos o digitales; los analógicos funcionan mediante

la aplicación directa de la tensión que se mide a un haz de electrones que recorre la

pantalla; mientras que los digitales toman muestras de la señal a intervalos discretos de

tiempo, almacenándolas en su memoria como puntos de la forma de onda, de tal forma

que mediante esta información, el osciloscopio digital reconstruye la forma de onda en la

pantalla.

A partir de lo anterior podemos decir que los osciloscopios analógicos dibujan la señal que

quieren representar, mientras que los digitales muestrean la señal y la reconstruyen antes

de representarla.

Osciloscopios analógicos Las partes principales de las que está formado todo osciloscopio son: el tubo de rayos catódicos (TRC), un amplificador para la señal vertical y otro para la horizontal, una fuente de alimentación, una base de tiempos y un sistema de sincronismo.


Pág 57

El TRC, a lo que comúnmente denominamos pantalla, tiene un fundamento similar al de un televisor. Su principal función es que permite visualizar la señal que se está estudiando, utilizando para ello sustancias fluorescentes que proporcionan una luz normalmente verde.

Osciloscopio analógico

La forma de trabajo de un osciloscopio analógico consiste en dibujar una gráfica debido al movimiento de un haz de electrones sobre una pantalla de fosforo que es la parte interna del tubo de rayos catódicos. Para representar dicha señal sobre el tubo se realiza una división en 2 partes: señal vertical y señal horizontal. Dichas señales son tratadas por diferentes amplificadores y, después, son compuestas en el interior del osciloscopio. Osciloscopios digitales Los osciloscopios digitales poseen además de las secciones explicadas anteriormente un sistema adicional de proceso de datos que permite almacenar y visualizar la señal.


Pág 58

Osciloscopio Digital

Cuando se conecta la sonda de un osciloscopio digital a un circuito, la sección vertical ajusta la amplitud de la señal de la misma forma que lo hacia el osciloscopio analógico. El conversor analógico-digital (conversor A/D) del sistema de adquisición de datos muestrea la señal a intervalos de tiempo determinados y convierte la señal de voltaje continua en una serie de valores digitales llamados muestras. En la sección horizontal una señal de reloj determina cuando el conversor A/D toma una muestra. La velocidad de este reloj se denomina velocidad de muestreo y se mide en muestras por segundo.


Pág 59

Los valores digitales muestreados se almacenan en una memoria como puntos de señal. El número de los puntos de señal utilizados para reconstruir la señal en pantalla se denomina registro. La sección de disparo determina el comienzo y el final de los puntos de señal en el registro. La sección de visualización recibe estos puntos del registro, una vez almacenados en la memoria, para presentar en pantalla la señal. Métodos de muestreo Se trata de explicar cómo se las arreglan los osciloscopios digitales para reunir los puntos de muestreo. Para señales de lenta variación, los osciloscopios digitales pueden perfectamente reunir más puntos de los necesarios para reconstruir posteriormente la señal en la pantalla. No obstante, para señales rápidas (como de rápidas dependerá la máxima velocidad de muestreo de nuestro aparato) el osciloscopio no puede recoger muestras suficientes y debe recurrir a una de estas dos técnicas: Interpolación, es decir, estimar un punto intermedio de la señal basándose en el punto anterior y posterior. Muestreo en tiempo equivalente. Si la señal es repetitiva es posible muestrear durante unos cuantos ciclos en diferentes partes de la señal para después reconstruir la señal completa. Muestreo en tiempo real con Interpolación El método estándar de muestreo en los osciloscopios digitales es el muestreo en tiempo real; en este caso el osciloscopio reúne los suficientes puntos como para reconstruir la señal. Para señales no repetitivas ó la parte transitoria de una señal es el único método válido de muestreo. Los osciloscopios utilizan la interpolación para poder visualizar señales que son más rápidas que su velocidad de muestreo. Existen básicamente dos tipos de interpolación: Interpolación Lineal: Simplemente conecta los puntos muestreados con líneas. Interpolación Senoidal: Conecta los puntos muestreados con curvas según un proceso matemático, de esta forma los puntos intermedios se calculan para rellenar los espacios entre puntos reales de muestreo. Usando este proceso es posible visualizar señales con gran precisión disponiendo de relativamente pocos puntos de muestreo.


Pág 60

Muestreo en tiempo equivalente Algunos osciloscopios digitales utilizan este tipo de muestreo. Se trata de reconstruir una señal repetitiva capturando una pequeña parte de la señal en cada ciclo. Existen dos tipos básicos: Muestreo secuencial- Los puntos aparecen de izquierda a derecha en secuencia para conformar la señal. Muestreo aleatorio- Los puntos aparecen aleatoriamente para formar la señal.

El osciloscopio que utilizamos para las prácticas es del tipo digital, Marca Tektronix,

Modelo TDS 210.


Pág 61

EL OSCILOSCOPIO TEKTRONIX TDS 210

Descripción de los Controles por Secciones:

Controles de la Sección Vertical

POSICIÓN. Ajuste vertical de la señal presentada

por el canal 1 ó 2.

MENÚ de CH1 y CH2. Muestra en pantalla las

opciones del menú de entrada del canal 1 ó 2 y

activa y desactiva el muestreo de señal 1 ó 2.

MENÚ MATEM. Muestra en pantalla las opciones

de las operaciones matemáticas de la(s) forma(s)

de onda.

VOLTS/DIV (CH1 y CH2). Selección del factor

vertical volts por división (factor de escala

calibrado).


Pág 62

Controles de la Sección Horizontal

POSICIÓN. Ajuste de la posición horizontal de la

señal presentada por los canales.

MENÚ HORIZONTAL. Muestra las opciones del

menú horizontal.

SEC/DIV. Selección del factor horizontal tiempo

por división (factor de escala) para la base de

tiempo principal y para Definir Ventana

Controles de Disparo

NIVEL Y TIEMPO DE RETENCIÓN. Tiene un

doble fin; control de nivel de disparo, establece el

nivel de amplitud que debe cruzar la señal para

provocar una adquisición y como control de

límite, establece el tiempo que debe transcurrir

antes de aceptar otro evento de disparo.

MENÚ del DISPARO. Muestra las opciones del

menú de disparo.

NIVEL DE DISPARO al 50 %. Se establece en un

50% del nivel de la Señal.

FORZAR DISPARO. Inicia una adquisición

independientemente de si hay o no una señal de

disparo adecuada.

VER SEÑAL DE DISPARO. Muestra la forma de onda de disparo en lugar de la forma de onda de la señal del canal mientras se mantiene pulsado el botón.


Pág 63

BOTONES DE CONTROL Y MENUS

ALM/REC. Muestra las opciones de almacenar/recuperar para los parámetros y formas de

onda.

MEDIDAS. Muestra las opciones del menú de mediciones automáticas.

ADQUISICIÓN. Muestra las opciones del menú de adquisiciones.

UTILIDADES. Muestra las opciones del menú de utilidades

CURSORES. Muestra el menú del cursor. Los controles Posición vertical ajustan la posición al

tiempo que se muestra el menú del cursor. Los cursores están en pantalla (a menos que se

desactiven) tras salir del menú de los cursores, pero no se pueden ajustar.

IMPRESIÓN. Muestra las opciones del menú del tipo de presentación.

PANTALLA. Muestra el menú de presentación

AUTOCONFIGURAR. Restablece automáticamente los controles del instrumento para obtener

una presentación utilizable de la señal de entrada (AUTOSET).

IMPRIMIR COPIA. Inicia las actividades de impresión (requiere un módulo de extensión).

ACTIVAR/PARAR. Inicia y detiene la adquisición de la forma de onda.

1.2 EL GENERADOR DE FUNCIONES

Un generador de funciones, también conocido como generador de señales, es un aparato electrónico de laboratorio que genera patrones de señales periódicas o no periódicas tanto analógicas como digitales. Sus aplicaciones incluyen diseño, pruebas y calibración de sistemas de audio, electrónicos y de telecomunicaciones, entre otros. Para nuestra práctica utilizaremos el Generado de Funciones BK PRECISION 4040A, el cual se describe a continuación


Pág 64

1.2.1 EL GENERADOR DE FUNCIONES BK PRECISION 4040A

Descripción de los Controles del Panel Frontal


Pág 65

2. EQUIPO Y MATERIAL

a) Fuente de energía de C.A. (127 V de C.A.) b) Fuente de energía de C.D. (1.2 a 33 volts.) c) Osciloscopio d) Generador de funciones (modelo 4040 A para 20MHz) e) Multímetro digital. f) Tabla de perfocel con bloques de conexiones o Kulkas g) Puente de rectificación de onda completa de 4A o más (por ejemplo el mod. KBL02) h) Resistencia de 270 o 330Ω a 2 Watts i) Resistencia de 1 KΩ, a 2 Watts j) Resistencia de 2 KΩ, a 2 Watts k) Diodo de silicio modelo 1N4001 o similar (CR1) l) Cables para conexiones


Pág 66


3.1 PRUEBA DE FUNCIONAMIENTO Y CALIBRACIÓN DEL OSCILOSCOPIO a) Encender el osciloscopio y esperar a que la pantalla muestre que se han superado

todas las pruebas de encendido.

b) Pulse el botón ALM. /REC, seleccione Controles en el cuadro del menú superior y pulse el Cuadro del menú Recuperar config. de fábrica. En este caso, el ajuste de atenuación predeterminada del Menú Sonda es 10X.

c) Establecer el conmutador de la sonda en 10X y conectarla al canal 1 del

osciloscopio (CH1). Para ello, se debe alinear la ranura del conector de la sonda con la llave del conector BNC de CH1, presionando y girando a la derecha para fijar la sonda.

d) Conectar la punta de la sonda y el cable de referencia a los conectores COMP

SONDA.

e) Pulse el botón AUTOCONFIGURAR O AUTOSET. Esperar unos momentos hasta visualizar en la pantalla una onda cuadrada de aproximadamente 5 V de pico a pico a 1 kHz (T= 1ms), misma que constituye una señal de prueba.

f) En caso de que la señal anterior no esté bien definida se deberán realizar los ajustes

procedentes. Cabe mencionar que esta comprobación es respecto al canal 1, por lo que se deberá seguir el mismo procedimiento para los demás canales del osciloscopio.

g) Pulsar el botón MENÚ CH1 dos veces para salir del canal 1, posteriormente pulsar

el botón MENÚ CH2 para mostrar el canal 2 y repetir los inciso (d), (e) y (f).


Pág 67

3.2 VISUALIZACIÓN E INTERPRETACIÓN DE SEÑALES

4.2.1 Conectar el generador de Señales al CH1 del Osciloscopio

4.2.2 Ajuste los controles del generador para obtener y visualizar en el osciloscopio las siguientes señales:

Señal cuadrada de 5Vpp a una frecuencia de 1KHz.

Señal senoidal de 4Vpp a una frecuencia de 10 KHz.

Señal triangular de 2 Vpp a una frecuencia de 100 KHz

4.2.3 Dibujar las gráficas obtenidas en el osciloscopio y determinar lo que se indica:

Vp= _______________

Vpp= ______________

T= ________________

f = ________________

Vp= _______________

Vpp= ______________

T= ________________

f = ________________

Vp= _______________

Vpp= ______________

T= ________________

f = ________________


Pág 68

Punto E-F

Vp = _________

Vpp = ________

T = __________

f = ___________

Vrms = _______

Punto C-D

Vp = _________

Vpp = ________

T = ___________

f = ___________

Vrms = _______

3.3 EL DIODO SEMICONDUCTOR COMO RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA

3.3.1 Armar el circuito mostrado en la figura 1, conectando el transformador al contacto de línea mediante un cable con clavija (puntos A-B).

Figura 1

3.3.2 Ajustar el osciloscopio y colocar el acoplamiento en CA para el canal 1 y CD para el canal 2 respectivamente, tal como se muestra en la figura 2.

Figura 2. Conexión del osciloscopio para obtener las señales en C-D y E-F

3.3.3 Obtener las gráficas entre los puntos C-D y E-F, dibujando las respectivas

señales en el oscilograma de la figura 3 e interpretar sus resultados.

Figura 3. Gráficas del Rectificador de Media Onda


Pág 69

3.3.4 Medir con el Voltímetro los voltajes entre los puntos C-D (ca) y E-F (cd) y compararlos con los valores obtenidos con el osciloscopio. ¿Qué se puede comentar al respecto?____________________________________________________

________________________________________________________________________

3.4 RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA TIPO PUENTE

3.4.1 Armar el circuito mostrado en la figura 4, conectando el transformador a la línea de CA mediante un cable con clavija

Figura 4. Circuito rectificador de onda completa tipo puente

3.4.2 Realizando los ajustes necesarios, medir con el CH1 la señal de voltaje en los

puntos C-D y con el CH2 la señal de voltaje en los puntos E-F. Dibujar en la gratícula de la figura 5 las señales obtenidas y registrar los valores correspondientes.

Figura 5. Señales de entrada y salida del Rectificador de Onda Completa tipo puente

Punto E-F

Vp= ___________

Vpp= __________

T= ____________

F= ____________

Vrms = _______

Punto C-D

Vp= ___________

Vpp= __________

T= ____________

F= ____________

Vrms = _______


Pág 70

4. CONCLUSIONES __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIA

Tratado de electricidad II Corriente alterna Chester L. Dawes. Editorial Gustavo Wili 3° edición

Instrumentación electrónica moderna y técnicas de medición William D. Cooper, Albert D.Hafrick Hispanoamericana

Webs: http://personal.redestb.es/antonio/ind_osc.htm

Experimentos con transistores y semiconductores Howard H. Gerrish. Limusa Wiley

http://personal.redestb.es/antonio/ind_osc.htm


Pág 71

PRACTICA N°6 INSTALACIONES ELÉCTRICAS RESIDENCIALES


Pág 72

PRACTICA N°6

INSTALACIONES ELÉCTRICAS RESIDENCIALES

OBJETIVO GENERAL

Conocer el tipo de corriente y dispositivo que se utilizan en una industria residencial, así como las medidas de seguridad que se deben tomar para no tomar riesgos de mal funcionamiento o de corto circuito, además saber identificar los tipos de instalaciones. Conocer los dispositivos de seguridad que se emplean para abrir los circuitos y evitar sobrecalentamiento o un posible comienzo de incendio. Además se determinaran las corrientes que consumen lámparas incandescentes de distintas potencias, tener la capacidad suficiente para armar circuitos en Instalaciones Residenciales. MATERIAL EMPLEADO

a) Fuente de corriente alterna (127 V de C.A.) b) Tres Sockets o portalámparas de porcelana c) Un Interruptor sencillo o apagador sencillo d) Un Contacto sencillo e) Una Resistencia de 100Ω o calefactor a 127 volts f) Multímetro digital g) Nueve metros de cable de calibre 14 o 16 (3 metros de cada color) h) Focos incandescentes de 40, 60 y 100 Watts i) Cinta de aislar j) Pinzas de corte de electricista k) Desarmador plano y de cruz l) Pinzas de corte y de punta m) Poliducto flexible de PVC de ½ “(un metro) n) Dos apagadores de tres vías o escalera o) Tres cajas de chalupa p) Tres cajas de registro cuadradas con sus tapas q) Una clavija r) Dos Porta placas de una ventana para los apagadores de escalera s) Un Porta placas de dos ventanas para un apagador y un contacto de escalera t) Tabla de perfocel de 60 x 60 cm. u) Cinturones de plástico de 20 cm. v) Tornillos con tuerca para sujetar al perfocel las cajas de registro.


Pág 73

CONSIDERACIONES TEORICAS

La distribución de energía en un circuito, es algo de suma importancia, ya que de ello depende el tipo de alimentación que se necesita, por ejemplo en el sistema eléctrico de un automóvil se utilizan corriente directa en cambio en instalaciones residenciales, comerciales e industriales se utiliza corriente alterna, debido principalmente a que es más fácil de distribuir y además de que se puede incrementar o reducir con los transformadores.

La idea básica de las instalaciones residenciales se muestra en la figura 1, donde un lado de la línea (del par de conductores) se le llama neutro, el cual siempre está conectado a tierra, en la entrada del panel, en las casa la tierra es un pedazo de metal grande enterrado en la tierra (la cual generalmente es buena conductora); algunas veces también es conectada a la tubería. Los electricistas se refieren al para de líneas mencionadas como corriente neutro, las instalaciones modernas tienen dos líneas de corriente las cuales tienen polaridad opuesta con respecto al neutro.

El voltaje en Norteamérica es de 120 volts, en Europa usualmente es 240 volts, la cantidad de corriente (I) que necesita determinado dispositivo se determina mediante su potencia, por ejemplo para un foco de 100 watt.

P = IV

I =P

V=

100 watt

120 volts= 0.83 Amperes


Pág 74

La potencia que consume el foco se determina por su resistencia R, la cual en este caso a la temperatura de operación es:

P = I V =V2

R= I2R

R =V2

P=

120 volts2

100 watt= 144 Ω

Similarmente una plancha que es de 1500 watt, consume una corriente de 12.5 A, y su resistencia de operación a la temperatura de operación es de 9.6 Ω, esto es por que depende de la resistividad con respecto a la temperatura, la resistencia de los dispositivos eléctricos es mucho menor cuando están fríos. Si se mide la resistencia de un foco de 100 watt con un óhmetro (que no maneja una corriente considerable que incremente la temperatura), probablemente se encontrara un valor de 10 Ω. Cuando se enciende el foco tiene una corriente diferente a la calculada, esto mientras se calienta el filamento del foco.

La máxima corriente para un circuito esta limitada para la resistencia de los conductores, la potencia disipada en los cables, causa un calentamiento de estos en casos muy extremos se pueden incendiar o incluso fundirse.

Es por eso que para instalaciones residenciales es conveniente manejar un conductor de calibre 12, el cual tiene un diámetro de 2.05 mm y puede soportar sin calentarse una corriente de 20 A. Más gruesos como lo son calibre 8 (3.26 mm) o 6 (4.11 mm) se usan para dispositivos que necesitan una corriente mas alta, y calibre del 2 (6.54 mm) generalmente se utilizan para las entradas de alimentación a residencias.

Como protección para sobrecargas o para sobrecalentamiento se utilizan los fusibles o circuitos que corten la corriente. Un fusible tiene una aleación plomo-estaño con un arreglo con una laminilla con espesor delgado la cual tiene una temperatura baja de fusión, el fusible se funde cuando la corriente nominal es excedida. Un breaker es un dispositivo electromecánico que tiene la misma función, usando electro magneto o un strip bimetálico, la corriente es interrumpida cuando la corriente excede cierto valor predeterminado, o cuando hay un calentamiento excesivo.

Si la instalación que se maneja tiene fusibles y se conectan demasiados dispositivos de alta corriente en la misma línea, el fusible se romperá, no se debe reemplazar el fusible con uno de mayor capacidad, ya que se corre el riesgo de un fuerte sobrecalentamiento, y se puede comenzar un incendio. La única solución segura es distribuir los dispositivos en varios circuitos, las cocinas modernas tienen tres o cuatro circuitos por separado.

Si se ponen en contacto los alambres de corriente y neutro, se causa un corto circuito, el cual puede ser causado, por un mal aislamiento, o cualquier mal funcionamiento


Pág 75

mecánico, esto provee de una resistencia muy baja, y el paso de una corriente muy grande puede fundir el conductor, y si no se quema el fusible, o si no es interrumpido por un breaker, el aislante puede prenderse. Otro caso muy peligroso, es cuando el alambre esta semiroto, y el falso contacto puede causar chispas.

Los fusibles y los breakers, se deben conectar en el lado de la corriente, y nunca en el neutro, de otra manera el corto circuito podría desarrollarse, ya que tal vez el neutro quede desconectado, sin embargo el conductor con la corriente, aún está vivo y si alguien toca el dispositivo y un objeto que haga tierra, podría dar una descarga eléctrica.

Como mayor seguridad, se utiliza un tercer conductor, que corresponde a la parte redonda en los conectores, esta es conectada a la línea neutra del panel, generalmente no lleva corriente pero conecta el panel a tierra. Si por accidente el conductor de corriente toca accidentalmente, la carcasa o cubierta de dispositivos, el tercer conductor mencionado, provee una ruta para que fluya la corriente, y posteriormente el fusible se rompe, sin el tercer conductor la corriente seguirá viva, y si se toca y se hace tierra, lo cual causara un shock muy fuerte.

Las casas más modernas utilizan, la alimentación de tres conductores que provee la compañía de luz, uno es neutro, los otros dos son de 120 volts con respecto al neutro pero de diferente polaridad, dando los dos un voltaje de 240 volts.


Pág 76

Este arreglo es el trifásico, en contraste con el arreglo de los dos cables (además el tercer conductor para hacer tierra), con un sistema de tres conductores, las lámparas de 120 volts se conectan al neutro y a un alambre con corriente, para dispositivos que requieren 240 volts, como los hornos eléctricos, son conectados entre las dos líneas de corriente.


Pág 77

DESARROLLO EXPERIMENTAL

EXPERIMENTO 1

1.-Construir el circuito mostrado en la figura 5, y tomar las intensidades de corrientes, para llenar la tabla 1, según sea el foco o focos que correspondan, aislando perfectamente los amarres realizados, para evitar accidentes, además de colocar en el circuito las terminales hembra mostradas, para medir la intensidad de corriente total.

Medición F1 (40w)

F2 (60w)

F3 (100w)

I (A)

1

2

3

4

5

6

7

Tabla 1 Mediciones de la Intensidad de Corriente


Pág 78

Donde son la lámpara o lámparas incandescentes que se les debe medir la intensidad de corriente eléctrica. EXPERIMENTO 2 2.- Realizar experimentalmente las mediciones de los parámetros señalados en los circuitos de la figura 6, de las instalaciones eléctricas residenciales, así como también sus cálculos teóricos, y llenar la tabla 2.

IR2 = VR2

R2

IR2 = IT = IF1

VF1 =P

I= RF1 ∗ I

𝑅𝑒 =𝑉𝑇

𝐼𝑇= 𝑅2 + 𝑅𝐹1

RF1 = Re – R VF1 = RF1 * IR2

Parámetro Valor teórico

Valor exp.

% Error

IT

VF1 40 W

VR 100 W

Tabla 2. Resultados obtenidos del experimento 2


Pág 79

EXPERIMENTO 3 3.-Determinar experimentalmente las mediciones indicadas en la instalación eléctrica mostrada en la figura 7, así como calcular los valores teóricos y registrar ambos en la tabla 3. VF= VR3 =VF1=VF2=125 volts

IF1 =P

V

IF2 =P

V

IR3 =V

R3

IT= I F1+ IF2+ IR3 Realizar la comprobación para el valor de la corriente total, mediante el cálculo de la resistencia equivalente.

RF1 =P

I2

RF2 =P

I2

Re = 1

1RF1

+1

RF2+

1R3


Pág 80

I =V

Re

Parámetro Valor teórico

Valor exp.

% Error

IT

IF1 100 W IF2 40 W

IR 100 W VT

Tabla 3. Resultados obtenidos del experimento 3

CUESTIONARIO 1.- Dadas las siguientes cargas monofásicas alimentadas a 127 volts para una casa habitación, calcular la carga para el servicio. Alumbrado general 4465 VA Contactos 4000 VA Aparatos fijos 6790 VA Bomba de agua 27 VA 2.- ¿Cómo se determina el tamaño de los conductores del servicio de entrada a una casa habitación o a una habitación en general, así como el número de circuitos derivados que se requieren para alimentar las cargas y que normas se utilizan?.


Pág 81

3.-Calcular la carga de alumbrado general para una casa habitación de 18 m x 15 m (Nota.- Según la tabla de cargas de alumbrado general en locales es de 20 Watt/m2). 4.-Suponiendo un local en el que, por razones de trabajo se tienen 4 cargas colocadas sin guardar lineamiento alguno. Calcular el centro de carga y la distancia de este a la toma de corriente de acuerdo a la figura 8.

Cargas: W1 = 5000watt W2 = 4000watt W3 = 6000 watt W4= 4000 watt OBSERVACIONES __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ CONCLUSIONES ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BIBLIOGRAFIA

Chester L. Dawes. Tratado de electricidad tomo I y II

Young-Freedman, University Physics. Edit. Adisson Wesley, EU 1996

Gilberto Enríquez Harper. Instalaciones eléctricas industriales. Edit. Limusa


Pág 82

PRACTICA N°7

CIRCUITOS RLC DE CORRIENTE ALTERNA


Pág 83

PRACTICA N° 7. CIRCUITOS RLC DE CORRIENTE ALTERNA

OBJETIVO GENERAL

Al término de la práctica el alumno ubicara experimentalmente los circuitos eléctricos en serie, paralelo y mixtos, con dispositivos resistivos, inductivos y capacitivos, por lo cual es importante conocer el funcionamiento de los mismos y cómo se comportan, además medirá sus voltajes, valores de las resistencias e intensidades de corriente, en corriente alterna.

Manejar circuitos RLC con corriente alterna, observando las interacciones de los dispositivos, también efectuara las mediciones correspondientes para obtener los valores experimentales y compararlos con los valores teóricos.

MATERIAL EMPLEADO

a) 5 resistencias (10 KΩ, 4.7 kΩ, 2KΩ, 1KΩ, 560 Ω) a 2 Watts) b) Una fuente de corriente alterna regulada de 0-127 Volts. c) Multímetro digital. d) Una tabla de perfocel de 40 x 40 cm e) 20 caimanes f) Un capacitor de 6μF a 350 V de C.A. g) 10 zapatas de baquelita con sus respectivos tornillos y tuercas. h) Un cautín de punta. i) Soldadura y pasta para soldar

CONSIDERACIONES TEÓRICAS

Los circuitos de corriente alterna (C.A.) se usan en los sistemas de distribución de energía eléctrica, para alimentar radios, televisiones y otros dispositivos de comunicación, así como una amplia variedad de motores eléctricos. El calificativo alterna significa que la corriente cambia de dirección, alternando periódicamente en una dirección y en otra. Por lo general se trabajan corrientes que varían en forma senoidal.

Se sabe que tanto la fem como la corriente producida varían de modo sinusoidal en el tiempo por lo que se establece que existan valores de frecuencia angular de la fuente de fem de corriente alterna. Se dice que dos cantidades como corriente y diferencia de potencial, están en fase si alcanzan sus valores pico al mismo tiempo.


Pág 84

Cuando se utilizan inductores y capacitores en un circuito de CA se presenta un efecto de oposición al paso de la corriente alterna, llamada Reactancia, cuya unidad en el sistema internacional es el Ohm, destacándose las siguientes características:

La reactancia de un elemento de circuito es una medida de su oposición al flujo de la corriente alterna

La reactancia interviene en un circuito de C.A. como la resistencia en C.D.

La reactancia de un elemento proporciona la diferencia de potencial que se debe aplicar para producir la unidad de corriente a través del circuito a una frecuencia dada.

Las gráficas de Voltaje y Corriente para los elementos R, L y C respectivamente, en un circuito de CA se muestran en las siguientes figuras.

CIRCUITOS RLC EN SERIE

Estos circuitos consisten en un resistor, un inductor y un capacitor en serie con una fuente de corriente alterna, el problema es determinar la corriente instantánea y su relación de fase con la diferencia de potencial suministrada; la corriente instantánea es la misma en todos los puntos del circuito, en el instante descrito se supone que la corriente está aumentando.

Cada término de la suma de las diferencias del potencial de cada elemento tiene una fase distinta respecto a la corriente, por lo que se relacionan obteniendo la suma vectorial de los fasores de diferencia de potencial.

Una vez obtenida la diferencia de potencial y con la corriente dada obtenemos la impedancia del circuito en serie, la cual es la resistencia media cuadrática, (calculada mediante un análisis vectorial utilizando el fasor de corriente y los fasores de la diferencia


Pág 85

de potencial del resistor, capacitor e inductor) la unidad de la impedancia es el ohm, cabe destacar que la impedancia es una función de la frecuencia.

En un circuito eléctrico la energía se suministra por la fuente de fem; almacenada por los elementos capacitivos e inductivos y se disipa en los elementos resistivos, la conservación de la energía requiere que en un tiempo en particular, la velocidad a la que se suministra la energía por la fuente de la fem debe ser igual a la velocidad a la cual se almacene en los elementos capacitivos e inductivos más la velocidad a la que se disipa en los elementos resistivos.

La energía disipada en el resistor fluctúa con el tiempo, de igual modo que con los elementos capacitivos e inductivos, en la mayoría de los casos de corrientes alternas no merece atención la forma como varia la potencia en cada ciclo el interés principal esta en la potencia promedio disipada en cualquier ciclo en particular, la energía promedio almacenada en los elementos inductivos o capacitivos permanece constante durante cualquier ciclo completo, por lo que la energía se transfiere a los elementos resistivos donde se disipa.

Circuito RLC en Serie CIRCUITOS RLC EN PARALELO Son circuitos que tienen dispositivos resistivos, capacitivos e inductivos conectados en paralelo, en estos es conveniente utilizar ω, si se proporciona la frecuencia ordinaria, es conveniente transformarla utilizando:

ω = 2πf En el funcionamiento de los circuitos de C.A. se debe tener en cuenta que para un resistor los voltajes y la corriente siempre están en fase, y los fasores correspondientes en un diagrama de fase tienen la misma dirección.

Para un inductor, el voltaje esta adelantado de la corriente en 90° (Φ=90°)

Para un capacitor el voltaje está atrasado en 90° (Φ=-90°)


Pág 86

Es importante recordar que en los circuitos de corriente alterna, todos los voltajes y corrientes son funciones sinusoidales del tiempo, en lugar de constantes. Por lo tanto, en circuitos en serie, la corriente instantánea es la misma en todos los elementos del circuito, mientras que en circuitos en paralelo la diferencia de potencial instantánea es la misma a través de todos los elementos del circuito.

Circuito RLC en Paralelo DESARROLLO EXPERIMENTAL EXPERIMENTO 1 1.- Arme el circuito Resistivo de la figura 1 y obtenga las mediciones de los parámetros resistivos en serie de corriente alterna, anotando los valores obtenidos en la tabla 1, junto con los valores teóricos calculados previamente. Datos: V= 25 Volts de CA. R1=1000Ω R2 = 4.7 kohm R3= 10000Ω RT=R1+R2+R3

𝐼 =𝑉

𝑅

VR1=IT R1

Figura 1

VR3=IT R3


Pág 87

EXPERIMENTO 2 2.- Arme el circuito RC en paralelo de corriente directa de la figura 2, y note los valores en la tabla 2, realizando sus cálculos respectivos.

Datos: Vfuente= 25 Volts C1= 6 μF R1= 2000Ω

𝐼 =𝑉𝑓𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒

𝑅2

𝑋𝐶 =1

𝑊𝑐=

1

2𝜋𝑓𝑐

𝑍𝑇 =𝑋𝑐𝑅2

𝑋𝑐+ 𝑅2

𝐼 =𝑉

𝑅

IXC = IT – IR2

Variables Valor teórico

Valor experimental

% Error

IT

VR1

VR2

VR3

Tabla 1


Valor experimental

% Error

V

IR2

IC1

Tabla 2


Pág 88

EXPERIMENTO 3 3.- Arme el circuito RL en serie de corriente alterna de la figura 3, anotando sus valores obtenidos en la tabla 3 realizando sus cálculos respectivos.

Datos: E = 25 VCA R1= 560Ω XL= 2πfL = ωL XL= 8 Ω ZT= R1 + XL

𝐼 =𝑉

𝑅

VR1= I R5

VXL= I XL

EXPERIMENTO 4 4.- Arme el circuito RLC en paralelo de corriente alterna de la figura 4, anotando los valores obtenidos en la tabla 4, realizando sus cálculos respectivos.

FIGURA 4


Valor experimental

% Error

IT

VR5

VXL

Tabla 3

8 Ω

560 Ω


Pág 89

Datos: E= 25V R1 = 560Ω Xl = 2 πf L = ωL XL =10 Ω C1= 6μF

Variables Valores teóricos Valores exp. % Error

VR1

VXL

VXC

IT

IR

IXL

IXC

Tabla 4

CUESTIONARIO 1.- Completar la tabla 5 para el circuito de la figura 8 que la acompaña, así como también realizar sus cálculos respectivos.

Resistencias R(KΩ) I (mA)

R1 30

R2 5

R3 15

R4 2

Tabla 5


Pág 90

2.- Completar la tabla 6 y obtener la tensión de la fuente, considerando el siguiente circuito

Resistencias R(KΩ) V (volts) I (mA) P (W)

R1 22 7.5

R2 3.3

R3 2.5

R4 2.5

Tabla 6

OBSERVACIONES __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ CONCLUSIONES __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


Pág 91

PRACTICA N° 8

MANEJO, FUNCIONAMIENTO Y UTILIZACIÓN DE

TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS TIPO NÚCLEO


Pág 92

PRACTICA N°8

MANEJO, FUNCIONAMIENTO Y UTILIZACIÓN DE TRANSFORMADORES

MONOFÁSICOS TIPO NÚCLEO

OBJETIVOS GENERALES

Al término de la práctica el alumno podrá diferenciar entre el voltaje primario, el voltaje secundario o adicionales en un transformador monofásico tipo núcleo.

Conocer los elementos más importantes que componen a un transformador. Observar cómo afectan los cambios de corriente y voltajes, tanto de la bobina primeria como de la secundaria de los dos transformadores.

Manejar diferentes transformadores monofásicos de corriente alterna, observando las diferentes inducciones en los aparatos de medición para obtener valores experimentales y compararlos con los valores teóricos, así como también, encontrar la diferencia entre un transformador monofásico en vacio como con carga.

Conocer el funcionamiento de un transformador y su conexión en sistemas eléctricos.

Determinar la relación de transformación de un transformador. MATERIAL EMPLEADO

a) Fuente de corriente alterna regulada de 0-127 volts.

b) Clavija sencilla

c) Apagador sencillo

d) Amperímetro de 0-10 A de C.A.

e) Voltímetro de C.A.

f) Núcleo de transformador monofásico.

g) Focos incandescentes de 40 Watts

h) Bobinas para el transformador monofásico.

i) Diez caimanes

j) Multímetro digital

k) Capacitor de 6μF a 350 Volts de C.A.

l) 2 transformadores monofásicos de 127 volts de entrada a 32 volts de salida con taps

central

m) Cable para conexiones

n) Wattmetro monofásico

o) Tablero general.


Pág 93

INTRODUCCIÓN

1.1 TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS

Es un dispositivo que se encarga de "transformar" la tensión de corriente alterna que tiene

a la entrada en otra diferente a la salida.

Este dispositivo se compone de un núcleo de hierro sobre el cual se han arrollado varias

espiras (vueltas) de alambre conductor. Este conjunto de vueltas se llaman bobinas y se

denominarán: "primario" a la que recibe la tensión de entrada y "secundario" a aquella

que dona la tensión transformada.

La bobina "primaria" recibe una tensión alterna que hará circular, por ella, una corriente

alterna. Esta corriente inducirá un flujo magnético en el núcleo de hierro. Como el

bobinado "secundario" está arrollado sobre el mismo núcleo de hierro, el flujo magnético

circulará a través de las espiras

de éste. Al haber un flujo

magnético que atraviesa las

espiras del "secundario" se

generará por el alambre del

secundario una tensión. Habría

corriente si hubiera una carga

(si el secundario estuviera conectado a una resistencia, por ejemplo). La razón de la

transformación de tensión entre el bobinado "PRIMARIO" y el "SECUNDARIO" depende

del número de vueltas que tenga cada uno.

La relación de transformación es de la forma

s

p

s

p

V

V

N

N

,


Pág 94

p

s

s

p

I

I

N

N

donde NP, y NS son el número de espiras y VP y VS son las tensiones del primario y del

secundario respectivamente.

Entonces:

Un transformador puede ser elevador o reductor, dependiendo del número de espiras de

cada bobinado.

Si se supone que el transformador es ideal (la potencia que se le entrega es igual a la

que se obtiene de él, se desprecian las pérdidas por calor y otras), entonces:

Potencia de entrada (Pi) = Potencia de salida (Ps).

Pi = PS

Si tenemos los datos de intensidad y tensión de un dispositivo, se puede averiguar su

potencia usando la siguiente fórmula.

Potencia (P) = Tensión (V) x Intensidad (I)

P = V x I (W)

Aplicamos este concepto al transformador y deducimos que la única manera de mantener

la misma potencia en los dos bobinados es que cuando la tensión se eleve la intensidad

disminuya en la misma proporción y viceversa. Entonces:

p

sps

N

NVV


Pág 95

Así, para conocer la corriente en el secundario cuando tengo la corriente Ip (intensidad

en el primario), Np (espiras en el primario) y Ns (espiras en el secundario) se utiliza

siguiente fórmula:

s

p

psN

INI

El transformador es un dispositivo que convierte energía eléctrica de un cierto nivel de

voltaje, en energía eléctrica de otro nivel de voltaje, por medio de la acción de un campo

magnético. Esta constituido por dos o más bobinas de alambre, aisladas entre si

eléctricamente por lo general y arrolladas alrededor de un mismo núcleo de material

ferromagnético. El arrollamiento que recibe la energía eléctrica se denomina

arrollamiento de entrada, con independencia si se trata del mayor (alta tensión) o menor

tensión (baja tensión). El arrollamiento del que se toma la energía eléctrica a la tensión

transformada se denomina arrollamiento de salida. En concordancia con ello, los lados

del transformador se denominan lado de entrada y lado de salida.

REGULACIÓN DE VOLTAJE Y EFICIENCIA DEL TRANSFORMADOR

La regulación de voltaje de un transformador es la cantidad adicional de voltaje que

requiere el transformador con el secundario abierto, necesario para mantener un voltaje

constante al aplicarle carga.

Vc = Voltaje medido en el secundario sin carga (voltaje en vacío)

Vpc = Voltaje medido en el secundario a plena carga

La eficiencia de un transformador es la relación de salida a la relación de entrada:


Pág 96

La potencia de salida se considera como la potencia que entrega el transformador a la

carga y es igual a la potencia de entrada menos las pérdidas.

Dado que un transformador es una máquina estática, es decir, no tiene partes en

movimiento, carece de pérdidas por fricción y desgaste por lo que tiene una alta eficiencia

que depende de las pérdidas por calor generado en el núcleo y en los devanados

DESARROLLO EXPERIMENTAL

EXPERIMENTO 1

1.-Arme el transformador de acurdo a la figura 2 e intercambie diferentes tipos de devanados o bobinas, y obtenga experimentalmente los valores en los aparatos de medición.

Datos teóricos Datos experimentales Cálculos

Vfuente regulable= 65 V Vp = a =Vp

Vs=

Is

Ip

VLINEA =127 V IP = Is = VpIp

Vs

IS=? VS = IS =


Pág 97

EXPERIMENTO 2

2.-Armar el transformador de acuerdo a la figura 3 y encontrar los valores experimentales en los aparatos de medición indicados.

Datos teóricos Datos experimentales Cálculos

Vfuente regulable= 60 V Vp = a =Vp

Vs=

Is

Ip

VLINEA =127 V Vs = IP = VS IS

VP

Ip=? IS = IP =

Variables Experimento 1

Experimento 2

VP

IP

VS

IS

a

Tabla N°1


Pág 98

EXPERIMENTO 3

3.- De acuerdo a la figura 4 arme el transformador y mida el voltaje aplicado en el primario, el voltaje entre terminales extremas y entre una de las terminales extremas y el taps central del secundario, anotando los valores en la tabla 2.

Variables Valor experimental

VP = VOLTAJE EN EL PRIMARIO =

VS1 = VOLTAJE EN EL SECUNDARIO =

VS2 = VOLTAJE EN EL SECUNDARIO =

a1 = RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN =

a2 = RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN =

Tabla N°2

EXPERIMENTO 4

4.- Arme el transformador de acuerdo a la figura 5 y mida el voltaje del secundario entre terminales extremas del transformador tanto en vacio como con carga capacitiva y resistiva, anotando cada uno de los casos en la tabla N°3.


Pág 99

Variables Valores experimentales

V0 = VOLTAJE EN VACÍO =

VC1 = VOLTAJE EN EL CAPACITOR =

VR1 = VOLTAJE EN LA RESISTENCIA =

%Reg1 = % DE REGULACIÓN =

%Reg2 = % DE REGULACIÓN =

Tabla N°3

CUESTIONARIO

1.-Encontrar todas las tensiones eléctricas medidas con diferentes devanados y explique en cada caso que tipo de transformadores tenia. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2.- Explique como ocurre la transferencia de energía de un circuito a otro (del devanado primerio al secundario). __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3.-Explique brevemente que tipo de perdidas se determinan con la prueba de vacio y diga por que pueden ser determinadas mediante dicha prueba. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 4.-¿Qué tipo de perdidas están siendo determinadas con la prueba de corto circuito y por que pueden ser cuantificadas así? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


Pág 100

OBSERVACIONES ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ CONCLUSIONES ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BIBLIOGRAFIA

Fitzgerald SC. D. Fundamentos de ingeniería eléctrica 4° edición, McGraw Hill

Chester L. Dawes Tratado de electricidad tomo I y II

Transformador en vacío

practicas ing eye 2015_abril

Documents