Cuestionario ondas no sinusoidales

Medidas Eléctricas – Cuestionario Ondas no sinusoidales - 2015
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1. A los efectos de analizar un monitor de computadora alimentado por la red eléctrica,
se dispone de 2 multímetros con una pinza de corriente. La corriente que pasa por la
pinza posee la forma de onda que se muestra en la figura 1.
Figura 1.
a) Aproximando cada uno de los picos de la onda de corriente por picos rectangulares
(obteniéndose una onda como la de la figura 2), calcular el error que presentará la
medida de corriente si el multímetro responde al valor absoluto medio.
Figura 2.
b) Uno de los multímetros se usa para la medida de tensión y el otro para la corriente.
¿Qué error existirá en la medida de la potencia, si simplemente se procede a
multiplicar la indicación de ambos multímetros?
c) Idem b), pero con la potencia aparente.
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2) Para medir el consumo de un monitor, se prepara el experimento de la figura 3. La
corriente es de aproximadamente 0,3 A rms y el factor de cresta 4,5. Para mejorar la
resolución de la medida se arrollarán varias espiras del cable sobre la pinza.
Figura 3.
a) Calcular el número de espiras para que la resolución sea el 1% de la lectura si el
instrumento posee una resolución de 0,01 A.
b) La pinza tiene una relación 1 mV/A. Calcular el pico de la tensión que recibe el
analizador y verificar si supera el equivalente a 3 A de corriente primaria por la pinza.
3) La forma onda aproximada de la corriente de un dimmer alimentado por la red de
potencia, se muestra en la figura 4. En la misma v(t) es el voltaje de la red, que en
principio se supone una fuente ideal de tensión sinusoidal.
Figura 4
a) Calcular las potencias activa y aparente en función del ángulo alfa.
b) ¿Es posible estimar el ángulo alfa, y por tanto la potencia, si solo contamos con
multímetros con respuesta al valor aav?
c) ¿Cuánto vale la distorsión armónica de la corriente, referida a la componente
fundamental, si alfa=90°? Calcular los factores de forma y de cresta. ¿Pueden existir
otras formas de onda con iguales valores de distorsión, factor de forma y factor de
cresta?
4) Un equipo electrónico es alimentado por una UPS (fuente de alimentación no
interrumpible) cuya forma de onda de tensión es cuadrada, de valor eficaz 220 V, 50
Hz. La corriente del equipo se puede aproximar por un par de pulsos, simétricos, de
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ancho t1 y altura Ip, tal como se muestra en la figura 5. Se pretende medir diversos
parámetros, entre ellos el factor de potencia del equipo.
Fig. 5
V
I
a. Usando instrumentos digitales (voltímetro, amperímetro y vatímetro), ¿qué tipo de
respuesta debe poseer cada uno para poder medir el factor de potencia verdadero?
b. Calcular el factor de potencia λ en función de t1 y T. Graficar y comparar contra carga
resistiva pura.
c. ¿Cuál sería el factor de potencia calculado λ´, si para medir la corriente se usa un
multímetro digital basado en rectificadores? Graficar el error e= λ´-λ del factor de
potencia en función de t1/T. ¿Este error se anula en algún caso? Explicar. En particular
¿qué error se cometería para t1=1 ms?