MEDIDAS ELCTRICASCODIGO: E46326LABORATORIO N 1 ANLISIS FASORIALES EN CIRCUITOS ELCTRICOS TRIFSICOS

Alumnos : Guilln Meza, Nohelia Aleyda Huarache Manzanedo, Darlymn Joshabed Miranda Velsquez, Jhon Reymer Ramos Arapa, Ernesto Mauricio

Grupo : DProfesor(a):Mara Teresa Mendoza Ll.Nota:

Semestre :III

Fecha de entrega :170215Hora:8:00 A.M.

ANLISIS DE TRABAJO SEGUROLABORATORIO E4

LAB N1DESCRIPCIN:FECHA:17 - 02 -15

DOCENTE:Mara Teresa Mendoza Ll.AMBIENTEE4

ALUMNOSGuillen Meza, Nohelia Aleyda

Huarache Manzanedo, Darlymn Joshabed

Miranda Velasquez, Jhon Reymer

Ramos Arapa, Ernesto Mauricio

Equipos de proteccin personalObservaciones de los EPP:

NPASOS BSICOS DEL TRABAJORIESGO PRPESENTE EN CADA PASOCONTROL DE RIESGO

1Recepcin de materiales de trabajoCada de algn material de trabajoVerificar que los materiales se encuentren en buen estado y trasladarlos en forma ordenada a la mesa de trabajo.

2Energizacin del ErfiRiesgo elctricoVerificar que todo este apagado antes de energizarlo.

3Implementacin de los circuitosCada del mdulo de la carga inductiva o capacitiva hacia nuestros piesConectar los cables cuidadosamente y donde corresponda desde la fuente de tensin hasta el circuito.

4Energizacin de los circuitosRiesgo elctricoRevisar antes el sistema de conexiones.

5Toma de datos con el multmetroMala toma de datosUtilizar el multmetro correctamente.

6Toma de datos con el ampermetroMala toma de datosUtilizar el ampermetro correctamente.

7Des energizacin del ErfiRiesgo elctricoVerificar que todo quede apagado y en su lugar.

8Desmontaje de los circuitosRuptura de algn material de trabajoDesconectar los cables con cuidado y delicadeza para evitar daarlos.

9Entrega de materiales Cada de algn material de trabajoEntregar la caja de herramienta al docente y los dems materiales en orden y no jugando.

10Orden y limpiezaTropezn con el mdulo de la fuenteLimpiar el lugar de trabajo manteniendo el orden.

Grupo:DEspecialidad:C4Aprobado por (DOCENTE)

I. OBJETIVOS Determinar el comportamiento de resistencia, inductancia y condensadores en circuitos en corriente alterna monofsicos y trifsicos. Calcular el valor de capacitancias para la correccin del factor de potencia en circuitos monofsicos. Evaluar el comportamiento del neutro en circuitos trifsicos en conexin estrella.

II. RECURSOS 02 Multmetros digitales 01 Pinza amperimtrica 01 Vatmetro tipo MAVOWATT 4 01 Carga inductiva modelo SE2662-8B 01 Carga capacitiva modelo SE2662-8G 01 Fuente de tensin trifsica variable Conductores de conexin

Fig 01: Fuente de tensin ErfiFig 02: Recursos

Fig 03: Resistencias Fig 04: carga inductiva

III. FUNDAMENTO TERICO

ANLISIS FASORIAL DE LA CORRIENTE ALTERNA

INTRODUCCIONLa corriente alterna tiene forma sinusoidal, por lo que deben ser estudiadas como tales, empleando diferentes herramientas matemticas, tales como el anlisis fasorial.

Figura N1: Onda alterna

CIRCUITO R, L,C SERIEEl origen de fases se elige a voluntad. En la siguiente figura 1 se ha tomado como tal la fase de la intensidad, por ser esta comn a todos los componentes.

Figura N2: Circuito RLC Serie

CIRCUITO R, L, C PARALELOEn el caso de la figura 3, se ha tomado como origen de fases la tensin, por estar comn a los tres componentes. En relacin con dicha tensin, IR est en fase, en tanto que IL e IC quedan 90 en adelanto, respectivamente, resultando ambas en oposicin entre s. La diferencia IL-IC ejemplo se ha supuesto inductiva por predominio de IL, lo que significa que dicha resultante estar 90 retrasada respecto a la tensin.

Figura N3: Circuito RLC paralelo

CIRCUITOS TRIFASICOS

SISTEMA TRIFASICO DE CORRIENTE ALTERNAEl suministro total de energa elctrica se produce por intermedio de una red de corriente alterna con tres fases. S e denomina normalmente como red de corriente trifsica.

Figura N4. Carga de la resistencia simtrica en la conexin en estrella

Figura N5. Carga de la resistencia simtrica en conexiones triangulo

IV. PROCEDIMIENTO

Advertencia:En este laboratorio de manejan instrumentos de delicada naturaleza, tenga cuidado al manipularlos y al hacer las conexiones para no daarlos, si tiene alguna duda sobre el particular, consulte con el profesor!

A) Circuitos de corriente alterna monofsicos en SERIE1.-Implementar el circuito de la figura N1.

Figura N1

2.-El profesor debe revisar y aprobar las conexiones del circuito antes de energizarlo.3.-Leer y registrar las lecturas simultaneas del voltaje de lnea, de la cada de voltaje en la resistencia, de la bobina reactor, de la cada en el capacitor y de la corriente de lnea.4.-La tensin de la fuente debe ser constante durante la experiencia e igual a 120V.

Tabla N1

Obs.Caractersticas de la carga R L CRegistro de lecturas de instrumentosCondiciones

RLCEFERELECI

14705H2,7F120v46.18v194.7v95.1v96 mAXL > XC

Tabla 1

5.-Reducir la tensin a cero y desconectar la fuente.6.-Utilizando los datos de la tabla anterior calcular los datos que se solicitan en la tabla N2.

Tabla N2

Obs.Volt. En la fuenteZ del CircuitoR del CircuitoXL de la BobinaXC del CapacitorF.P

1109.785v1143.59481.042018.125990.6250.42

Tabla 2

7.-Formulario. y

Se realizarn los clculos:

8.-Cuestionario

a) Qu significa que un circuito de corriente alterna est funcionando en resonancia?Significa que existen elementos reactivos (bobinasycondensadores)cuando es recorrido por unacorriente alternade unafrecuenciatal que hace que lareactanciase anule, en caso de estar ambos en serie, o se hagainfinitasi estn en paralelo. Para que exista resonancia elctrica tiene que cumplirse que Xc = Xl. Entonces, la impedancia Z del circuito se reduce a una resistencia pura.

b) Explique porque en circuitos de corriente alterna en serie, sin una carga de resistencia, puede ser peligroso.Se necesitan resistencias para bajar el voltaje y que estas absorban la potencia que deben disipar en calor: en contraposicin a esto, se puede almacenar fcilmente en bateras, variando la tensin se puede variar la velocidad de los motores de corriente continua, no produce interferencias por pulsos electromagnticos y se puede producir alterna partiendo de una batera con un par de transistores que hacen que la tensin entre sus terminales, positivo y negativo, vari una cantidad x de veces en un sentido u otro.

c) Si aumenta la frecuencia en un circuito de corriente alterna en serie semejante usado en el experimentado, qu efecto tendr en:La resistencia del resistor: Su valor resistivo no vara.La reactancia inductiva: Su valor resistivo aumentara.La reactancia inductiva del capacitor: Su valor resistivo disminuira. d) Por qu un inductor permite el paso de corrientes de frecuencias bajas pero impide el paso de corrientes a altas frecuencias?Esto ocurre porque en un inductor, cuando se conecta a la electricidad (CD), se tiene una gran resistencia, debido a que se necesita establecer el campo magntico, una vez establecido este, la corriente circula casi libremente (a excepcin de la resistencia hmica).Ahora, al cambiar la direccin de la corriente, esta corriente, tendera a invertir el campo magntico, por lo tanto la corriente se frenara, lo cual se puede considerar como resistencia no hmica (reactancia inductiva). Cuando estos cambios de direccin son rpidos, la resistencia promedio, es elevada. Ahora, entre ms alta sea la frecuencia, menos tiempo va a tener para magnetizarlo en un sentido, y bajar la resistencia.

B) Circuitos de corriente alterna monofsicos en PARALELO1.-Implementar el circuito de la figura N2

Figura N2

2.-El profesor debe revisar y aprobar las conexiones del circuito antes de energizarlo.3.-Leer y registrar los voltios de la fuente, la corriente de la misma, la corriente en cada ramal y calcule la potencia efectiva.4.-Determinar la capacitancia del capacitor, en microfaradios, necesaria para elevar el factor de potencia del circuito en paralelo hasta que sea lo ms aproximadamente posible igual a la unidad.

Tabla N3

Obs.Ef fuenteIf fuenteIRICILPCondiciones del circuito

1120v266mA253mA56mA119mA31.92Todos en paralelo

Tabla 35.-Reducir la tensin a cero y desconectar la fuente.6.-Utilizando los datos de la tabla anterior calcular los datos que se solicitan en la tabla N4.

Tabla N4

Obs.Z. lneaF.P.Angulo de F.P.

1463.60 0.266 14.89

Tabla 4

7.-Formulario.

Se realizarn los clculos:

j

8.-Cuestionario.

a) Cul es el principal uso de los bancos de capacitores en los trabajos de potencia industrial?Los bancos decapacitores de potenciason agrupamientos de unidades montadas sobre bastidores metlicos, que se instalan en un punto de la red de MT (en subestaciones o en alimentadores de distribucin) con el objeto de suministrar potencia reactiva y regular la tensin del sistema.El diseo de los bancos de los bancos debe atender a los siguientes criterios:

Lograr la potencia reactiva deseada en un punto del sistema, dividiendo este valor en una determinada cantidad de capacitores monofsicos de una potencia unitaria normalizada.

b) Dense las razones por las que se operan los circuitos de corriente alterna con factores de potencia de valor elevado.Porque se evita un exceso de corriente innecesario, as tambin no se pierden los conductores por una elevada temperatura y no se obtienen fuertes cadas de tensin. En la generacin de la energa se utiliza una menor capacidad de voltaje.

c) Dibuje y explique cmo se conecta un banco de condensadores para una carga industrial.

Circuito de aplicacin recomendado para compensacin de carga reactiva

C) Circuitos de corriente alterna trifsicos en conexin ESTRELLA.

C.1) Carga balanceada sin conductor neutro.

1.- Implementar el circuito de la figura N3.

Figura N3

2.-El profesor debe revisar y aprobar las conexiones del circuito antes de energizarlo.

Conexin en Estrella

3.-El valor de las inductancias de las bobinas y el valor de las resistencias de los resistores deben ser iguales a:R1=R2=R3=100 y L1=L2=L3=1.25H

4.-Leer y registrar el valor de las corrientes, voltajes de toda la lnea y de las fases y voltajes de los componentes de las fases.Voltajes:Tabla N5

Obs.Voltajes de LneaVoltajes de faseVoltajes de componentes de faseCondiciones del circuito

L1-L2L2-L3L3-L1L1-NL2-NL3-NR1R2R3L1L2L3

1120 V117.5 V120.1 V71.1 V67.6 V67.8V13.96V13.98V13.13 V65.82V62.91 V64.23VEstrella sin neutro

Tabla 5Corrientes: Obs.1. IL1 = 137mAIL2 = 137mAIL3 = 137mA

Tabla N6

Obs.Fase 1Fase 2Fase 3

S1 P1Q1F.P.S1 P1Q1F.P.S1 P1Q1F.P.

19.74071.912529.017390.9269.26121.915268,618670.939.28861.798818.79950.947

5.- Utilizando los datos anteriores calcular los datos que se solicitan a continuacin.

Tabla6

S 3 P 3 Q3Obs.1 28.2905 5.62659 26.43557

6.-Calculos:

EL-N*IL S 3 = S 1 ER*IL P 3 = P1 EL*IL Q3= Q1Se realizarn los siguientes clculos:

METODO 1

Fase 1

Fase 2

Fase 3

W

METODO 2

Fase 1

Fase 2

Fase 3

METODO 3

C.2) Carga balanceada con conductor neutro1.-Implementar el circuito de la figura N4.

Figura N4.

2.-El profesor debe revisar y aprobar las conexiones del circuito antes de energizarlo.3.-El valor de las inductancias de las bobinas y el valor de las resistencias de los resistores deben ser iguales a:R1=R2=R3=100 y L1=L2=L3=1.25H

4.-Leer y registrar el valor de las corrientes, voltajes de toda la lnea y de las fases y voltajes de los componentes de las fases.

Voltajes:Tabla N7

Obs.Voltajes de LneaVoltajes de faseVoltajes de componentes de faseCondiciones del circuito

L1-L2L2-L3L3-L1L1-NL2-NL3-NR1R2R3L1L2L3

1120 V118.4 V120.3 V70.9V67.7 V68.5V14.06V14.01V13.80 V66.5V63.03 V64VEstrella con neutro

Tabla 7Corrientes: Obs.1. IL1 = 138mAIL2 = 138mAIL3 = 135mAIN = 7mA

5.- Utilizando los datos anteriores calcular los datos que se solicitan a continuacin.

Tabla N8

Obs.Fase 1Fase 2Fase 3

S1 P1Q1F.P.S1 P1Q1F.P.S1 P1Q1F.P.

19.79421.940289.1770.9389.34161.933388,6980.9319.24751.8638.640.934

Tabla 8 S 3 P 3 Q3Obs.1. 29.3743 5.73666 26.515Se realizarn los siguientes clculos:

6.-Calculos:EL-N*IL S 3 = S 1 ER*IL P 3 = P1 EL*IL Q3= Q1

Cuestionario

a) Cul es la relacin entre el voltaje de la lnea y el voltaje de fase en un sistema trifsico conectado en estrella?Las tensiones de fase y de lnea en configuracin estrella (en caso de equilibrio) se relacionan por 3UF= UL, relacin obtenida al aplicar la segunda ley de Kirchhoff a los fasoresUan,UbnyUabde modo que resulta (transformando los fasores en vectores (x,y) para facilitar el clculo):Uan-Ubn=Uab= 3Uan*(1(30)) siendo Uan= UFy Uab= UL. Esta relacin es visualizable dibujando el diagrama de estos fasores de tensin.

Cada una de las tensiones de lnea, se encuentra adelantada 30 respecto a la tensin de fase que tiene el mismo origen. Esto se aprecia claramente si representamos vectorialmente el diagrama de tensiones de fase y de lnea en una estrella:

Recuperado el 14 de febrero del 2014http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/3000/3020/html/vectores.jpeg b) Qu funcin tiene el conductor neutro?

La funcin principal del neutro, es la seguridad del entorno, y la estabilidad del campo elctrico, del transformador y de las instalaciones que estarn conectadas.

c) Cmo es el comportamiento del factor de potencia para cargas balanceadas?

Recuperado el 14 de febrero del 2014 http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/3000/3020/html/vectores_cargas_estrella.jpeg

Se denomina carga equilibrada cuando las tres impedancias son del mismo valor y tienen el mismo factor de potencia. Adems estn distribuidas simtricamente con respecto a las fases.Para una carga balanceada, el ngulo de fase debe ser tambin el mismo para cada impedancia.

1) El factor de potencia de una carga equilibrada es igual al factor de potencia de las ramas.2) El factor de potencia para cargas equilibradas es el coseno del ngulo que forma el fasor de corriente de rama con su respectivo fasor de tensin de rama medidos desde el fasor de corriente al fasor de tensin. Ese ngulo es Teta.

D) Circuitos de corriente alterna trifsicos en conexin TRIANGULO

1.-Implementa el circuito de la figura N5

Figura N5.2.-El profesor debe revisar y aprobar las conexiones del circuito antes de energizarlo.

Conexin en delta

3.-El valor de las inductancias de las bobinas y el valor de las resistencias de los resistores deben ser iguales a:

R1=R2=R3=100 y L1=L2=L3=1.25H

4.-Leer y registrar el valor de las corrientes, voltajes de toda la lnea y de las fases y voltajes de los componentes de las fases.

Voltajes:

Tabla N9

Obs.Voltajes de LneaVoltajes de componentes de faseCondiciones del circuito

L1-L2L2-L3L3-L1R1R2R3L1L2L3

1120 V118.3 V119.9 V24.24V25.52 V25.18V112.1V109.6 V111.4VEstrella sin neutro

Tabla 9Corrientes:Obs.1.IL1 = 437mAIL2 = 434mAIL3 = 436mAIL1-L2 = 243mAIL2-L3 = 251mA IL3-L1 = 248mA

5.- Utilizando los datos anteriores calcular los datos que se solicitan a continuacin.Tabla N10

Obs.Fase 1Fase 2Fase 3

S1 P1Q1F.P.S1 P1Q1F.P.S1 P1Q1F.P.

129.166.060427.240.9329.6986.405527.50960.92627.73566.2446427.62720.929

Tabla 10 S 3 P 3 Q3Obs.1. 88.5885 VA 18.70854 W 82.3768 VAR

6.-Calculos:

EL.-LN*IF S 3 = S 1 ER*IF P 3 = P1 EL*IFQ3= Q1

Medidas ElctricasNro. DD-106

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ANLISIS FASORIAL EN CIRCUITOS ELCTRICOS TRIFSICOSCdigo:46326

Semestre:III

Grupo:D

Fase 1

VA

W

Fase 2

W

VAR

Fase 3

64W

Cuestionario:a) Cul es la relacin entre el voltaje de la lnea y el voltaje de fase en un sistema trifsico conectado en triangulo?Las tensiones de fase y de lnea coinciden, independientemente de la secuencia de fases del sistema.

b) Cmo es el comportamiento del factor de potencia para cargas balanceadas en conexin en tringulo?El factor de potencia para cargas balanceadas en conexin tringulo es el mismo que el factor de potencia en cada fase.

V. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES OBSERVACIONESNOHELIA GUILLN MEZA1. La manera ms sencilla de analizar tericamente el circuito es a travs de un diagrama vectorial. 2. Realizando los circuitos monofsicos en serie y paralelo se observ que en el primero la corriente de la bobina se adelanta 90 y que en el capacitor se retrasa 90, en el circuito conectado en paralelo ocurre esto pero de manera inversa.3. En el circuito monofsico conectado en serie, al tomar cada vector con su mdulo y ngulo, se puede restarlos vectorialmente y as se obtuvo un vector VL-VC, que result ser inductivo por el valor mayor de la bobina sobre la del condensador.4. En el circuito monofsico conectado en paralelo se calcul la Admitancia (Yo), utilizando nmeros complejos en su expresin binmica y luego se le traslado a su expresin polar, obteniendo as mediante clculos la intensidad de lnea y con esta el factor de potencia correspondiente.5. Desarrollando los circuitos de corriente alterna trifsicos, se implement el primero que fue un circuito estrella sin el conector neutro, en el cual se observ que la corriente de las tres lneas era exactamente la misma.6. Al realizar el segundo circuito estrella pero con el conector neutro, se observ una ligera variacin en las corrientes de las lneas, obteniendo as una corriente en el conector neutro.7. Implementando el circuito en triangulo se tuvo que seguir un circuito referente para poder realizar todas las medidas necesarias, as se obtuvo las diferentes intensidades de cada lnea y de las distintas lneas entre s, para obtener las potencias correspondientes.

DARLYMN HUARACHE MANZANEDO1. La lectura de Henrios en las bobinas no era igual que la pedida en la gua, las dems lecturas de faradios y ohmios fue casi similar y otros casi iguales.2. A realizar el circuito RLC en paralelo se agreg un conector para poder medir correctamente la corriente de la resistencia.3. Fue necesario hacer un anlisis fasorial en los circuitos para encontrar la respuesta correcta usando nmero complejos.4. El circuito en delta que realizamos primeramente no fue aprobado sin embargo el siguiente circuito tena que cumplir condiciones donde se pudiera medir la tensin entre lneas.5. Antes de energizar el mdulo Erfi siempre se debe tener en cuenta que debe estar a 0 v para evitar cualquier accidente o saturacin de voltaje en los equipos.JHON MIRANDA VELSQUEZ1. Los instrumentos usados presentan medidas que si bien es cierto guardan relacin con las medidas que se pueden hacer tericamente, pues no son del todo exactas.2. Al momento de hacer uso de la carga inductiva modelo SE2662-8N y carga capacitiva modelo SE2662-8G para nuestros circuitos: RL, RC y RLC, estos no tuvieron exactitud en sus medidas de Henrios y Faradios respectivamente, lo cual hizo que vari nuestros resultados.3. Se vio necesario usar nuestros zapatos dielctricos ya que realizamos tareas hasta con circuitos elctricos trifsicos.4. La distribucin de roles en las tareas para esta sesin, se vieron reflejadas en la culminacin de este laboratorio a tiempo y sin demoras.ERNESTO RAMOS ARAPA1. Al realizar la experiencia de conexin del circuito en estrella con conexin a neutro los valores de voltaje son ms similares.2. Se observ que la conexin en estrella consume menos potencia que la conexin en delta. CONCLUSIONESNOHELIA GUILLN MEZA1. Determinamos el comportamiento de todos los componentes de un circuito de corriente alterna monofsico en serie y paralelo.2. Se determin en la experiencia realizada que en un circuito serie se toma como referencia el vector de la intensidad, por ser igual en todo en circuito, y en uno paralelo se toma en vector de la tensin, ya que en este caso este es el constante.3. Calculamos el valor de cada una de las inductancias y capacitancias, evaluando as el factor de potencia del circuito monofsico, evaluando su correccin para que el valor de este sea el ms cercano a la unidad.4. Evaluamos el comportamiento del neutro en un circuito trifsico en conexin estrella, teniendo como resultado que al obtener una carga trifsica desequilibrada, el conductor neutro es impredecible para poder mantener la estabilidad de las tensiones de fase de la carga y as evitas sobretensiones o cadas de tensin.

5. Para cada una de las pruebas realizadas se evaluaron conocimientos bsicos, trabajando con instrumentos de medicin como un multmetro y una pinza amperimetrica, en las cuales se consign las medidas y se adecu el instrumento en funcin a la medicin y su magnitud.

DARLYMN HUARACHE MANZANEDO1. En una conexin con neutro, este consume una mnima cantidad de corriente; normalmente los generadores trifsicos estn conectados en Y para as tener un punto neutro en comn a los tres voltajes2. El factor de potencia se puede corregir incorporando capacitores o condensadores, como tambin inductancias; estos son usados en conjunto conocidos como banco de capacitores para aumentar el factor de potencia en industrias.3. Un factor de potencia adelantado significa que la corriente se adelanta con respecto a la tensin 90, lo que implica carga capacitiva. Un factor de potencia atrasado significa que la corriente se retrasa 90con respecto a la tensin, lo que implica carga inductiva.4. En una conexin en estrella la relacin entre el voltaje de lnea con el voltaje de fase es por ello el voltaje de lnea es igual a: ; la corriente de lnea con la de fase es la misma.5. En una conexin en delta la relacin entre la corriente de lnea con la corriente de fase es por ello la corriente de lnea es igual a: ; el voltaje de lnea con la de fase es la misma.JHON MIRANDA VELSQUEZ1. En un circuito con una o varias resistencias y condensadores en serie, se observa que la corriente se le adelanta a la diferencia de potencial en un capacitador en 90, esto se puede representar en un diagrama fasorial.2. En un circuito RLC en serie, si el valor de es mayor que el el ngulo es positivo, si es menor el tringulo de voltajes se invierte en uso de base al valor de , que nos dara el ngulo como negativo.3. El ngulo de desfase de la reactancia capacitiva adelanta la corriente y la reactancia inductiva retrasa la corriente respecto al voltaje del circuito.4. Los circuitos de corriente alterna presentan particularidades muy interesantes que a veces pueden ser muy provechosas y otras suelen ser muy perjudiciales. Un ejemplo de ellos es el fenmeno de resonancia que se da en circuitos compuestos por bobinas y capacitores.ERNESTO RAMOS ARAPA1. Se concluy en el circuito de resistencia, inductancia y condensador en serie en corriente alterna monofsica nos dio que era de carcter inductivo porque Xl > Xc.2. Se concluy en el circuito de resistencia, inductancia y condensador en paralelo en corriente alterna monofsica nos dio que era de carcter inductivo porque al tener mayor valor XL su corriente es mucho mayor y eso nos da el carcter ya mencionado.3. Realizado el montaje del circuito en estrella con conexin a neutro, los valores de voltaje en cada componente en cada fase son similares que la conexin sin neutro, puesto que hay una salida de 7mA en Neutro.4. Para mejorar el Factor de potencia resulta prctico y econmico, por medio de la instalacin de condensadores.