Laboratorio de Mediciones Eléctricas

Mediciones Eléctricas
Trabajos Prácticos de Laboratorio
Jefe de Cátedra: Ing. Estoroni
Jefe de Trabajos Prácticos: Ing. Martínez
Año: 1.998
Grupo D:
Martin Guareschi
Martin Hernan
Javier Vega
Ricardo Naciff
Roberto Canton
Fernando Bertromeu
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Clase y Contraste de un Instrumento
1
Universidad Tenologica Naciona
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Índice:
Objetivo:........................................................................................................ 2
Fundamento teórico: ..................................................................................... 2
Clase de un instrumento.................................................................................... 2
Exactitud: ......................................................................................................... 2
Precisión: ......................................................................................................... 2
Tipos de mediciones:......................................................................................... 2
Formas de representar el error .......................................................................... 3
Circuito utilizado en la practica: ................................................................... 3
Circuito Electrico Teorico: .................................................................................. 3
Ciircuito Electrico Practico:................................................................................. 4
Maniobra operativa: ...................................................................................... 4
Características de instrumentos utilizados:.................................................. 5
Donde: ............................................................................................................. 5
Valores obtenidos:......................................................................................... 6
Precauciones a tener en cuenta:................................................................... 6
Aplicaciones: ................................................................................................. 6
Conclusiones: ................................................................................................ 6
Integrantes del Grupo “D” ............................................................................ 7
Pág. 1
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Clase y Contraste de un Instrumento
1
Universidad Tenologica Naciona
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Objetivo:
Nos proponemos identificar las características de un instrumento de medición, en
este caso un voltímetro. Las características a determinar son:
a) La determinación de errores relativos, absolutos y porcentuales.
b) Los errores porcentuales al principio, primera mitad, segunda mitad y fin de la escala
del instrumento.
Fundamento teórico:
Existen diversas causas que producen que un instrumento no indique los valores
medidos con exactitud. Dos de las causas mas importantes son el rozamiento y las
variaciones de temperatura.
Como sabemos medir significa comparar, para lo cual es necesario tener una base
de comparación con el objeto de uniformar dichas condiciones. Para realizar esta
comparación es que se utilizan los instrumentos patrones. Este instrumento patrón es de
mejor clase del instrumento a contrastar.
Como dijimos hay muchos factores que hacen que un instrumento de medición no
indique con exactitud su lectura. Por ello se ha normalizado indicar como calidad de un
instrumento el grado de exactitud de sus lecturas, a la cual la denominamos clase y se
indica con un número que representa su error máximo.
Clase de un instrumento
La clase es el error porcentual máximo que produce ese instrumento respecto al
valor máximo (fondo de escala) que puede indicar.
A medida que poseemos menor clase, decimos que el instrumento es mas
exacto.
Exactitud:
Es el grado de aproximación al valor real o al valor convencionalmente verdadero.
Precisión:
Es la respetabilidad o reiteración de los datos, o también denominada definición
nítida.
Tipos de mediciones:
Básicamente las mediciones que existen o en la forma en que las mismas se
pueden realizar son de tres tipos:
Pág. 2
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Clase y Contraste de un Instrumento
1
Universidad Tenologica Naciona
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Mediciones Directas: son aquellas en que la comparación entre la variable que se
desea medir y la respectiva unidad se realiza en forma simultánea. Ejemplo: Puente de
Wheatstone, para medir resistencias.
Mediciones Semidirectas: son aquellas en las que la comparación no es
simultánea, si no diferida. Ejemplo: las mediciones realizadas con un instrumento
analógicos.
Mediciones Indirectas: como su nombre lo indica es obtener un parámetro
midiendo otros que se relacionan con el anterior por medio de una expresión o leyes
conocidas directamente.
Formas de representar el error
Error Absoluto: es la diferencia entre el valor exacto o verdadero (que se supone
conocido).
E A =V L −VV
Error Relativo: es el error absoluto dividido por el valor verdadero.
ER =
E A V L −VV
=
VV
VV
Error Relativo Porcentual: es el error relativo referido a 100.
E R [%] = E R ⋅ 100 =
EA
V −VV
⋅ 100 = L
⋅ 100
VV
VV
Circuito utilizado en la practica:
Circuito Electrico Teorico:
∼
Vp
Vc
Figura 1
Pág. 3
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Clase y Contraste de un Instrumento
1
Universidad Tenologica Naciona
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Ciircuito Electrico Practico:
Autotransformador
Tablero
Secundario
Si
No
N F
F N
Ent.
Voltímetro
Patrón
Voltímetro
a Contrastar
0---150
0---150
Clase 0,5
Clase 1
+- 150
+- 150
Figura 2
Maniobra operativa:
En primer lugar se procede a efectuar la conexión anteriormente ilustrada en la
Figura 2.
a) Conectamos los dos voltímetros en paralelo.
b) Cuidamos de colocar el alcance adecuado en ambos instrumentos para evitar
deteriorarlos.
c) Pusimos el variador de tensión del autotransformador en la posición inicial 0
Volt.
e) Conectamos el autotransformador con el tablero secundario.
f) Tuvimos la precaución de conectar el neutro del tablero con el neutro de la
entrada del autotransformador, la misma precaución tuvimos para con la fase.
Se comenzó a tomar las distintas mediciones, previamente habiendo electrizado
todo el circuito:
a) Empezamos a darle tensión al circuito, girando el regulador de tensión del
autotransformador.
b) Llegamos a la primer medida, a ¼ de la escala del voltímetro patrón y
observamos la medida en el voltímetro a contrastar.
c) Luego, en forma similar a la primer medición, realizamos tres mediciones mas,
a ½ escala, a ¾ escala y a fondo de escala.
Pág. 4
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Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Clase y Contraste de un Instrumento
1
Universidad Tenologica Naciona
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Características de instrumentos utilizados:
Los Elementos utilizados en esta experiencia son:
8 cables de conexión.
Un autotransformador variable:
Marca: CAMEC
Tensión de entrada: 220 Volt.
Tensión de salida: desde 0 a 250 Volt.
Corriente máxima: 12 Amper.
Potencia Aparente: 3 KVA.
Un voltímetro Voltímetro Patrón:
Tipo: analógico.
Clase: 0,5
Corriente: Alterna.
Alcance: 0 a 150 Volt.
El Voltímetro a Contrastar:
Tipo: analógico.
Clase: 1
Corriente: Alterna.
Alcance: 0 --- 150 Volt.
Donde:
Instrumento de hierro móvil y bobina fija.
Instrumento para utilizarlo estando su cuadrante en posición horizontal.
∼
0,5
2
En su parte superior indica la clase y en la parte inferior el tipo de corriente
(continua o alterna).
El máximo rango de tensión en (KV) al que se puede someter el instrumento.
Pág. 5
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Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Clase y Contraste de un Instrumento
1
Universidad Tenologica Naciona
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Valores obtenidos:
Lectura
V(PATRON) [Volt]
V(LEIDO) [Volt]
E(ABSOLUTO) [Volt]
E(RELATIVO %) [%]
1
26
28
2
7.69
2
75
77
2
2.66
3
125
127
2
1.6
4
150
152
2
1.3333
Precauciones a tener en cuenta:
a) No conectar el circuito a la red hasta no ser este verificado por el profesor a
cargo.
b) Verificar el rango de tensión o alcance del instrumento.
c) Al conectar a la red, siempre iniciar con el variador de tensión del
autotransformador en las posición mínima, casi de 0 volt.
d) No producir ninguna modificación del circuito, estando éste conectado.
e) Al utilizar instrumentos analógico hay que minimizar el error de paralaje.
f) No sobrepasar los valores indicados por los instrumentos.
g) Debemos tener en cuenta que en corriente continua no aplicarle corriente
alterna.
Aplicaciones:
Sabiendo el error de un instrumento, al realizar podremos estimar el grado de
error de la medición que hemos realizado y corregir dicho error.
Este método se aplica para el contraste de instrumentos.
Conclusiones:
El error de medición en este tipo de instrumentos es menor a medida que la
misma se efectúa cerca del final de la escala. Por lo tanto recomendamos trabajar cerca
de los ¾ de la escala del instrumento. También concluimos que la clase de un
instrumento no indica la exactitud del mismo.
Pág. 6
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Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Clase y Contraste de un Instrumento
1
Universidad Tenologica Naciona
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Integrantes del Grupo “D”
Nombre
Legajo
Martin Guareschi
19007-6
Martin Hernan
19162-5
Javier Vega
18483-5
Ricardo Naciff
18528-6
Roberto Canton
18248-6
Fernando Bertromeu
18360-3
Pág. 7
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Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Contraste de un Instrumento
2
Universidad Tenologica Naciona
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Índice:
Objetivo:........................................................................................................ 2
Fundamento teórico: ..................................................................................... 2
Clase de un instrumento.................................................................................... 2
Exactitud: ......................................................................................................... 2
Precisión: ......................................................................................................... 2
Tipos de mediciones:......................................................................................... 2
Formas de representar el error .......................................................................... 3
Circuito utilizado en la practica: ................................................................... 3
Circuito Electrico Teorico: .................................................................................. 3
Ciircuito Electrico Practico:................................................................................. 4
Maniobra operativa: ...................................................................................... 4
Características de instrumentos utilizados:.................................................. 5
Donde: ............................................................................................................. 5
Valores obtenidos:......................................................................................... 6
Lectura Ascendente:.......................................................................................... 6
Lectura Descendente:........................................................................................ 6
Representacion Grafica:................................................................................ 7
Medicion Ascendente:........................................................................................ 7
Medicion Descendente:...................................................................................... 7
Correccion: ....................................................................................................... 7
Precauciones a tener en cuenta:................................................................... 7
Aplicaciones: ................................................................................................. 8
Conclusiones: ................................................................................................ 8
Integrantes del Grupo “D” ............................................................................ 9
Pág. 1
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Contraste de un Instrumento
2
Universidad Tenologica Naciona
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Objetivo:
Seleccionando los mismos instrumentos de la experiencia anterior cuyas
características conocemos, con el instrumento de mejor calidad o sea con el de mayor
clase (voltímetro patrón) debemos contrastar el voltímetro de menor clase.
Fundamento teórico:
Existen diversas causas que producen que un instrumento no indique los valores
medidos con exactitud. Dos de las causas mas importantes son el rozamiento y las
variaciones de temperatura.
Como sabemos medir significa comparar, para lo cual es necesario tener una base
de comparación con el objeto de uniformar dichas condiciones. Para realizar esta
comparación es que se utilizan los instrumentos patrones. Este instrumento patrón es de
mejor clase del instrumento a contrastar.
Como dijimos hay muchos factores que hacen que un instrumento de medición no
indique con exactitud su lectura. Por ello se ha normalizado indicar como calidad de un
instrumento el grado de exactitud de sus lecturas, a la cual la denominamos clase y se
indica con un número que representa su error máximo.
Clase de un instrumento
La clase es el error porcentual máximo que produce ese instrumento respecto al
valor máximo (fondo de escala) que puede indicar.
A medida que poseemos menor clase, decimos que el instrumento es mas
exacto.
Exactitud:
Es el grado de aproximación al valor real o al valor convencionalmente verdadero.
Precisión:
Es la respetabilidad o reiteración de los datos, o también denominada definición
nítida.
Tipos de mediciones:
Básicamente las mediciones que existen o en la forma en que las mismas se
pueden realizar son de tres tipos:
Pág. 2
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Contraste de un Instrumento
2
Universidad Tenologica Naciona
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Mediciones Directas: son aquellas en que la comparación entre la variable que se
desea medir y la respectiva unidad se realiza en forma simultánea. Ejemplo: Puente de
Wheatstone, para medir resistencias.
Mediciones Semidirectas: son aquellas en las que la comparación no es
simultánea, si no diferida. Ejemplo: las mediciones realizadas con un instrumento
analógicos.
Mediciones Indirectas: como su nombre lo indica es obtener un parámetro
midiendo otros que se relacionan con el anterior por medio de una expresión o leyes
conocidas directamente.
Formas de representar el error
Error Absoluto: es la diferencia entre el valor exacto o verdadero (que se supone
conocido).
E A =V L −VV
Error Relativo: es el error absoluto dividido por el valor verdadero.
ER =
E A V L −VV
=
VV
VV
Error Relativo Porcentual: es el error relativo referido a 100.
E R [%] = E R ⋅ 100 =
EA
V −VV
⋅ 100 = L
⋅ 100
VV
VV
Circuito utilizado en la practica:
Circuito Electrico Teorico:
∼
Vp
Vc
Figura 1
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Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Contraste de un Instrumento
2
Universidad Tenologica Naciona
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Ciircuito Electrico Practico:
Autotransformador
Tablero
Secundario
Si
No
N F
F N
Ent.
Voltímetro
Patrón
Voltímetro
a Contrastar
0---150
0---150
Clase 0,5
Clase 1
+- 150
+- 150
Figura 2
Maniobra operativa:
Esta experiencia se basa en la experiencia anteriormente realizada (Trabajo
Practico Nº1), por lo tanto posee con esta puntos similares.
Comenzamos a tomar las distintas mediciones:
a) Empezamos a darle tensión al circuito, girando el regulador de tensión del
autotransformador.
b) Realizamos diez lecturas en forma consecutivas y ascendentes, hasta llegar a
fondo de escala del instrumento patrón.
c) Inmediatamente después comenzamos a tomar las lecturas ahora en forma
descendente, teniendo en cada una de las 10 lecturas el mismo valor patrón, que
poseíamos cuando íbamos ascendiendo.
d) Realizamos los cuadros de valores correspondientes.
e) Se realiza el desmontaje del circuito.
Pág. 4
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Contraste de un Instrumento
2
Universidad Tenologica Naciona
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Características de instrumentos utilizados:
Los Elementos utilizados en esta experiencia son:
8 cables de conexión.
Un autotransformador variable:
Marca: CAMEC
Tensión de entrada: 220 Volt.
Tensión de salida: desde 0 a 250 Volt.
Corriente máxima: 12 Amper.
Potencia Aparente: 3 KVA.
Un voltímetro Voltímetro Patrón:
Tipo: analógico.
Clase: 0,5
Corriente: Alterna.
Alcance: 0 a 150 Volt.
El Voltímetro a Contrastar:
Tipo: analógico.
Clase: 1
Corriente: Alterna.
Alcance: 0 --- 150 Volt.
Donde:
Instrumento de hierro móvil y bobina fija.
Instrumento para utilizarlo estando su cuadrante en posición horizontal.
∼
0,5
2
En su parte superior indica la clase y en la parte inferior el tipo de corriente
(continua o alterna).
El máximo rango de tensión en (KV) al que se puede someter el instrumento.
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Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Contraste de un Instrumento
2
Universidad Tenologica Naciona
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Valores obtenidos:
Lectura Ascendente:
Lectura
V(PATRON) [Volt]
V(CONTRASTAR) [Volt] E(ABSOLUTO) [Volt]
1
25
26,5
1,5
2
40
41
1
3
55
56
1
4
70
71
1
5
85
86
1
6
100
101
1
7
115
116
1
8
130
131
1
9
145
147
2
Lectura Descendente:
Lectura
V(PATRON) [Volt]
V(CONTRASTAR) [Volt] E(ABSOLUTO) [Volt]
1
145
147
2
2
130
132
2
3
115
117
2
4
100
101
1
5
85
86,5
1,5
6
70
72
2
7
55
56,5
1,5
8
40
42
2
9
25
26
1
Pág. 6
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Contraste de un Instrumento
2
Universidad Tenologica Naciona
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Representacion Grafica:
Medicion Ascendente:
3
Er
2
1
0
1
Serie1 1,5
2
3
4
5
6
7
8
9
1
1
1
1
1
1
1
2
Ea
Medicion Descendente:
2,5
2
1,5
1
0,5
0
Serie1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
2
2
2
1
1,5
2
1,5
2
1
7
Correccion:
2
1
0
-1
-2
1
2
3
4
6
8
9
Serie2 -0,5 -1
-1
0
-1 -0,5 -1
1
Precauciones a tener en cuenta:
Las precauciones a tener en cuenta son las mismas de la experiencia anterior,
cuidando además de realizar todas mediciones de una sola vez, o sea que al terminar las
medidas en forma ascendente no hay que volver a cero y luego aumentar de nuevo y
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Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Contraste de un Instrumento
2
Universidad Tenologica Naciona
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
comenzar las mediciones descendente por que aparece un error debido al magnetismo
remanente del instrumento.
Aplicaciones:
Sabiendo el error de un instrumento, al realizar podremos estimar el grado de
error de la medición que hemos realizado y corregir dicho error.
Este método se aplica para el contraste de instrumentos.
Conclusiones:
El error de medición en este tipo de instrumentos es menor a medida que la
misma se efectúa cerca del final de la escala. Por lo tanto recomendamos trabajar cerca
de los ¾ de la escala del instrumento. También concluimos que la clase de un
instrumento no indica la exactitud del mismo. podemos agregar que al producir el
contraste de un instrumento se debe poner énfasis en la secuencia al efectuar la
medición, ya que cualquier omisión o descuido de las personas que realizan la
experiencia pueden producir errores indeseables.
Podemos decir también que de acuerdo a lo observado que: no es lo mismo
realizar medidas en un sentido que en el otro, dado que vamos a tener una cierta
incidencia del magnetismo remanente que queda después de una medición incidiendo
directamente en la medición siguiente.
Pág. 8
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Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Contraste de un Instrumento
2
Universidad Tenologica Naciona
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Integrantes del Grupo “D”
Nombre
Legajo
Martin Guareschi
19007-6
Martin Hernan
19162-5
Javier Vega
18483-5
Ricardo Naciff
18528-6
Roberto Canton
18248-6
Fernando Bertromeu
18360-3
Pág. 9
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Osciloscopio
3
Universidad Tecnológica Nacional
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Índice:
Objetivo:...................................................................................................... 2
Introducción:............................................................................................... 2
Fundamento teórico: ................................................................................... 2
Circuito utilizado en la practica: ................................................................. 4
Maniobra operativa: .................................................................................... 4
Características de instrumentos utilizados:................................................ 5
Precauciones a tener en cuenta:................................................................. 6
Aplicaciones: ............................................................................................... 7
Conclusiones: .............................................................................................. 7
Integrantes del Grupo “D” .......................................................................... 8
Pág. 1
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Osciloscopio
3
Universidad Tecnológica Nacional
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Objetivo:
Obtener conosimientos generales para realizar las practicas con instrumento.
Reconoser las funciones del instrumento.
Introducción:
El termino osciloscopio significa mirar, ver una oscilación. Es el instrumento
electrónico más versátil por su múltiple uso, y tiene la ventaja sobre los otros
instrumentos comunes ya que podemos observar la variación de la señal a traves del
tiempo.
Esta característica se logra mediante un haz electrónico que traza la forma de la
onda en la pantalla de tubo de rayos catódicos (T.R.C.). El haz es emitido y su
intensidad controlada por un cañón electrónico situado en el cuello del Tubo de Rayos
Catódico (T.R.C.).
Fundamento teórico:
Si hacemos circular
corriente por el filamento (1) se pondrá incandescente,
suministrándole calor al cátodo (2) quien se encuentra recubierto por una capa de
óxidos ricos en electrones (bario, Silicio, Litio). Por el principio de emisión termoionica el
cátodo emitirá electrones los que son acelerados por el ánodo (5) por efecto de su
potencial que es altamente positivo.
La grilla de control (3) regula la densidad del haz de electrones y el ánodo (4)
y(6) ejercen una acción similar a la de dos lentes ópticas a un rayo de luz, por lo que
reciben el nombre de lentes electrónicas. Luego encontramos las placas de deflexión
vertical que permiten desviar el haz hacia arriba o abajo; las de deflexión horizontal
desplazan el haz hacia la derecha o izquierda.
Pág. 2
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Osciloscopio
3
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Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Finalmente el haz de electrones choca contra la pantalla, la cual se encuentra
interiormente recubierta por una sustancia fluorescente, que emite luz visible cuando se
la bombardea con electrones.
Veamos como ejemplo como actúan las placas de deflexión:
En forma similar trabajan las placas de deflexión horizontal. En el caso (D)
hemos aplicado a las placas una señal alterna, creando un campo eléctrico también
alterno, lo cual hace que el haz se desvíe sucesivam3ente de arriba hacia abajo, si la
frecuencia de la señal
es pequeña podemos observar el desplazamiento del punto en
la pantalla, caso contrario veremos una línea debido a la persistencia de la imagen en la
retina, ayudada por la fluorescencia de la pantalla.
Pág. 3
Mediciones Eléctricas
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Grupo “D”
Osciloscopio
3
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Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Circuito utilizado en la practica:
Maniobra operativa:
El día de la practica , el grupo pidió un osciloscopio del laboratorio de
electromecánica
y se dispuso en su mesa de trabajo
luego
se pidió también un
generador de señal para realizar las observaciones .
El profesor de practica nos dio una introducción en la parte operativa del
instrumento y nos mostró como funciona . Luego el profesor nos impartió la orden de
que tomemos contacto con el aparato , veamos para que sirven sus botoneras ,etc.
Luego de aprender el funcionamiento del instrumento , se nos informo que las
clases siguientes íbamos a comenzar con las mediciones , figuras de lissajous , etc.
Allí finalizo la practica , ya que el objetivo era que el alumno tome contacto y
aprenda a utilizar el osciloscopio .
Pág. 4
Mediciones Eléctricas
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Grupo “D”
Osciloscopio
3
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Año: 1.998
Características de instrumentos utilizados:
A continuación vamos a detallar el panel frontal del osciloscopio marca
MONFRINI modelo OM400A.
Llave de Encendido y Control de Brillo:
Es un potenciometro que permite controlar la intensidad o el brillo del haz
electrónico , regulando la tensión de la grilla de control del T.R.C.
Control de Foco o Enfoque:
Ajusta la nitidez de la imagen para que la traza sea lo más delgada posible
Control de Astigmatismo:
Este control se utiliza cuando aparece una imagen difusa
Iluminacion de la Cuadricula:
Control que nos permite iluminar la cuadricula de medida .
Conector Coaxil de Entrada a la PDV:
En este conector se coloca la punta de la prueba con la cual inyectamos la señal.
Boton que Selecciona las Funciones de Balance y Medicion:
Cuando esta oprimido cortocircuita la entrada del osciloscopio por lo cual debe
conectarse el circuito bajo medición .
Tecla para Seleccionar C.C. o C.A.:
Cuando no esta oprimido permite visualizar la señal alterna con su componente
continua si la tuviera . De otra forma es inverso .
Pág. 5
Mediciones Eléctricas
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Osciloscopio
3
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Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Ajuste de balance de C.C. del Amplificador Vertical
Control de Pasos de Ganancia del Amplificador Vertical:
Este amplificadores encuentra intercalado entre la entrada ( 5) y PDV .Su función
es amplificar las señales de entrada .Idem para amplificadores verticales ( 9 A ).
Conector de Salida de la Señal de Calibracion de un Vpp:
La punta de prueba se acopla a este conector permitiendo visualizar en la
pantalla una onda cuadrada .
Posicionador Vertical:
Controla el desplazamiento vertical de la imagen, variando el potencial continuo
de los PDV.
Control de Pasos de la Frecuencia del Diente de Sierra Aplicada a las PDH.
Conector de Entrada para una Señal Externa.
Posicionador Horizontal.
Control Continuo o Salto de Ganancia del Amplificador Horizontal.
Control Variador de Fase.
Selección de Fuente de Sincronismo.
Tecla Pend:
Selecciona la pendiente positiva o negativa . Realiza la función de un inversor de
figura .
Precauciones a tener en cuenta:
•
Controlar que la intensidad del osciloscopio no sea demasiado alta.
•
Verificar que las agujas de los generadores de señales no deflecten cerca del
fondo de escala, mediante un ajuste controlado.
•
Verificar los valores colocados en la década de resistencias.
•
Verificar los valores colocados en la década de condensadores.
•
Controlar detalladamente el esquema de conexiones antes de comenzar el
ensayo.
•
Cuidar que ninguna falla afecte al osciloscopio, y le provoque a este el
quemado de su fusible.
•
Verificar la correcta continuidad de los cables del osciloscopio.
Pág. 6
Mediciones Eléctricas
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Grupo “D”
Osciloscopio
3
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Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
•
Tener cuidado el operario cuando realiza el ensayo.
•
Se debe tener en cuenta la correcta conexión del cable del eje Z.
•
No conectar el circuito a la red hasta no ser este verificado por el profesor a
cargo.
•
No producir ninguna modificación del circuito, estando éste conectado.
•
No sobrepasar los valores indicados por los instrumentos.
Aplicaciones:
Se pueden medir los siguientes parámetros con este instrumento:
Intensidad, tensión, resistencia, impedancia, ángulo de fase frecuencia,
histeresis.
Conclusiones:
El osciloscopio es un instrumento muy útil para apreciar los parámetros antes
descriptos pero no es muy preciso dado que existen muchas imprecisiones a la hora de
medir dado que aparecen errores de paralaje y
también errores de medición de
cuadros y divisiones la cual debido a que la señal no es muy definida como lo es una
aguja sobre una escala.
Pág. 7
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Osciloscopio
3
Universidad Tecnológica Nacional
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Integrantes del Grupo “D”
Nombre
Legajo
Martin Guareschi
19007-6
Martin Hernan
19162-5
Javier Vega
18483-5
Ricardo Naciff
18528-6
Roberto Canton
18248-6
Fernando Bertromeu
18360-3
Pág. 8
Mediciones Eléctricas Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Relevamiento de Instrumento Analog.
4
Universidad Tecnológica Nacional
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Índice:
Objetivo de la experiencia: ......................................................................... 2
Maniobra operativa: .................................................................................... 2
Precauciones a tener en cuenta .................................................................. 2
Procedimiento ............................................................................................. 2
Voltímetro Vista inferior.............................................................................. 3
Vista frontal................................................................................................. 4
Descripción:................................................................................................. 4
Aparato de medida: ...................................................................................... 5
Dispositivo de medida:.................................................................................. 5
Instrumento de medida : .............................................................................. 5
Accesorios: .................................................................................................. 6
Integrantes del Grupo “D” .......................................................................... 7
Pág. 1
Mediciones Eléctricas Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Relevamiento de Instrumento Analog.
Grupo “D”
4
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Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Objetivo:
El objetivo de la experiencia, es lograr a través de un relevamiento enumerar los
elementos constitutivos del aparato de medición de caída de tensión denominado
voltímetro y explicar el ,principio de funcionamiento del mismo.-
Maniobra operativa:
1º)
Se retiran las herramientas del depósito, que necesarias para realizar la
operación de desensamblado del aparato.2º)
Se dispone a comenzar con el desensamble del aparato, operación que
realizo en un banco de trabajo del laboratorio de electromecánica.-
Precauciones a tener en cuenta:
Durante el proceso
conviene ir individualizando las distintas piezas
y su
posición en el conjunto final enumerándolas correlativamente por su importancia para
que durante el proceso de rearmado no se produzca sobrantes de las mismas.-
Procedimiento:
Se saca la tapa posterior la cual esta sostenida a través de un único tornillo,
observándose una resistencia soportada por dos tornillos de aislación
de papel
Prespan, en su parte inferior tiene 3 cables de conexión como se puede ver en la fig.1
uno va a la resistencia el otro terminal de la resistencia ingresa por un aislante de
porcelana , el 3º tornillo tiene un cable hacia abajo, también
por el aislante de
porcelana se conectan los aislantes debajo de la resistencia.- Uno de ellos tiene una
arandela metálica.-
Pág. 2
Mediciones Eléctricas Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Relevamiento de Instrumento Analog.
4
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Año: 1.998
Voltímetro Vista inferior
Fig.1
A continuación
se procede a sacar
4 tornillos para poder retirar una tapa
interna en la parte posterior fig.2 .
Fig.2
Después retiramos el visor de enfrente el cual esta cromado en su borde, una
vez retirado el mismo se observa la escala fig.3 que consiste en una chapa metálica
revestida en cartón , con cuidado de no dañar la aguja la sacamos y de esta manera se
puede ver el mecanismo interno de el aparato fig.4 y realizar una descripción del
mismo.-
Pág. 3
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Grupo “D”
Relevamiento de Instrumento Analog.
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Vista frontal
Fig.4
Descripción:
Al realizar una descripción de las distintos elementos del aparato conviene hacer
una explicación de los conceptos y de los instrumentos de medida con aguja realizando
una separación entre:
.APARATO DE MEDIDA
.DISPOSITIVO DE MEDIDA
.INSTRUMENTO DE MEDIDA
.ACCESORIOS
Pág. 4
Mediciones Eléctricas Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Relevamiento de Instrumento Analog.
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Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Aparato de medida:
Lo constituye el instrumento de medida y sus accesorios
Dispositivo de medida:
Se compone de todas que provocan un movimiento ( por ejemplo, las bobinas) y
las piezas cuya posición o movimiento dependen de la magnitud a medir en nuestro
caso lo constituyen
la suspensión, la aguja, la escala ). En este instrumento de
medición es del por lo que se puede observar en la simbología indicada en al escala y
lo que vemos al desarmarlo es que es del tipo hierro móvil, en donde la bobina fija
(circuito de intensidad )
es recorrida por una corriente que genera un campo
magnético, las plaquitas de hierro(2) quedan imanadas en el mismo sentido y se
repelen. Como una de las dos esta unida a la aguja a través del eje la aguja se
desviara. La desviación será proporcional al cuadrado de la intensidad de la corriente.
Modificando la forma de las plaquitas de hierro puede variarse la división de la
escala(lineal o alinea). Como ambas plaquitas quedan siempre imanadas en el mismo
sentido carece de importancia el que la bobina este recorrida por una corriente alterna
o continua . Como la desviación de la aguja de los instrumentos de hierro móvil
depende del cuadrado de la intensidad a medir se podrá utilizar este tipo de
instrumentos para medir tanto corrientes alternas como continuas en los instrumentos
de hierro móvil suele emplearse como en este caso un amortiguamiento por cámara de
aire , para lo cual se une la aguja a una aleta(4) que comprime el aire en una cámara
(3) lo que impide que la aguja sufra desviaciones excesivas
En el extremo posee un
resorte antagónico que introduce un esfuerzo opuesto al ejercido por la corriente , y de
magnitud proporcional a la rotación cumplida , dentro de ciertos limites dados por el
material que lo constituye el resorte dicha cupla será directamente proporcional a la
desviación de la aguja.-
Instrumento de medida :
Comprende el dispositivo de medida con su
carcaza y los accesorios
incorporados.-
Pág. 5
Mediciones Eléctricas Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Relevamiento de Instrumento Analog.
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Año: 1.998
Accesorios:
En general, son las partes del circuito de tensión o de corriente separados del
instrumento de medida pero que pueden unirse a este (resistores en paralelo o en
serie , cables de medida).-
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Grupo “D”
Relevamiento de Instrumento Analog.
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Año: 1.998
Integrantes del Grupo “D”
Nombre
Legajo
Martín Guareschi
19007-6
Martín Hernán
19162-5
Javier Vega
18483-5
Ricardo Naciff
18528-6
Roberto Cantón
18248-6
Fernando Bertomeu
18360-3
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Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Ensayo de Polaridad en T.I.
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Año: 1.998
Índice:
Objetivo:...................................................................................................... 2
Fundamento teórico: ................................................................................... 2
Introducción................................................................................................. 2
Medición: ..................................................................................................... 3
Protección:................................................................................................... 3
Ensayo de Polaridad ..................................................................................... 3
Circuito utilizado en la practica: ................................................................. 4
Maniobra operativa: .................................................................................... 4
Características de instrumentos utilizados:................................................ 5
Representación Gráfica:.............................................................................. 5
Precauciones a tener en cuenta:................................................................. 6
Aplicaciones: ............................................................................................... 6
Conclusiones: .............................................................................................. 6
Integrantes del Grupo “D” .......................................................................... 7
Pág. 1
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Ensayo de Polaridad en T.I.
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Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Objetivo:
Nos proponemos identificar las siguientes características de un Transformador de
Intensidad comprobar la polaridad de las bobinas.
Fundamento teórico:
Introducción
El Transformador de Intensidad (T.I.) pertenece a uno de los dos grandes
grupos de medida, estos son:
a) Transformador de Intensidad.
b) Transformador de Tensión.
Además cada uno de estos grupos se subdividen a su vez, de acuerdo a su uso
en:
Transformadores para Interior y Transformador para Intemperie.
EL Transformador de Intensidad o de corriente para mediciones, permite
extender el alcance de un amperímetro en corriente alternada, con un factor de
multiplicación conocido. Por lo tanto el T.I. lo utilizamos para: reducir los valores de
tensión e intensidad a fin de alimentar instrumentos de medida cuyo alcance son
comunes, aislar el sistema secundario de la red primaria, salvaguardar el sistema de
medición,
transmite
sobreintensidades
alimentando
los
sistemas de protección, soporta las
sobretensiones de línea, soporta las
sobreintensidades de línea.
En la Figura se observa un T.I.
modelo.
Los
transformadores
de
intensidad (T.I.) poseen dos grandes
aplicaciones diferentes:
a) Medición
b) Protección
Pág. 2
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Ensayo de Polaridad en T.I.
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Año: 1.998
Medición:
En el secundario del transformador están conectados los instrumentos
(amperímetros y bobinas amperométricas de vatímetros, cofímetros, vatímetros, etc.)
que darán a través de la relación de transformación, la corriente del primario. En
condiciones de falla (cortocircuito) el T.I. debe proteger los instrumentos, por esto se
bobina el secundario en un núcleo de muy poca sección como muestra la (fig. Nº2)
para lograr su saturación inmediata, logrando de esta forma que la corriente del
secundario no aumente ante un aumento brusco y grande de la corriente en el
primario, por esta razón se lo hace trabajar en la zona de saturación, ver (fig. Nº3).
Protección:
En condiciones de falla (cortocircuito) necesitamos que actúen las protecciones
(por ejemplo relees, encargados de transmitir la señal de desenganche a los
interruptores de las máquinas, líneas, etc.). Entonces con este fin se conectan las
bobinas de los relés a la salida de protección del T.I., dado que en la salida de
protección acusa de forma muy sensible la variación de corriente del primario. Esto se
logra enrollando el bobinado de protección (secundario) en un núcleo de gran sección,
como vemos en la (fig. Nº2), permitiendo una relación lineal entre las corrientes del
primario y del secundario, por lo cual se lo hace trabajar en la zona lineal de la curva,
ver (fig. Nº3).
El T.I. se intercala en serie con el circuito
a medir. La condición que debe ser satisfecha es
que
el
conjunto
T.I.
–
Amperímetro
(transformador cargado por el amperímetro) no
debe alterar en grado apreciable la corriente Y
en el circuito.
Figura 3
Ensayo de Polaridad
La polaridad que vamos a verificar es la polaridad relativa de una bobina con
respecto a otra, estando ambas bobinas en un mismo núcleo, es decir recorridas por
un mismo flujo, como sucede en el transformador de intensidad al cual vamos a
ensayar. Debemos definir dos bornes homólogos , uno primario y uno secundario.
Pág. 3
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Ensayo de Polaridad en T.I.
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Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Cada bobina tiene su polaridad propia, pero si se adopta una polaridad para una
de ellas la polaridad de la otra queda totalmente definida.
Si recordamos el principio de funcionamiento del transformador, si por el
primario circula I1 en ese mismo instante circula por el secundario I2 desfasada 180°.
De acuerdo con esto, verificar la polaridad de un transformador tiene gran
importancia, cuando por ejemplo se tienen que conectar instrumentos de tipo
vatimétrico, que poseen bornes polarizados, que garantizan la correcta deflección de la
aguja de acuerdo al sentido de circulación de la energía.
Circuito utilizado en la practica:
Maniobra operativa:
Primero debemos identificar los bornes del primario que corresponden a cada
una de las bobinas que la forma en nuestro caso dos, la cual se realiza utilizando un
multímetro ubicado en la posición ohmetro, si es un mutímetro digital colocamos la
llave selectora en la posición comprobador de continuidad.
En nuestro caso lo hicimos con un multímetro digital, haciendo contacto en los
terminales del primario, cuando el aparato emite sonido significa que hay continuidad,
de este modo nos damos cuenta de que en los bornes donde estamos haciendo
contacto son los extremos (principio y fin) de la bobina o devanado, ver Fig. N°3.
Posteriormente con una fuente de tensión continua de baja tensión (2 a 10 Volt)
creadas por pilas, las que se conectan al primario, con la polaridad conocida, el polo
Pág. 4
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Ensayo de Polaridad en T.I.
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Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
positivo (+) al borne polarizado del transformador, y por medio de un pulsador se le
darán pulsos de tensión .
En el secundario, se coloca un voltímetro de C.C. con su polo positivo conectado
al borne de polaridad desconocida. Si al pulsar la llave la aguja deflexiona con sentido
hacia la derecha o positivamente, la polaridad es la correcta, caso contrario es decir la
aguja acusa en sentido negativo los bornes conectados no son homólogos.
Determinando la polaridad de un terminal, el del otro lo descubrimos inmediatamente.
El circuitos utilizado se muestra en la Fig. Nº4.
Características de instrumentos utilizados:
Transformador de Intensidad
Amp. 100 - 200/5
V.A.= 30
Tipo YD5
Fs<5 ; 50 Hz
Ts = 15 KV
Clase 0,5
Nº 12404
Fuente de corriente continua
6 pilas de 1,5 V cada una conectadas en 2 ramas en
paralelo de 3 pilas en serie, total 4,5 V.
Multímetro digital autorango
Voltímetro
Ganz H:V-2
Clase: 0,5
Corriente: Continua.
Alcance: 0 --- 24 Volt
Representación Gráfica:
I2
Curva de saturación
I1
Figura 2
Pág. 5
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Grupo “D”
Ensayo de Polaridad en T.I.
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Precauciones a tener en cuenta:
a) Evitar superar la impedancia mínima en el T.I.
b) Inspeccionar los cables de conexión.
c) Colocar el instrumento de medición en corriente apropiada.
d) No tocar las conexiones cuando tenga tensión.
e) No debe quedar el secundario del T.I. abierto.
Aplicaciones:
La verificación de polaridad se realiza habitualmente cuando se trabaja
realizando mediciones con conexiones del tipo vatimétrica (vatímetros, cofímetros,
contadores de energía, etc.).
Conclusiones:
“En un transformador (ya sea de intensidad o de tensión) dos bornes tienen la
misma polaridad, cuando puenteamos dichos bornes la corriente circula como si el
transformador no existiese, hacia y desde la carga”. Dichos bornes se llaman bornes
homólogos.
Pág. 6
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Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Ensayo de Polaridad en T.I.
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Año: 1.998
Integrantes del Grupo “D”
Nombre
Legajo
Martin Guareschi
19007-6
Martín Hernán
19162-5
Javier Vega
18483-5
Ricardo Naciff
18528-6
Roberto Cantón
18248-6
Fernando Bertomeu
18360-3
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Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Saturación de T.I.
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Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Índice:
Objetivo:...................................................................................................... 2
Fundamento teórico: ................................................................................... 2
Circuito utilizado en la practica: ................................................................. 2
Maniobra operativa: .................................................................................... 2
Características de instrumentos utilizados:................................................ 3
Valores obtenidos:....................................................................................... 4
Representacion Grafica:.............................................................................. 4
Precauciones a tener en cuenta:................................................................. 4
Aplicaciones: ............................................................................................... 5
Conclusiones: .............................................................................................. 5
Integrantes del Grupo “D” .......................................................................... 6
Pág. 1
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Saturación de T.I.
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Año: 1.998
Objetivo:
Nos proponemos identificar las siguientes características de un Transformador de
Intensidad:
a) Relevar la curva de saturación.
b) Verificar el coeficiente de saturación.
Fundamento teórico:
Las curvas de magnetización para un transformador de intensidad de medición y
de protección generalmente se realizan en fabricas y/o laboratorios especializados, por
lo tanto para cada transformador viene tabulado en tablas o gráficos.
El T.I. se intercala en serie con el circuito a medir. La condición que debe ser
satisfecha es que el conjunto T.I. – Amperímetro (transformador cargado por el
amperímetro) no debe alterar en grado apreciable la corriente Y en el circuito.
Circuito utilizado en la practica:
Maniobra operativa:
a) Se armó el circuito dibujado en el punto anterior.
b) Se verificó que todo estuviese en perfectas condiciones.
c) A continuación se explica el ensayo:
Se aplica tensión variable en el secundario y con el primario del T.I. abierto.
Se toman lecturas de tensión e intensidad de corriente para el núcleo de
medición.
Pág. 2
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Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Saturación de T.I.
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Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Se toman lecturas de tensión e intensidad de corriente para el núcleo de
protección.
Características de instrumentos utilizados:
Transformador de Intensidad
Amp. 100 - 200/5
V.A.= 30
Tipo YD5
Fs<5 ; 50 Hz
Ts = 15 KV
Clase 0,5
Nº 12404
Autotransformador
Marca: CAMEC
Salida: VARIABLE
Valor de entrada: 220 Volt.
Valor de salida: 250 Volt.
Corriente máxima: 12 Amper.
Amperímetro
Clase: 0,5
Corriente: Alterna.
Alcance: 0 - 0,5 Amper
Voltímetro
Ganz H:V-2
Clase: 0,5
Corriente: Continua.
Alcance: 0 --- 24 Volt
Pág. 3
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Grupo “D”
Saturación de T.I.
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Año: 1.998
Valores obtenidos:
I [mA]
50
60
70
80
90
100
110
120
130
150
180
200
UMED [V]
13
15
17
18,8
19,5
20,5
21
21,8
22,2
23,2
24,2
60
UPROT [V]
34,2
42,4
48,8
55
58,8
62,2
65,8
68,8
71,6
76,5
82,8
86
Representación Gráfica:
C u r v a s d e sa tu r a c i ó n
8 0 .0
7 0 .0
6 0 .0
5 0 .0
U z 4 0 .0
P r o t e c c ió n
M e d ic ió n
3 0 .0
2 0 .0
1 0 .0
0 .0
0
5
10
15
20
25
30
34
39
44
48
53
58
63
68
73
78
83
88
93
98
103
I m ag
Precauciones a tener en cuenta:
a) No tocar las conexiones del circuito, estando éste alimentado.
b) Antes de realizar cualquier medición, verificar que no hayan malos contactos
y asegurare que la disposición del circuito sea el adecuado, mediante la
observación del profesor.
c) No sobrepasar con valores a los diseñados por el fabricante.
d) No aumentar indefinidamente la corriente magnetizante dado que se
deteriora la aislación.
Pág. 4
Mediciones Eléctricas
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Grupo “D”
Saturación de T.I.
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Año: 1.998
Aplicaciones:
Verificar la curva de saturación en un T.I. es útil para saber si respeta los valores
que de fábrica trae el aparato, o sea que se usa para verificar si no a sufrido algún tipo
de falla en el circuito magnético. Otra aplicación es para verificar los bornes de
medición y de protección.
Conclusiones:
Como el primario del T.I. está abierto, es decir está en vacío, por lo tanto la
corriente que medimos es la magnetizante. En la curva se observa que para la
protección, a valores pequeños de tensión, la corriente magnetizante es pequeña y
aumenta más o menos proporcional para valores crecientes de aquella. A partir de un
cierto valor de tensión de saturación, un pequeño incremento de ésta, es acompañado
por un gran incremento de la corriente magnetizante. Concluimos que el bobinado de
medición se satura mucho antes que el de protección, y esto es así para proteger a los
instrumentos de medición.
Pág. 5
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Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Saturación de T.I.
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Año: 1.998
Integrantes del Grupo “D”
Nombre
Legajo
Martín Guareschi
19007-6
Martín Hernán
19162-5
Javier Vega
18483-5
Ricardo Naciff
18528-6
Roberto Cantón
18248-6
Fernando Bertomeu
18360-3
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Grupo “D”
Relación de Transf. de T.I.
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Año: 1.998
Índice:
Objetivo:...................................................................................................... 2
Fundamento teórico: ................................................................................... 2
Circuito utilizado en la practica: ................................................................. 2
Maniobra operativa: .................................................................................... 2
Características de instrumentos utilizados:................................................ 3
Valores obtenidos:....................................................................................... 4
Representación Gráfica:.............................................................................. 4
Precauciones a tener en cuenta:................................................................. 4
Aplicaciones: ............................................................................................... 5
Conclusiones: .............................................................................................. 5
Integrantes del Grupo “D” .......................................................................... 6
Pág. 1
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Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Relación de Transf. de T.I.
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Objetivo:
Nos proponemos identificar las siguientes características de un Transformador de
Intensidad verificar la relación de transformación.
Fundamento teórico:
Muchas veces necesitamos medir tensiones o intensidades con valores
demasiado grandes en transformadores, por ejemplo, estas las podemos medir a través
de pinzas amperométricas.
La relación de transformación de un transformador matemáticamente está
dada por:
ki =
Ip
Is
Circuito utilizado en la practica:
Maniobra operativa:
Se armó el circuito antes mencionado.
Se verificó que todo estuviese en perfectas condiciones.
El ensayo se realiza de la siguiente forma:
Colocamos el transformador de inyección que nos sirve para alimentar el
primario del transformador ensayado (T.I.) con una corriente bien elevada.
Es
decir
que el transformador de inyección tendrá un primario con muchas espiras y corriente
baja y un secundario con muchas espiras y corriente grande. Esta corriente la podemos
medir a través de una pinza amperométrica que no es más que un T.I. de relación
1000/1 (A). Por ejemplo si leemos en la pinza 20 mA por el transformador ensayado
circularán 20 A. Por lo tanto:
I = I MED ⋅ K PINZA
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Mediciones Eléctricas
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Grupo “D”
Relación de Transf. de T.I.
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El amperímetro conectado en el secundario nos dará la corriente secundaria Is.
Con este dato y el anterior podemos calcular la relación de transformación del T.I. que
deberemos comparar con la Ki que dice la chapa.
Características de instrumentos utilizados:
Transformador de Intensidad
Amp. 100 - 200/5
V.A.= 30
Tipo YD5
Fs<5 ; 50 Hz
Ts = 15 KV
Clase 0,5
Nº 12404
Autotransformador variable
VARIOSTAT
Pinza amperométrica
Voltímetro
clase 0.5
posición horizontal, hierro móvil, C.A
tensión de la caja 2Kv
se uso escala: 0 – 130 V
Anillo toroidal o
transformador de inducción
miliamperímetro
marca GANZ HNA-2, 4 Escalas (60,120,300,600), F =
40 a 400 Hz, C.A y C.C., hierro móvil, posición
horizontal y tensión activa de la caja
2 Kv., N° de
serie 32089
Amperímetro
hierro móvil , posición vertical, C.A., clase0.5, tensión
de la caja 2 Kv., N° de serie 10103, marca GENALEX
Pág. 3
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Relación de Transf. de T.I.
10
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Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Valores obtenidos:
Conectamos el autotransformador y damos tensión, siendo K = 20 (del mismo)
se obtiene en el amperímetro los siguientes valores:
IPINZA [A]
IP [A]
T.I.
KI
KI =
I P = I PIN ⋅ k PIN
0,01
0,0215
0,031
0,04
0,049
0,062
0,071
0,08
0,09
0,115
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,55
1,1
1,49
2,2
2,55
3,1
3,56
4,06
4,6
5,05
IP
IS
18,1818
20
20
20
20
19,3548
19,6629
19,7044
19,5652
19,8019
Er [%]
(K
−K I
Er = I TERORICO
K I TEORICO
)
0,09090909
0
0
0
0
0,03225806
0,01685393
0,01477833
0,02173913
0,00990099
Representación Gráfica:
Erro r %
0 .1
0.09
0.08
0.07
0.06
0.05
0.04
0.03
0.02
0.01
0
-0.01 10
Ip
Precauciones a tener en cuenta:
a) Nunca debe quedar el secundario del T.I. abierto.
b) Colocar el instrumento en su correcta posición de trabajo.
c) No tocar las conexiones cuando tenga tensión.
d) Inspeccionar la aislación de los cables de conexión.
e) Antes de realizar cualquier medición, verificar que no hayan mal contactos.
f) Colocar el instrumento en su correcta posición de trabajo.
Pág. 4
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Relación de Transf. de T.I.
10
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Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
g) No sobrepasar con valores mayores a los diseñado para el funcionamiento del
aparato.
h) Evitar exceder la impedancia mínima en el T.I.
i) Colocar el instrumento de medición en corriente alterna.
Aplicaciones:
Este tipo de ensayos se realizan frecuentemente para la verificación de la
relación de transformación en los distintos ámbitos, ya sea fábricas, talleres de
reparación, laboratorios, entre otros.
Conclusiones:
A medida que nos acercamos al valor nominal de la corriente eléctrica en el
secundario (5 A) la relación se hace más próxima a la teórica indicada en la chapa del
transformador.
Pág. 5
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Relación de Transf. de T.I.
10
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Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Integrantes del Grupo “D”
Nombre
Legajo
Martín Guareschi
19007-6
Martín Hernán
19162-5
Javier Vega
18483-5
Ricardo Naciff
18528-6
Roberto Cantón
18248-6
Fernando Bertomeu
18360-3
Pág. 6
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Medición de Potencia trifásica
11
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Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Índice:
Objetivo:...................................................................................................... 2
Fundamento teórico: ................................................................................... 2
Introduccion................................................................................................. 2
Combinación en estrella ................................................................................ 2
Estrella con neutro (distribución de cuatro conductores) ................................. 3
Estrella sin neutro accesible (distribución de tres conductores)........................ 3
Medición de la potencia activa en líneas trifásicas trifilares.............................. 3
Método de Aron............................................................................................ 4
Medición de potencia activa y reactiva en líneas trifásicas simétricas, con cargas
equilibradas. ................................................................................................ 5
Determinación del conexionado correcto del vatímetro menor ......................... 6
Circuito utilizado en la practica: ................................................................. 7
Primera Experiencia ...................................................................................... 7
Segunda Experiencia .................................................................................... 7
Maniobra operativa: .................................................................................... 8
Características de instrumentos utilizados:................................................ 8
Valores obtenidos:....................................................................................... 9
Experiencia 1 ............................................................................................... 9
Cálculo 1...................................................................................................... 9
Experiencia 2 ............................................................................................... 9
Cálculo 2...................................................................................................... 9
Precauciones a tener en cuenta:................................................................. 9
Aplicaciones: ............................................................................................. 10
Conclusiones: ............................................................................................ 10
Integrantes del Grupo “D” ........................................................................ 12
Pág. 1
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Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Medición de Potencia trifásica
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Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Objetivo:
Medición de la potencia consumida por un motor trifásico (carga balanceada) por
el método de Aron y verificación de la potencia obtenida por el método de los tres
vatimetros.
Medición de la potencia consumida por un motor trifásico al que se agrega una
carga de lámparas que resultan en el desbalanceo de la carga, por el método de Aron y
verificación de la potencia obtenida por el método de los tres vatímetros.
Fundamento teórico:
Introduccion
Un sistema en combinación trifásica puede ser simétrico, si las tensiones
generadas son iguales: V1 = V2 = V3 (Fig.1)
O bien asimétrico, si las tensiones no
V1
son iguales.
Este sistema de tensiones puede
alimentar un grupo de cargas Z1-Z2-Z3, que
según sus valores consumen corrientes que
pueden ser iguales en valores eficaces (en
cuyo caso suele llamarse equilibrado o
balanceado); o bien las corrientes pueden
V2
V3
Figura 1
Tensiones iguales pero desfasadas 120º entre si.
ser desiguales (aunque las tensiones sean iguales) y el sistema suele entonces
denominarse desequilibrado. Tal situación se debe a que las cargas Z1 Z2 Z3 son
diferentes, y entonces puede ocurrir que la distribución de tensiones en las cargas se
haga asimétrica, como sucede en los sistemas de cargas combinadas en estrella.
De acuerdo con el esquema eléctrico de interconexión de las tres ramas o "fases"
del sistema, la combinación de generadores o de cargas puede ser en "estrella" o Y, o
en "triángulo" o D, indicado también con D. Si las tres ramas de la Y o de la D son
impedancias iguales (en módulo y en fase) el sistema es equilibrado, y si no lo son, es
desequilibrado.
Combinación en estrella
El punto O es el centro de las cargas, y su potencial es igual al del centro
eléctrico del generador ABC solamente si Z1 =Z2 =Z3, y entonces las tensiones VA, VB,
Pág. 2
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Medición de Potencia trifásica
11
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Año: 1.998
VC son iguales entre si. En el caso contrario, la distribución de tensiones VA, VB, VC,
exige un cálculo o diagrama de componentes asimétricas, y depende en cada caso de
las características individuales de Z1, Z2 Y Z3.
En un sistema de cargas equilibradas en estrella, las relaciones son:
VAB = VBC = VAC
(valores eficaces)
I A = IB = I C
(valores eficaces)
VA = VB = VC = Z 1 ⋅ I A = Z 2 ⋅ I B = Z 3 ⋅ I C
(Fig. 1)
VAB = V1 ⋅ 3 = V2 ⋅ 3 = V3 ⋅ 3
La potencia activa total entregada por el generador trifásico al sistema de cargas
en estrella, por medio de una línea de tres conductores (equilibrado o desequilibrado)
es:
P = V1 ⋅ I A ⋅ cos ϕ1 + V2 ⋅ I B ⋅ cos ϕ 2 + V3 ⋅ I C ⋅ cos ϕ 3
Siendo los ángulos ϕ diferencias de fase entre las V de igual subíndice y las
corrientes en los conductores de línea respectivos.
La potencia reactiva total es análogamente:
Q = V1 ⋅ I A ⋅ sen ϕ1 + V2 ⋅ I B ⋅ sen ϕ 2 + V3 ⋅ I C ⋅ sen ϕ 3
Estrella con neutro (distribución de cuatro conductores)
El conductor neutro conduce una corriente igual a la suma geométrica de los tres
conductores "fases", con signo invertido:
I A + IB + I C + l0 = 0
(En un sistema equilibrado l0 = O)
Estrella sin neutro accesible (distribución de tres conductores)
El conductor neutro no existe, y se cumple en todo momento la relación
I A + IB + I C = 0
Medición de la potencia activa en líneas trifásicas trifilares.
Cuando no se utiliza conductor neutro (como suele ocurrir en instalaciones
industriales) la medición de potencia debe realizarse solamente sobre tres conductores,
tanto para la potencia activa como para la reactiva. Entonces es de aplicación el
teorema de Blondel, en el que se demuestra que pueden utilizarse para la medición de
potencia, tres vatímetros con sus circuitos voltimétricos conectados a un punto común
Pág. 3
Mediciones Eléctricas
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Grupo “D”
Medición de Potencia trifásica
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Año: 1.998
cualquiera P (Fig.2), aunque su potencial no coincida con el centro eléctrico del
sistema.
A
Z1
W1
Z3
B
Z2
W2
C
W3
P
Figura 2
Metodo de los tres vatimetros con neutro artificial
Método de Aron
Este método permite eliminar uno de los vatímetros; la determinación de la
potencia activa total se lleva a cabo con dos vatímetros solamente, (Fig.3), y ello es
válido para cualquier sistema trifásico de tres conductores, equilibrado o no, simétrico o
asimétrico, con cargas resistivas o complejas. La potencia activa total resulta dada por
P= W1 ± W2, pero la potencia individual de cada fase no puede determinarse por este
método.
A
W1
Z3
Z1
B
W2
Z2
C
P
Figura 3
Metodo de Aron
Pág. 4
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Grupo “D”
Medición de Potencia trifásica
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Año: 1.998
Medición de potencia activa y reactiva en líneas trifásicas simétricas, con cargas
equilibradas.
En este caso, que es el de características ideales, y al que tratan de acercarse
todas las instalaciones, se obtiene la posibilidad de deducir otras propiedades del
sistema medido, además de la potencia activa, Fig.4.
VAC
A
Z1
W1
B
VBC
Z3
W2
C
α
ϕ
Z2
VBO
P
IA
VAO
β
ϕ
VCO
IB
Figura 4
Suponemos tres cargas idénticas Z de ángulo de fase ϕ. El centro O de las
cargas posee un potencial igual al del neutro del generador (aunque no existe conexión
entre uno y otro) por ser iguales las tensiones de línea, y también iguales las cargas.
Por tanto, VAO, VBO, VCO son iguales entre sí e iguales a las tensiones de cada fase del
generador. Las corrientes están representadas por vectores iguales y que forman
iguales
ángulos ϕ con los vectores indicadores de las tensiones de fase, que son
magnitudes independientes en el sistema: en la figura se ha supuesto que las
corrientes adelantan respecto de las tensiones de fase, pero los resultados no variarían
(salvo en el signo de la potencia reactiva) si estas corrientes atrasaran. No se ha
representado la corriente Ic.
Los vatímetros reciben las tensiones VAC y VBC, y las corrientes IA e IB.
Los ángulos de fase entre VAC -IA y VBC -IB son α y β, y sus cosenos serán los
que determinen las lecturas de W1 y W2. Dado que en la figura, por propiedades de la
combinación trifásica, los ángulos entre VBO, VCO y VAO, son de 60º, las tensiones VBC y
VAC formarán ángulos de 30º con las precedentes, y por tanto se obtiene:
α = 30º - ϕ
y
β = 30º + ϕ
La potencia activa consumida por las tres cargas Z ser
P = W1 + W2 = VAC ⋅ I A ⋅ cos α + VBC ⋅ I B ⋅ cos β
Pág. 5
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Medición de Potencia trifásica
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Año: 1.998
Siendo las V y las I valores eficaces. Dado que:
VAC = VBC = V, y IA =IB =I
en el presente caso, reemplazando alfa y beta se obtiene:
P(ACTIVA) = W1 + W2 = 3 ⋅V ⋅ I ⋅ cos ϕ
Q (REACTIVA ) = 3 ⋅ (W 1 + W 2 )
En estas fórmulas se supone que W1 es la lectura mayor. Se observa que la
segunda suministra el valor de la potencia reactiva total.
De acuerdo con la secuencia de fases del sistema, (que depende de cómo están
interconectados los conductores de línea con el generador que los alimenta) el signo de
ϕ puede resultar invertido al aplicar las ecuaciones de Q y de tangente de ϕ, como
consecuencia directa de no haber sido conectados los watt/metros en correspondencia
con la Figura 4, en élla el vatímetro W2 se ha supuesto instalado en la fase más
atrasada de las dos utilizadas para los circuitos amperimétricos. Cualquier inversión en
este aspecto se subsana permutando las bornes del circuito voltimétrico.
Determinación del conexionado correcto del vatímetro menor
Existe otra posibilidad de inversión de lectura, que es susceptible de originar
dudas sobre la polaridad de los vatímetros, y en este caso puede resultar falseado
también el valor de la potencia activa Esto se produce cuando el ángulo de fase ϕ de
las cargas es mayor de 60º, en cuyo caso el ángulo β se hace mayor de 90º y su
coseno toma un valor negativo: entonces W2 resulta negativa. Para obtener valores
correctos en los resultados, debe conocerse si tal lectura negativa proviene de un valor
de ϕ como el mencionado, o de polaridad invertida en el vatímetro W2.
El procedimiento para aclarar "esta duda de polaridad" consiste en desconectar‚
terminal voltimétrico (del watt/metro menor) que est unido con el conductor común C
de las Figuras 3 y 4 y reconectarlo con carácter de ensayo, con el conductor restante de
la línea A, lo que equivale a reemplazar VBC por VBA en la bobina voltimétrica de W2
(obsérvese que VBA es opuesto a VAB). Se ve en la Figura 4 que el ángulo formado
entre IB y VBA será igual a (60º-β), de modo que para β>60º este ángulo quedará
comprendido entre 0 y 30º (negativo) pero su coseno será positivo y la lectura de W2,
en consecuencia, se transformará
en positiva. Si en cambio la lectura de W2 era
originalmente negativa debido a una conexión invertida en el vatímetro, la modificación
Pág. 6
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Medición de Potencia trifásica
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así descrita en la conexión no hará positiva la lectura. Como resumen del ensayo de
polaridad, si W2 invierte su lectura, se debe a que ϕ>60º y W2 debe interpretarse como
negativa.
En caso contrario, es ϕ<60º y el vatímetro W2 debe suministrar una lectura
positiva. En ambos casos, las conexiones de W2 deben ser del sentido que haga posible
obtener las lecturas: pero en el primer caso el resultado de la lectura se aplica como
negativo, y si la lectura no se invierte, se aplica como positiva.
Circuito utilizado en la practica:
Primera Experiencia
R
A
Z1
W1
Z3
S
Z2
W2
V
T
Figura 5
Segunda Experiencia
R
A
W1
WR
S
V
W2
Z1
WS
Z3
WT
T
Z2
Figura 6
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Grupo “D”
Medición de Potencia trifásica
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Año: 1.998
Maniobra operativa:
Como primera medida adquirimos los elementos necesarios para la realización de
la práctica. Luego procedimos a la conexión de los diferentes elementos según el
circuito anteriormente dibujado.
Ubicamos los instrumentos en una escala suficientemente alta para tratar de
evitar cualquier daño.
Realizamos una comprobación minuciosa del conexionado numerosas veces
antes de la conexión a la bornera del tablero de pruebas, sin todavía dar tensión al
circuito. Volvimos a revisar el conexionado con el profesor Fara, y una vez obtenida la
aprobación conectamos la tensión.
Comenzamos a regular el autotransformador hasta poner el motor en
funcionamiento, cuidando que la corriente de arranque no sobrepase el máximo
admitido por el amperímetro.
Realizamos tres lecturas a diferentes potencias de regulación del Variac, una con
las dos lecturas positivas, una con W1 positivo y W2 marcando cero, la última la
realizamos con W1 positivo y W2 negativo.
Se tomó nota de los valores obtenidos para su posterior análisis.
Para la realización del segundo experimento, añadimos los tres vatímetros,
agregamos dos lámparas para lograr un desequilibrio, procedimos a la lectura de
instrumentos para una determinada potencia.
Características de instrumentos utilizados:
Motor Siemens, trifásico N°13699
N=0.75 kW
220/380 D/U
3.55/2.05 A
1400 r.p.m.
50 Hz
cos ϕ 0.78
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Medición de Potencia trifásica
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Año: 1.998
Valores obtenidos:
Experiencia 1
Lectura 1
7W
3.2 W
0.24 A
30 V
PW1
PW2
IR=IT
UST=URT
Lectura 2
11 W
0W
0.18 A
64 V
Lectura 3
24 W
-4 W
0.26 A
116 V
Cálculo 1
Lectura 1
Lectura 2
Lectura 3
P(ACTIVA) = PW1 + PW2
10.2 W
11 W
20 W
P(REACTIVA) = 3 ⋅ (PW 1 − PW 2 )
6.58 W
19.05 W
48.49 W
12.13 W
22 W
52.45 W
0.972
0.954
0.795
2
P( APARENTE ) = P ( ACTIVA ) + P (REACTIVA )
cos(ϕ = 30) =
2
PW 1
I R ⋅ U RT
Experiencia 2
PW1
PW2
PWR
PWS
PWT
Lectura
240 W
-75 W
40 W
38 W
85 W
Cálculo 2
Lectura
P(ACTIVA)=PW1+PW2
165 W
P(ACTIVA)=PWR+PWS+PWT
163 W
Precauciones a tener en cuenta:
a) Antes de proceder a la conexión de la tensión al circuito analizado se comprobó el
correcto conexionado del mismo.
b) Inspección visual de posibles cortocircuitos por daños en la aislación de los
conductores.
c) Realizar el movimiento de la llave de regulación del autotransformador con la mano
derecha, para evitar que el camino seguido por la corriente no sea directo al corazón.
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Medición de Potencia trifásica
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Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
d) No realizar el cambio de escala de los vatímetros o cualquier cambio en el circuito
con la tensión conectada.
e) Verificar que la posición de los instrumentos a utilizar sea la correcta.
f) Antes de conectar la tensión verificar que el autotransformador no se encuentre en
la posición de 0 volts, porque es posible que en esta posición esté entregando la
máxima tensión (posicionarlo en aprox. 5-10 volts).
g) Realizar el movimiento de las tres llaves del tablero de experimentos en forma
simultánea, para evitar desbalanceo de la carga y se produzca el corte de la llave
principal.
h) Posicionar las escalas de los instrumentos antes de conectar la tensión, de forma tal
que estos no lleguen al máximo de el cuadrante.
i) Si hace falta detectar tensión en forma inmediata la misma se determinará con el
dorso de la mano.
j) Asegurarse en el caso de los vatímetros sin cero central que la deflexión de la aguja
sea la correcta, para esto se deberá comenzar probando con poca tensión.
k) Tratar de colocar los conductores eléctricos de manera tal que sea fácil seguir el
circuito.
Aplicaciones:
a) Determinación de la potencia consumida por una máquina desconocida.
b) Evaluación de sobrecarga de un tendido para la determinación
de si está o no
sobrecargado.
Conclusiones:
Tres vatímetros miden la potencia de la carga independientemente del equilibrio
de corrientes, de la simetría de las tensiones, de la forma de onda de ambos
parámetros y del potencial del centro de la estrella de las bobinas voltimétrica de los
tres vatímetros esto indica que no necesariamente las impedancias de las bobinas
voltimétricas de los 3 vatímetros deben ser las mismas cuando se emplea el circuito
visto. A su vez también es válido el método aunque la carga esté conectada en estrella
o en triángulo.
Cuando estamos midiendo potencia en un sistema trifásico trifilar desequilibrado
y, por lo tanto no se dispone de neutro, se puede conseguir un neutro artificial de tres
Pág. 10
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Medición de Potencia trifásica
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Año: 1.998
vatímetros exactamente iguales, y se conectan sus circuitos voltimétricos en estrella, de
esta manera, dichos circuitos quedan sometidos a la tensión de fase.
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Medición de Potencia trifásica
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Año: 1.998
Integrantes del Grupo “D”
Nombre
Legajo
Martin Guareschi
19007-6
Martin Hernan
19162-5
Javier Vega
18483-5
Ricardo Naciff
18528-6
Roberto Canton
18248-6
Fernando Bertromeu
18360-3
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Grupo “D”
Puente de Wheatstone
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Año: 1.998
Índice:
Objetivo:...................................................................................................... 2
Fundamento teórico: ................................................................................... 2
Introducción................................................................................................. 2
Interpolación................................................................................................ 2
Sensibilidad del sistema ................................................................................ 2
Circuito utilizado en la practica: ................................................................. 3
Maniobra operativa: .................................................................................... 4
Características de instrumentos utilizados:................................................ 5
Valores obtenidos:....................................................................................... 5
Representación Gráfica:.............................................................................. 6
Precauciones a tener en cuenta:................................................................. 6
Aplicaciones: ............................................................................................... 7
Conclusiones: .............................................................................................. 7
Integrantes del Grupo “D” .......................................................................... 8
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Puente de Wheatstone
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Año: 1.998
Objetivo:
El siguiente trabajo tiene como objeto determinar una resistencia desconocida
por medio del puente de Wheatstone en forma práctica en el laboratorio de
electromecánica. Para este trabajo se utilizó un puente de Wheatstone, una resistencia
década y un galvanómetro.
Fundamento teórico:
Introducción
El puente de Wheatstone esta constituido básicamente por tres resistencia, un
galvanómetro con su resistencia interna, una fuente de F.E.M. continua. Cuando no
circula corriente por la rama del galvanómetro cumple la ecuación de equilibrio.
R 2 ⋅ R x = R1 ⋅ R 3
Existe otro método de alcanzar la ecuación de equilibrio
que consiste en dejar
constante la relación (R1/R2) que toma valores decimales, variando R3 constituida por 4
resistores que permiten variar la resistencia a voluntad
Interpolación.
Cuando se trabaja con el puente y las cajas de décadas puede ocurrir que no se
alcance el valor exacto de resistencia. La aguja del galvanómetro oscilará hacia la
derecha para un valor de (R3+), y a la izquierda para un valor de (R3-), por lo que se
procede a una interpolación entre los dos valores. A la variación que se produce en la
aguja del galvanómetro se la llama DESVIACION.
Sensibilidad del sistema
Si estando en equilibrio la el puente producimos una variación de R3, se produce
una desviación de la aguja del galvanómetro producida por una variación de R3
(Formula) Sa =
∂α
. Este tipo de sensibilidad nos sirve para comparar dos tipos de
∂R 3
puentes distintos. Para el caso que quisiéramos comparar las sensibilidades de dos
mediciones tomada la absoluta no nos serviría. Para este caso introducimos el concepto
de sensibilidad relativa, que es la relación entre, la variación de la magnitud indicada, y
la variación de la magnitud de ajuste S =
∆α ⋅ R 3
∂α
= R 3 ⋅ Sa
y el limite S = R 3
∆R 3
∂R 3
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Puente de Wheatstone
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Año: 1.998
La sensibilidad de un sistema se obtiene produciendo desviaciones a la derecha y
a la izquierda del valor de equilibrio S =
α− + α+
−
R3 − R3
+
(
)
× R 3 = α + + α − + α + . La sensibilidad
del galvanómetro responde a la siguiente ecuación
S =
S g ⋅E
rg

2 ⋅ r g + R c + 1 +
 Rc
r ⋅R

 ⋅F ⋅R x + g c

F ⋅R x

Donde se observa que:
Rc = R1+R2 = Constantes y están tabulados en él catalogo del puente.
La sensibilidad es directamente proporcional a la sensibilidad amperométrica del
galvanómetro y a la tensión de la fuente.
Cuando la resistencia a medir es muy pequeña la sensibilidad responde a la
siguiente ecuación S =
S g ⋅E ⋅F ⋅Rx
r g ⋅ Rc
para R x → 0 La sensibilidad tiende a cero.
Para el caso de que la sensibilidad tienda a infinito responde a la siguiente
ecuación:
S g ⋅E
r

1 + g
Rc


 ⋅ F ⋅ R x

La sensibilidad máxima del galvanómetro se obtiene para un valor de Rx que lo
produce que depende de la resistencia interna del galvanómetro, y es independiente del
selector de relación.
Circuito utilizado en la practica:
Este aparato este constituido por:
Los
pulsadores
de
batería BA y del galvanómetro
GA
que
pueden
tenerse
constantemente operados.
Los bornes de conexión
Rx y GA permiten conectar la
resistencia al galvanómetro.
Las cuatro resistencias
Pág. 3
Mediciones Eléctricas
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que componen la regulación de resistencias y varían de 1+10+100+1000, llamada
década de resistencias.
La
regulación
de
relación
contiene
siete
valores
que
varían
desde
0.001,0.01,0.1,1,10,100,1000.
El galvanómetro donde se aprecia la variación de la aguja donde se realiza la
medición.
Maniobra operativa:
Para realizar las mediciones en el laboratorio se procedió a los siguientes pasos:
Se conecta la resistencia a medir (para nuestro caso en una década) en los
bornes Rx.
Se coloca el selector de relación en la posición adecuada de acuerdo al rango de
resistencia a medir:
Rx [Ω
Ω]
Selector de relación
Menor que 10Ω
0.001
De 10 a 100Ω
0.01
De 100 a 1KΩ
0.1
De 1K a 10KΩ
1
De 10K a 100KΩ
10
De 100K a 1MΩ
100
De 1M a 10MΩ
100
R1
R2
Colocando los resistores en un valor que el operario crea aproximado se procede
a pulsar el interruptor BA y luego el GA y visualizar si la deflexión es a la derecha o a la
izquierda. En el caso que la aguja deflexione a la derecha (lado positivo) se debe
incrementar el selector de medición, en caso contrario todo lo opuesto a lo expuesto
anteriormente expuesto, hasta lograr que la aguja indique el cero.
En el caso de que la resistencia sea desconocida y no poseamos ningún
elemento para poder tener una aproximación de dicho valor, se procede a colocar el
selector de relación R1/R2 en el valor de la unidad, y la década de medición de rango
Pág. 4
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1000 en la posición 1, se procede a la conexión de la batería pulsando BA y GA. Si la
aguja deflecta a la derecha nos indica que la resistencia desconocida es mayor que
1000 ohm. En este caso debemos colocar el selector de relación en un número de 100,
y la perilla de resistencia de1000 en la posición de 10. Si la aguja deflecta a la izquierda
nos indica que la resistencia desconocida se encuentra en el rango de 10K a
100k(ohm).
En caso de que la aguja en el primer intento deflectará a la izquierda estaríamos
midiendo una resistencia menor que 1000ohm. Deberíamos colocar el selector de
relación en la posición de 0.1 ó 0.01, hasta que la aguja deflecte a la derecha.
Características de instrumentos utilizados:
Los instrumentos utilizados en esta práctica fueron:
a) Puente de Wheatstone
b) Resistencia década
c) Multímetro
d) Clavijas de conexión
Valores obtenidos:
E: Tensión de fuente
Γ : Posición del selector de relación R1/R2
R: Valor caja de resistencia que hacen de Rx
R3: Valor de ajuste del resistor que equilibra la resistencia externa
R3 + : Valor particular de R que provoca la desviación a la derecha de la aguja del
galvanómetro.
R3 − : Valor particular de R3 que provoca la desviación a la izquierda de al aguja
del galvanómetro.
Pág. 5
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Puente de Wheatstone
R3- [div.]
R3 [Ω]
R [Ω]
R3+ [div.]
5
5
4,8
2
5
22,14
20
22,11
1
52,3
50
52,2
75,43
150
152,7
12
Universidad Tecnológica Nacional
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Rx [Ω]
Sm [div.]
St [div.]
3
5
0,000005314
0,00000537
22,17
1
20
0,00009784
0,0001
1
52,4
1
50
0,0000453
0,0000428
152,5
1
152,8
1
150
0,00003147
0,0000297
500
500,3
1
502,3
1
500
0,001157
0,00078
501,3
750
752
1
755
1
750
0,0003822
0,00025
2035
2000
2032
1
2038
1
2000
0,001836
0,000645
8050
8000
8010
1
8080
1
8000
0,0009163
0,000178
15050
15000
14970
1
15150
1
15000
0,000598
0,000173
50000
50000
49100
1
50700
1
50000
0,0001939
0,0000533
90000
90000
87300
1
92500
1
90000
0,0001094
0,000297
222000
222000
207000
1
238000
1
222000 0,0000098
0,00000633
450000
450000
390000
1
520000
1
450000 0,00000481
0,000031
780000
780000
630000
1
990000
1
780000 0,000000227
0,0000018
Representación Gráfica:
SENSIBILIDAD
0,002
S (div)
0,0015
0,001
0,0005
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
R (ohm)
Precauciones a tener en cuenta:
Verificar que cuando se utilizan resistencias a décadas, que las mismas actúen
como resistencias y no como cortocircuito.
Tratar que no se supere la corriente admisible máxima, que soporta la década,
sobre todo al pasar de un selector a otro. De no ser así se va deteriorando el elemento
hasta que se destruya.
Pág. 6
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Puente de Wheatstone
12
Universidad Tecnológica Nacional
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Aplicaciones:
Las aplicaciones del
puente son mucha, pero citaremos algunas a título
informativo las que son:
a) Medida de resistencias internas de todo tipo de máquinas.
b) Resistencia interna de bobinados.
c) Los rangos de medida del puente con el cual se realizó el ensayo son de 1Ω a 1MΩ.
Conclusiones:
Las conclusiones obtenidas de este ensayo son que la mayor sensibilidad se
obtiene en la mitad del rango de valores de las mediciones tomadas. Cada medición se
debe hacer con el valor más bajo de corriente, para evitar calentamiento, y así no
modificar el valor de la resistencia.
Pág. 7
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Puente de Wheatstone
12
Universidad Tecnológica Nacional
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Integrantes del Grupo “D”
Nombre
Legajo
Martín Guareschi
19007-6
Martín Hernán
19162-5
Javier Vega
18483-5
Ricardo Naciff
18528-6
Roberto Cantón
18248-6
Fernando Bertomeu
18360-3
Pág. 8
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Medición de Capacidad en C.A.
13
Universidad Tenologica Nacional
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Índice:
Objetivo:........................................................................................................ 2
Fundamento teórico: ..................................................................................... 2
Introducción ..................................................................................................... 2
Cálculos............................................................................................................ 2
Demostración ................................................................................................... 2
Circuito utilizado en la practica: ................................................................... 4
Circuito Resistivo Puro:...................................................................................... 4
Circuito Resistivo-Capacitivo: ............................................................................. 4
Maniobra operativa: ...................................................................................... 4
Características de instrumentos utilizados:.................................................. 5
Valores obtenidos:......................................................................................... 5
Representación Gráfica:................................................................................ 6
Precauciones a tener en cuenta:................................................................... 6
Aplicaciones: ................................................................................................. 6
Conclusiones: ................................................................................................ 6
Integrantes del Grupo “D” ............................................................................ 8
Pág. 1
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Medición de Capacidad en C.A.
13
Universidad Tenologica Nacional
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Objetivo:
Encontrar el valor de capacidad mediante dos lecturas de corriente, una desde un
circuito puramente resistivo, y la otra desde un circuito RC.
Con estos dos valores encontramos, mediante una ecuación el valor buscado.
Teniendo en cuenta los errores cometidos en cada medición.
Fundamento teórico:
Introducción
Cuando a un circuito resistivo puro se le aplica una tensión “U”, comienza a
circular por él una corriente “I”. Si ahora le aplicamos la misma tensión “U” a un circuito
RC, donde la resistencia es la misma que en el caso anterior, circulará por él una
corriente menor.
Cálculos
El valor capacitivo lo calculamos a través de;
10 6
C =
2⋅ π ⋅f ⋅R ⋅
IR
2
IZ
2
que a continuación demostraremos.
−1
Demostración
En un circuito la tensión será:
U = IR ⋅R
Mientras que en un circuito RC será:
U =IZ ⋅Z
Si igualamos las tensiones; por ser iguales:
I R ⋅R = I Z ⋅ Z
donde:
Z = R2 + XC
2
y
XC =
1
2 ⋅ π ⋅ f ⋅C
Reemplazando:
1


R ⋅I R = I Z ⋅ R + 

 2 ⋅ π ⋅ f ⋅C 
2
2
donde:
Pág. 2
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Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Medición de Capacidad en C.A.
13
Universidad Tenologica Nacional
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
2 ⋅ π ⋅f = ω
 1 
R ⋅I R = I Z ⋅ R + 

 ω ⋅C 
2
2
R ⋅IR
IZ =
 1 
R +

 ω ⋅C 
2
2
y elevando ambos miembros al cuadrado;
IZ
2




R ⋅I R


=
2 
 R2 + 1  



 ω ⋅C  

2
IZ
2
2
2
I Z ⋅R + I Z
2
 1 
2
2
⋅
 =R ⋅IR
ω
⋅
C


2
 1 
2

 =R
 ω ⋅C 
(
2
2
I
⋅  R
IZ

 − R 2

2
IR −IZ
 1 
2

 =R ⋅
2
IZ
 ω ⋅C 
1
2
ω ⋅C
(
C =
C =
2
)
2
)
 2

2 IR
=R ⋅
− 1
2

I
 Z

1
 2
2
ω ⋅ R

IR2

⋅  2 − 1 
I

 Z

2
 2  1 2 
2
⋅ R + 
  = [R ⋅ I R ]
 ω ⋅C  

2
 IZ 
2
2

 =R 2 ⋅IR − I Z ⋅R 2
 ω ⋅C 
2
2
 1 
2 IR
2

 =R ⋅ 2 −R
IZ
 ω ⋅C 
2
 1 
2

 =R
 ω ⋅C 
C
2
=
IR2

⋅  2 − 1

I
 Z

1
 2
2
ω ⋅ R

IR2

⋅  2 − 1 
I

 Z

1
C =
ω⋅R ⋅
IR
2
IZ
2
−1
1
2⋅ π ⋅f ⋅R ⋅
IR
2
IZ
2
−1
de esta forma queda demostrada la ecuación.
Pág. 3
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Medición de Capacidad en C.A.
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Universidad Tenologica Nacional
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Circuito utilizado en la practica:
Circuito Resistivo Puro:
mA
∼
V
R
IR
Circuito Resistivo-Capacitivo:
C
mA
∼
V
R
IZ
Maniobra operativa:
Primero
fijamos
el
valor
de
resistencia
R,
luego
energizamos
el
autotransoformador y fijamos un valor a su salida que será igual para este circuito tanto
como para el RC. Tomamos la lectura del miliamperimetro y obtenemos el valor de IR.
Después de desenergizar el autotransformador intercalamos el capacitor C, al
reenergizar el autotransformador debemos asegurarnos que la tensión aplicada sea la
misma que en el circuito anterior. Ahora, con el mismo valor de resistencia, tomamos el
valor que acusa el miliamperimetro, a este le llamaremos IZ.
Los valores obtenidos los reemplazamos en la ecuación antes demostrada y con
esto encontramos el valor teórico de capacidad que buscamos, al igual que el error
relativo porcentual.
Repetimos estos pasos siete veces, con siete valores de tensión y resistencia
distintos, para encontrar en cual de ellas se comete el mayor error.
Pág. 4
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Medición de Capacidad en C.A.
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Universidad Tenologica Nacional
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Características de instrumentos utilizados:
Los Elementos utilizados en esta experiencia son:
Un autotransformador variable:
Marca: CAMEC
Tensión de entrada: 220 Volt.
Tensión de salida: desde 0 a 250 Volt.
Corriente máxima: 12 Amper.
Potencia Aparente: 3 KVA.
Voltímetro:
Tipo: analógico.
Clase: 0,5
Corriente: Alterna.
Alcance: 0 a 150 Volt.
Hierro móvil.
Miliamperimetro:
Tipo: analógico.
Clase: 0,5
Corriente: Alterna.
Hierro móvil.
Rango de valores: 0 a 880Ω
Resistencia variable:
Batería de capacitores.
Valores obtenidos:
CREAL
[µF]
V
[Volt]
CCALCULADA
IR
IZ
[Amperios] [Amperios] [µF]
XR
[Ω]
R
[Ω]
E(RELATIVO %)
[%]
3,76
76
0,09
0,065
2,873630917
1108
800
-23,5736458
3,76
58
0,09
0,057
3,354347109
948,9
601
-10,7886407
2,02
114
0,185
0,07
2,00401961
1588
601
-0,79110842
1,08
144
0,24
0,05
1,103403654
2885
601
2,16700502
1,08
124
0,35
0,044
1,146593123
2776
349
6,16602987
5,8
57
0,135
0,09
6,080418074
523,5
349
4,83479438
5,8
87
0,094
0,083
3,208457271
992,1
876
-44,6817712
Pág. 5
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Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Medición de Capacidad en C.A.
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Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Representación Gráfica:
10
0
-10
1
2
3
4
5
6
7
Capacidad
-20
Error Relativo %
-30
-40
-50
Nº Medición
Precauciones a tener en cuenta:
Antes de realizar cada medición directa de capacidad con un multímetro digital
debemos tomar la precaución de descargarlo, para que la medición no sea incorrecta.
Las precauciones más corrientes sobre manipulación de energía eléctrica:
a) Inspeccionar los cables de conexión.
b) Colocar el instrumento de medición en corriente apropiada.
c) No tocar las conexiones cuando tenga tensión.
d) Antes de realizar cualquier medición, verificar que no hayan malos contactos y
asegurare que la disposición del circuito sea el adecuado, mediante la observación
del profesor.
e) No sobrepasar con valores a los diseñados por el fabricante.
Aplicaciones:
Los capacitores se utilizan en todo tipo de circuitos eléctricos, ya sea de potencia o
de comando. La electrónica los utiliza en una amplia gama, mientras que en sistemas
eléctricos de potencia se utilizan para la corrección del factor de potencia casi
exclusivamente.
Conclusiones:
Como podemos en la gráfica, donde se comete menos error es en la tercer
medición con una tensión de 144 Volt y una resistencia de 601 Ω, luego los errores
Pág. 6
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Medición de Capacidad en C.A.
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Universidad Tenologica Nacional
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
fueron creciendo hasta llegar a su máximo en la séptima medición, con una tensión de
87 Volt y una resistencia de 876 Ω.
Si analizamos los resultados obtenidos encontramos que se cometen mayor error
en cuanto menor es la tensión aplicada y mayor la resistencia. Por lo tanto las
condiciones de medida mejoran en cuanto mayor es la tensión aplicada y menor la
resistencia conectada.
La experiencia nos demostró como se puede obtener el valor capacitivo de un
condensador mediante la utilización de una resistencia y una fuente de tensión alterna
variable.
Pág. 7
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Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Medición de Capacidad en C.A.
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Universidad Tenologica Nacional
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Integrantes del Grupo “D”
Nombre
Legajo
Martín Guareschi
19007-6
Martín Hernán
19162-5
Javier Vega
18483-5
Ricardo Naciff
18528-6
Roberto Cantón
18248-6
Fernando Bertomeu
18360-3
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Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Visualización Fig. de Lissajous
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Universidad Tenologica Naciona
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Índice:
Objetivo:........................................................................................................ 2
Fundamento teórico: ..................................................................................... 2
Circuito utilizado en la practica: ................................................................... 5
Maniobra operativa: ...................................................................................... 6
Características de instrumentos utilizados:.................................................. 6
Valores obtenidos y representación gráfica: ................................................ 7
Frecuencia patrón (fp)....................................................................................... 7
Kh................................................................................................................... 7
Kv ................................................................................................................... 7
Frecuencia incógnita (fx) ................................................................................... 7
Figura de Lissajous........................................................................................... 7
Precauciones a tener en cuenta:................................................................... 7
Aplicaciones: ................................................................................................. 8
Conclusiones: ................................................................................................ 8
Integrantes del Grupo “D” ............................................................................ 9
Pág. 1
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Visualización Fig. de Lissajous
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Año: 1.998
Objetivo:
Nos proponemos determinar las siguientes características:
•
Medir frecuencia de ondas senoidales.
•
Realizar la medición de ángulo de fase.
Fundamento teórico:
Medición de frecuencia
Este método es aplicable solamente para medir frecuencias de señales senoidales.
Se conecta la señal de frecuencia incógnita (fx) a una de olas entradas, en nuestro
caso lo hacemos por el canal vertical, mientras que a la señal patrón (fp) la hacemos
ingresar por el canal horizontal. En consecuencia de esto, deberá colocarse el
osciloscopio en barrido externo, para que el canal horizontal sea aplicado a las placas
horizontales.
Si las frecuencias de las tensiones que alimentan a las placas deflectoras son
distintas, pero las mismas están próximas entre sí, lo que se presenta es como si se
tratara de dos tensiones con la misma frecuencia cuyo desfase varía permanentemente
en el tiempo.
La figura trazada por el punto, toma sucesivamente distintas formas. Si aplicamos
a las placas deflectoras tensiones con periodos T y T’ que producen elongaciones del
punto:
y = Y sen ( wt + w )
x = X sen ( wt)
Entonces tenemos:
( fv/fh = Th/Tv = Kh/Kv nº cualquiera )
( T’ = Th Kv = Tv Kh ) periodo del punto en la pantalla ( fenómeno cíclico ),
durante el cual se efectúa Kv oscilaciones verticales de amplitud (Y) y Kh oscilaciones
horizontales de amplitud (x).
Al final del tiempo T’ el punto vuelve a su origen y describe así una misma
trayectoria. Por esta razón se obtiene una imagen estable inscripta en un rectángulo
(±X), (±Y) y es tangente Kv veces a los lados horizontales de ordenadas ±Y. La relación
( Kh/Kv ) es la relación de frecuencias. Es decir: la relación de frecuencias es igual al nº
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Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Visualización Fig. de Lissajous
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de veces que la curva toca a la recta horizontal a lo largo de la parte superior de la
característica dividido por el nº de veces que toca a una recta vertical a lo largo del
borde natural.
( Kh/Kv = fv/fh )
Medición de ángulo de fase
En este caso las figuras de lissajous son el fundamento para medir desfase, con el
único delimitador que exclusivamente puede usarse este método para señales
senoidales.
Deben aplicarse las señales cuyo desfase quiere medirse a los canales (entradas)
“vertical y horizontal”, tal como se vio en el método para medir frecuencias.
Si ambas señales son de la misma frecuencia (y esto debe ser así, puesto que de
lo contrario no tiene sentido hablar de “diferencia de fase”), aparecerá en el osciloscopio
el oscilosgrama de: una recta, una elipse o una circunferencia, dependiendo de la
relación de fase entre ambas señales.
La figura genérica es la elipse, mientras que la recta y la circunferencia solo se
presentan en caso de relaciones “extremas”.
De modo que:
♦ Una recta con pendiente negativa ñ contrafase.
♦ Una circunferencia ñ ϕ= 90º.
♦ Una elipse con eje de pendiente (+) ñ 0º< ϕ < 90º.
♦ Una elipse con eje de pendiente (-) ñ 90º< ϕ < 180º.
Esto nos permite, en forma rápida, a partir del oscilograma, estimar el ϕ
correspondiente. Sin embargo existe un método para conocer su valor exacto.
Procedimiento:
•
Se centra la figura de acuerdo a los ejes centrales.
•
Se toma la altura máxima de la elipse (A), así como la distancia vertical entre
los puntos de intersección entre la figura y el eje de abscisas (B).
•
Con estos valores se calcula:
Sen ϕ= B/A ñ ϕ=arcsen B/A
Esta expresi´n nos permite calcular el valor numérico del desfase, pero no nos
indica el signo, es decir, llamando V1 y V2 a las señales a comparar, no sabemos si V1
adelanta o atrasa con respecto a V2.
Pág. 3
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Visualización Fig. de Lissajous
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Año: 1.998
Una forma de determinar el signo consiste en el uso de una red desfasadora
conocida, la cual introduce un desfase conocido a la señal aplicada a ella.
Tendremos dos tipos fundamentales de redes defasfasadoras simples que
podemos utilizar: adelantadoras y atrasadoras.
El metodo consiste en introducir una red desfasadora, por ejemplo una
adelantadora, con una de las señales, por ejemplo V1, con lo cual se modifica el dsfase
original.
Si la V1 adelanta, ahora, con la red adelantadora lo hará aún más, lo cual será
detectado como se vió en los oscilogramas caracteristicos, con una rotación del eje
principal de la elipse hacia la izquierda.
Si la V1 atrasaba a V2, ahora, con la red adelantadora la diferencia de fase será
menor, lo que manifiesta, logicamente, como un giro a la derecha del eje principal de la
elipse.
Sintetisando el método:
Se inserta en una de las entradas una red desfasadora conosida, la cual producirá
una modificación del oscilograma, que a su vez indicará si se produjo un aumento o una
disminusión de la diferencia de fase.
Si la red es adelantadora:
Aumento de desfase: la señal inyectada en la entrada considerada, está
adelantada con respecto a la otra.
Disminucion de desfase: la señal inyectada en la entrada considerada , está
atrasada con respecto a la otra.
Una red adelantadora simple es construida por una R y un C, como asi tambien
una red atrasadora simple.
Red Adelantadora
Red Atrasadora
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Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Visualización Fig. de Lissajous
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Año: 1.998
Circuito utilizado en la practica:
Pág. 5
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Visualización Fig. de Lissajous
14
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Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Maniobra operativa:
Ø El primer paso, después de haber conectado los generadores de señales los
cuales proveen las señales que van a ingresar en los canales del osciloscopio,
fue poner en marcha todos los componentes que forman parte de la
experiencia.
Ø Luego de esto, la frecuencia del generador patrón fue modificada de tal forma
que en la pantalla del tubo de rayos catódicos apareciera una figura de
lissajous mas o menos estable para poder visualizar en forma rápida y sin
errores la curva de la figura.
Ø El próximo paso a realizar es medir la cantidad de secantes o tangentes,
horizontales o verticales, según el método que nosotros fuésemos a utilizar.
Ø Se procede luego a tomar la lectura en el sector tabulado del valor de
frecuencia de la señal patrón ingresada al osciloscopio por uno de los canales.
Ø Posteriormente a esto se realizaron los cálculos pertinentes a cada método y
de esta manera se pudo determinar el valor de la frecuencia incógnita, o
también llamada fx.
Ø Puesto que en la práctica de laboratorio la frecuencia de la señal incógnita fue
provista por un generador de señales tabulado, se pudo comparar el valor de
frecuencia calculado con el indicado en el selector de dicho generador de
señales.
Ø Una vez terminada esta comparación se procedió a la lectura de los datos
necesarios para realizar la medición del ángulo de desfase.
Ø Con los datos obtenidos se realizó el cálculo del desfase producido entre una y
otra señal.
Nota: Por no contar con el montaje apropiado para realizar esta práctica, no se
pudo determinar si la señal incógnita adelantaba o atrasaba a la señal patrón.
Características de instrumentos utilizados:
Los Elementos utilizados en esta experiencia son:
•
Osciloscopio marca TRIO modelo C.S. - 1562 A.
•
Generadores de funciones:
Tensión de alimentación: 220V, 50 Hz, A10%.
Pág. 6
Mediciones Eléctricas
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Grupo “D”
Visualización Fig. de Lissajous
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Año: 1.998
Rango de frecuencias: 0 – 90 Hz.
Tensión de salida: 0.003 – 10 V ( -50 a A20 Db).
Impedancia de salida: Rango 10 V, 0 - 1000 ohm.
Rango 3V, 800 - 1000 ohm.
Distorsión: menor 0.3% entre 10 Hz y 20 kHz
•
Década de resistencia.
•
Década de condensadores.
•
Cables de conexión, tipo banana.
•
Cables de conexión del osciloscopio.
•
Multímetro digital ( para realizar las verificaciones pertinentes).
Valores obtenidos y representación gráfica:
Frecuencia
Kh
Kv
patrón (fp)
Frecuencia
Figura de
incógnita (fx)
Lissajous
50
1
1
50
100
1
2
50
25
2
1
50
25
3
1
75
Precauciones a tener en cuenta:
•
Controlar que la intensidad del osciloscopio no sea demasiado alta.
•
Verificar que las agujas de los generadores de señales no deflecten cerca del
fondo de escala, mediante un ajuste controlado.
Pág. 7
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Visualización Fig. de Lissajous
14
Universidad Tenologica Naciona
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
•
Verificar los valores colocados en la década de resistencias.
•
Verificar los valores colocados en la década de condensadores.
•
Controlar detalladamente el esquema de conexiones antes de comenzar el
ensayo.
•
Cuidar que ninguna falla afecte al osciloscopio, y le provoque a este el
quemado de su fusible.
•
Verificar la correcta continuidad de los cables del osciloscopio.
•
Tener cuidado el operario cuando realiza el ensayo.
•
Se debe tener en cuenta la correcta conexión del cable del eje Z.
•
No conectar el circuito a la red hasta no ser este verificado por el profesor a
cargo.
•
No producir ninguna modificación del circuito, estando éste conectado.
•
No sobrepasar los valores indicados por los instrumentos.
Aplicaciones:
Este método sirve para medir fundamentalmente frecuencias por un método de
comparación entre una señal senoidal incógnita con respecto una señal senoidal patrón,
ingresando cada una de las mismas por distintos canales del osciloscopio.
Este método también puede ser utilizado para medir desfase entre dos ondas
senoidales.
Conclusiones:
Con respecto a la precisión, podemos atribuir a este sistema de medición de
frecuencia, que es muy confiable.
Necesitamos una fuente confiable y un generador de señales de gran clase.
Este método sirve exclusivamente para medir señales senoidales.
Su campo de aplicación comprende relaciones de frecuencias de 1/10 hasta
relaciones de 10/1.
Pág. 8
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Visualización Fig. de Lissajous
14
Universidad Tenologica Naciona
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Integrantes del Grupo “D”
Nombre
Legajo
Martín Guareschi
19007-6
Hernán Martín
19162-5
Javier Vega
18483-5
Ricardo Naciff
18528-6
Roberto Cantón
18248-6
Fernando Bertomeu
18360-3
Pág. 9
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Medición de Frecuencia
15
Universidad Tenologica Naciona
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Índice:
Objetivo:........................................................................................................ 2
Fundamento teórico: ..................................................................................... 2
Barrido Elíptico.................................................................................................. 2
Modulación del Haz electrónico .......................................................................... 3
Circuito utilizado en la practica: ................................................................... 4
Maniobra operativa: ...................................................................................... 5
Características de instrumentos utilizados:.................................................. 5
Valores obtenidos y representación gráfica: ................................................ 5
Precauciones a tener en cuenta:................................................................... 6
Aplicaciones: ................................................................................................. 7
Conclusiones: ................................................................................................ 7
Integrantes del Grupo “D” ............................................................................ 8
Pág. 1
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Medición de Frecuencia
15
Universidad Tenologica Naciona
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Objetivo:
Nos proponemos determinar las siguientes características:
Medir distintos valores de frecuencia con el uso del osciloscopio por medio de
barrido elíptico y barrido circular.
Fundamento teórico:
Barrido Elíptico
Supongamos que se apliquen a las placas deflectoras del osciloscopio dos
tensiones senoidales en cuadratura como indica la figura 1.
El punto describe una elipse como la representada en la figura 2 con línea de
trazos. Si ahora superponemos en las placas verticales una tensión senoidal de
frecuencia ( fx= n . fp) suministrada por un generador de señales Gx, como se indica en
la figura 3. El punto describe alrededor de la elipse inicial o base una curva senoidal,
figura 2. Si n es un número entero de periodos comprendidos en el tiempo que demora
el punto luminoso para trazar una vuelta completa de la elipse, se obtiene una figura
estable, como la indicada en la figura 2 (aquí n=13). Cuando la relación de las dos
frecuencias fx y fp está próxima a un número entero, la senoide se desliza a lo largo de
la elipse base y obtenemos una imagen giratoria que vuelve a tomar periódicamente la
misma configuración.
Como se indica en la figura 3, no utilizamos el barrido interno del osciloscopio que
es lineal, sino que logramos un “Barrido elíptico”.
La elipse base desaparece al aplicar la tensión del generador Gx.
Pág. 2
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Medición de Frecuencia
15
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Año: 1.998
Modulación del Haz electrónico
El barrido elíptico pude ser utilizado ya sea cuando el osciloscopio no posee
barrido lineal, o bien en caso de querer estudiar un fenómeno cuya frecuencia es muy
elevada para el intervalo de frecuencias de la base de tiempos no apropiado, es decir la
frecuencia máxima es muy baja. También sirve para medir relación de dos frecuencias,
en cuyo caso se utilizar dos variantes que veremos a continuación.
Utilizaremos el montaje de la figura 3, con él se produce el barrido elíptico que se
centra en la pantalla. Como ambas tensiones están desfasadas 90º, con la misma
amplitud (cosa que se logras con los controles de ganancia vertical y horizontal) logrando
un círculo, ahora estamos en presencia de un “barrido circular”.
Si ahora conectamos el generador de frecuencia Gx, cuya frecuencia fx se desea
comparar con fp del barrido circular, tenemos:
•
La grilla de control, en cuyo caso se modula a la frecuencia fx, el haz catódico,
o sea la brillantez del punto y se obtiene un circulo punteado según se
representa en la figura 4.Es decir, el trazo se borra una vez por ciclo.
•
El número de segmentos o trazos iluminados es igual a la relación de
frecuencias: fx= n . fp.
•
Al ánodo 2 (figura 5) en cuyo caso se modula la sensibilidad del osciloscopio
(Sv=Keaz) y el alargamiento del punto, es decir, el radio del círculo que varía
periódicamente en la frecuencia fx, obtenemos una imagen según la figura 6.
El número de dientes da la relación de frecuencia, figura 7, y es una variante
de la anterior.
Pág. 3
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Medición de Frecuencia
15
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Año: 1.998
Realizando la conexión indicada en el esquema de la figura 3’, en la que utilizamos
dos generadores de onda (G1 y G2), uno con una frecuencia perfectamente establecida,
y el otro, de frecuencia variable desconocida y un puente desfasador. El osciloscopio
posee un borne especial denominado eje Z, que según esté conectado a la grilla de
control o al ánodo 2, permitirá modular el haz electrónico como se explicó en los
apartados A y B.
En el esquema de la figura 3’ se ha dibujado el borne Z en la cara frontal del
osciloscopio, por comodidad, pero en muchos casos el borne esta situado en la cara
posterior.
El generador Gx se conecta al borne Z, y el Gp alimenta al puente desfasador, y
desde allí sacamos las señales para las placas horizontales y verticales, es decir que no
estamos utilizando el barrido interno. En la pantalla aparece la figura 4 o 6, según donde
esta conectado el borne Z. En el osciloscopio marca “TRIO”, modelo CS-4562 A, como el
borne Z esta conectado a la grilla, estamos modulando la intensidad del haz, por lo que
tendremos la figura 4 (apartado A).
Como vemos este método sirve para determinar la frecuencia de un oscilador
comparándola con la de otro de frecuencia conocida, siempre que la fx sea mayor que fp
y así fxzn . fp. Para poder observar la senil con facilidad debe ser n mayor o igual a 100
aproximadamente. En caso de ser fxzfp la figura que se obtiene es una media luna. Y
si no es estrictamente igual, habrá que sumar o restar a fp el numero de vueltas que da
la media luna por segundo.
Circuito utilizado en la practica:
Pág. 4
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Medición de Frecuencia
15
Universidad Tenologica Naciona
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Maniobra operativa:
Ø Conectar los instrumentos y elementos de conexión según el circuito propuesto
para esta práctica.
Ø Encender el osciloscopio y los generadores de señales.
Ø Ajustar el control de intensidad del osciloscopio de manera que el brillo del
punto y de la onda no sea muy intenso .
Ø Colocar el selector de barrido del osciloscopio en la posición X Y.
Ø Conectar el generador patrón en el canal vertical y al cual se le desea calcular
su frecuencia en el canal horizontal del osciloscopio.
Ø Luego dando distintos valores de frecuencias iremos obteniendo diferentes
figuras a las cuales mediremos su frecuencia.
Características de instrumentos utilizados:
Los Elementos utilizados en esta experiencia son:
•
Osciloscopio marca TRIO modelo CS-1562 A
•
Generadores de funciones:
Tensión de alimentación: 220V, 50 Hz, A10%
Rango de frecuencias: 0 – 111 Hz
Tensión de salida: 0.003 – 10 V ( -50 a A20 Db)
Impedancia de salida: Rango 10 V, 0 - 1000 ohm
Distorsión: menor 0.1% entre 10 Hz y 20 kHz
•
Cables de conexión del osciloscopio.
•
Cables de conexión, con puntas tipo banana.
•
Ficha tipo triple .
Valores obtenidos y representación gráfica:
Siendo :
Fv: frecuencia del canal vertical (patrón).
Fh: frecuencia del canal horizontal (incógnitas).
Kv: número de puntos en que una recta horizontal es tangente a la figura.
Kh: número de puntos en que una recta vertical es tangente a la figura.
Pág. 5
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Medición de Frecuencia
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Año: 1.998
La ecuación de trabajo es : fv/fhzKh/Kv à fhzKv/Kh .fv
Realizando las diferentes mediciones, encontramos :
Fv (Hz)
Kv
Kh
Fh (Hz)
25
4
2
50
50
2
2
50
100
2
4
50
Figura
Precauciones a tener en cuenta:
Vale la aclaración que las medidas precautorias a tomar, son tanto para los
instrumentos utilizados, como para el operario que va a realizar los mismos.
Ø Verificar el correcto conexionado del osciloscopio por cuanto se podría producir
una perturbación exterior a este que produzca el quemado del fusible.
Ø Controlar que los valores con los cuales trabajan los generadores de señales no
sean demasiados altos, mediante las agujas medidoras correspondientes a
estos.
Ø Verificar con un multímetro que el tomacorriente en donde se van a conectar
los instrumentos marque aproximadamente 220 Vca.
Ø Controlar que las puntas del osciloscopio realicen un buen contacto.
Ø No ajustar el control de intensidad del osciloscopio en un valor que produzca
demasiado brillo sobre la pantalla.
Ø En cuanto al operario trabajar, este debe controlar detalladamente cada
procedimiento.
Pág. 6
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Medición de Frecuencia
15
Universidad Tenologica Naciona
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Ø No conectar el circuito a la red hasta no ser este verificado por el profesor a
cargo.
Ø No producir ninguna modificación del circuito, estando éste conectado.
Ø No sobrepasar los valores indicados por los instrumentos.
Aplicaciones:
Mediciones de frecuencias desconocidas contando con un generador patrón y un
osciloscopio.
Medición de frecuencia por barrido elíptico y barrido circular.
Puedo trabajar con mayores rangos de frecuencia, con respecto, a las mediciones
mediante curvas de Lissajous.
Conclusiones:
Cuando se trabaja con altas frecuencias no podemos contar los puntos de
tangencia (n) ya que la figura que se forma en la pantalla del osciloscopio es un
rectángulo.
Lo mismo ocurre en el caso que las frecuencias son muy bajas.
Sirve para medir tipos de ondas como: cuadradas, triangulares, senoidales, etc.
Pág. 7
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Medición de Frecuencia
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Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Integrantes del Grupo “D”
Nombre
Legajo
Martín Guareschi
19007-6
Hernán Martín
19162-5
Javier Vega
18483-5
Ricardo Naciff
18528-6
Roberto Cantón
18248-6
Fernando Bertomeu
18360-3
Pág. 8
Mediciones Eléctricas
Trabajo Práctico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Método del eje Z
16
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Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Índice:
Objetivo:........................................................................................................ 2
Fundamento teórico: ..................................................................................... 2
Circuito utilizado en la practica: ................................................................... 3
Maniobra operativa: ...................................................................................... 4
Características de instrumentos utilizados:.................................................. 4
Valores obtenidos:......................................................................................... 5
Precauciones a tener en cuenta:................................................................... 5
Aplicaciones: ................................................................................................. 6
Conclusiones: ................................................................................................ 6
Integrantes del Grupo “D” ............................................................................ 7
Pág. 1
Mediciones Eléctricas
Trabajo Práctico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Método del eje Z
16
Universidad Tenologica Naciona
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Objetivo:
Medición de frecuencia de cualquier tipo de ondas cuadradas, senoidales,
triangulares, etc..., mediante el método de modulación del haz de electrones.
Fundamento teórico:
Este método es similar al de barrido circular, en el sentido en que también se
requiere:
a) Un generador senoidal patrón.
b) Una red desfasadora.
Además es necesario:
Un osciloscopio con entrada del eje Z, (es decir un borne que conecte
directamente a la grilla de control del tubo de rayos catódicos, pudiendo modular la
intensidad del haz con una señal externa).
En este caso tal como en el barrido circular, se inyectan en la entrada o canal
vertical
y canal horizontal dos señales senoidales de igual frecuencia, pero de
distinta fase (tan próxima a 90L como sea posible), obtenidos en la red desfasadora,
de modo de lograr el oscilograma de una elipse próxima a una circunferencia , desde
luego el barrido (LSB) debe estar en la posición EXT.
La señal de frecuencia incógnita se inyecta a la entrada de modulación de
intensidad ,o eje Z, generalmente ubicado en la parte posterior del osciloscopio .
Una vez lograda la elipse en la pantalla deberá colocarse el control de brillo
prácticamente al mínimo, es decir, que apenas se vea el trazo.
Se inyecta entonces la señal incógnita y se varia la frecuencia patrón para
obtener un oscilograma estable.
El número de trazos dependerá de la relación de frecuencias fx, fp.
Cuando decimos número de trazos, nos referimos al número de trazos
luminosos que se apreciarán en la pantalla del osciloscopio.
Dado que la entrada del eje Z modula la intensidad del haz, la forma de los
trazos dependerá del tipo de señal inyectada, por ejemplo, la onda cuadrada
producirá trazos bien definidos y separados.
Pág. 2
Mediciones Eléctricas
Trabajo Práctico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Método del eje Z
16
Universidad Tenologica Naciona
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Con su longitud de onda bien notoria, una señal senoidal producirá trazos de
mayor intensidad en su centro, disminuyendo la misma en los extremos hasta
diluirse,
algo
parecido
producirá
una
onda
triangular.
Sin
embargo,
independientemente de la forma que tome la figura, cada trazo dibujado
corresponde al semiciclo positivo de la señal incógnita.
Circuito utilizado en la practica:
Pág. 3
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Trabajo Práctico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Método del eje Z
16
Universidad Tenologica Naciona
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Maniobra operativa:
Ø En primer lugar se procede a efectuar la conexión de la figura anteriormente
ilustrada.
Ø Luego se enciende el osciloscopio y se controla la intensidad variando la
cantidad de electrones que inciden el la pantalla.
Ø Colocamos la llave selectora de barrido en la posición de Barrido Externo.
Ø Después procedemos a ingresar el canal horizontal la señal generada por el
generador de señales patrón.
Ø Por el canal vertical procedemos a ingresar una señal de la misma frecuencia
de la ingresada por el canal horizontal pero como necesitamos realizar un
barrido circular previo a la entrada, se coloca una red desfasadora.
Ø Se realiza el ajuste de los componentes variables de la red desfasadora de tal
manera que logremos un desfase aproximado de 90º.
Ø Luego de obtenida una figura prácticamente circular, se procede a ingresar por
el eje Z la señal incógnita a la cual queremos averiguar la frecuencia.
Ø Luego se hace variar la frecuencia patrón para poder obtener un oscilosgrama
estable.
Ø En la pantalla del osciloscopio obtendremos una figura circular formada por
trazos. La cantidad de trazos dependerá de la relación de frecuencias entre fx
y fp.
Ø Posteriormente efectuamos la lectura de valores y visualizamos las figuras
obtenidas para distintas relaciones de frecuencias.
Características de instrumentos utilizados:
•
Osciloscopio marca TRIO modelo C.S.1562 A.
•
Generadores de funciones:
Tensión de alimentación: 220V, 50 Hz, A10%
Rango de frecuencias: 0 – 111 Hz
Tensión de salida: 0.003 – 10 V ( -50 a A20 Db)
Impedancia de salida: Rango 10 V, 0 - 1000 ohm
Distorsión: menor 0.1% entre 10 Hz y 20 kHz
•
Década de resistencia.
Pág. 4
Mediciones Eléctricas
Trabajo Práctico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Método del eje Z
16
•
Década de condensadores.
•
Cables de conexión, tipo banana.
•
Cables de conexión del osciloscopio.
•
Multímetro digital ( para realizar las verificaciones pertinentes).
•
Cable de conexión para el eje Z.
Universidad Tenologica Naciona
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Valores obtenidos:
Frecuencia
Patrón (Hz)
R (ohm)
C ( µF)
Figuras de
Lissajous
Figuras con
generador
incógnita
Frecuencia
incógnita (Hz)
50
10 K
0.05
350
50
10 K
0.05
200
50
10 K
0.05
100
NOTA: frecuencia incógnita : fx= Nº trazos luminosos . fp
Precauciones a tener en cuenta:
•
Controlar que la intensidad del osciloscopio no sea demasiado alta.
•
Verificar que las agujas de los generadores de señales no deflecten cerca del
fondo de escala, mediante un ajuste controlado.
•
Verificar los valores colocados en la década de resistencias.
•
Verificar los valores colocados en la década de condensadores.
•
Controlar detalladamente el esquema de conexiones antes de comenzar el
ensayo.
•
Cuidar que ninguna falla afecte al osciloscopio, y le provoque a este el
quemado de su fusible.
Pág. 5
Mediciones Eléctricas
Trabajo Práctico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Método del eje Z
16
Universidad Tenologica Naciona
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
•
Verificar la correcta continuidad de los cables del osciloscopio.
•
Tener cuidado el operario cuando realiza el ensayo.
•
Se debe tener en cuenta la correcta conexión del cable del eje Z.
•
No conectar el circuito a la red hasta no ser este verificado por el profesor a
cargo.
•
No producir ninguna modificación del circuito, estando éste conectado.
•
No sobrepasar los valores indicados por los instrumentos.
Aplicaciones:
Este método sirve para determinar con bastante exactitud la frecuencia de una
señal de cualquier tipo ( senoidal, cuadrada, triangular, etc...), aplicada en la entrada de
modulación de intensidad o eje Z, del cual viene provisto el osciloscopio.
Conclusiones:
Existe también en este método la limitación inicial de requerir que: fx>fp.
Esta limitación es eliminada con solo intercambiar ambos generadores, y de este
modo trabajar con relaciones inversas para que el método pueda usarse con: fx<fp.
Mediante este método podemos medir todo tipo de ondas, tales como senoidales,
triangulares, cuadradas etc...
El campo de aplicación de este método comprende relaciones de frecuencia 20/1 y
1/20.
Pág. 6
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Trabajo Práctico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Método del eje Z
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Año: 1.998
Integrantes del Grupo “D”
Nombre
Legajo
Martín Guareschi
19007-6
Martín Hernán
19162-5
Javier Vega
18483-5
Ricardo Naciff
18528-6
Roberto Cantón
18248-6
Fernando Bertomeu
18360-3
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Grupo “D”
Medición de Tensión en C.C.
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Universidad Tecnológica Nacional
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Índice:
Objetivo:...................................................................................................... 2
Fundamento Teórico: .................................................................................. 2
Introducción................................................................................................. 2
Circuito Utilizado en la Práctica: ................................................................. 2
Maniobra Operativa:.................................................................................... 2
Valores Obtenidos: ...................................................................................... 3
Representación Gráfica ............................................................................... 3
Precauciones a tener en cuenta:................................................................. 4
Aplicaciones................................................................................................. 4
Conclusiones................................................................................................ 4
Integrantes del Grupo “D” .......................................................................... 5
Pág. 1
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Grupo “D”
Medición de Tensión en C.C.
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Año: 1.998
Objetivo:
Medir Tensión en Corriente Continua por medio del Osciloscopio
Fundamento Teórico:
Introducción
La elección de la escala en el atenuador vertical no es arbitraria sino que
depende de la magnitud de la señal a medir y ya que esta debe estar siempre en el
interior de la pantalla por lo tanto habrá que atenuarla o ampliarla según sea, para
poder medirla y teniendo en cuenta que cada cuadro de la pantalla valdrá un
determinado valor.
Circuito Utilizado en la Práctica:
V
H
+
Amplificador
Barrido Interno
Maniobra Operativa:
1) Calibrar el osciloscopio, es decir conocer el valor de tensión necesaria para
provocar una desviación del trazo en sentido vertical de un centímetro sobre la
pantalla.
2) Barrido en un valor bajo (50 Hz).
Pág. 2
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Medición de Tensión en C.C.
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Año: 1.998
3) Situar el mando de sincronismo en la posición INT (interior).
4) Aplicar la tensión a medir a la entrada vertical (placas verticales).
5) Tomar la lectura teniendo en cuenta el grado de desviación en V/cm.
Valores Obtenidos:
V/div
5
10
20
30
Nº div
3
1,5
2
1,4
U [Volt]
15
15
40
42
Representación Gráfica
(realizada solo para el ejemplo de 3 divisiones)
∆U
Pág. 3
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Medición de Tensión en C.C.
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Precauciones a tener en cuenta:
a) Antes de proceder a la conexión de la tensión al circuito analizado se comprobó el
correcto conexionado del mismo.
b) Tratar de colocar los conductores eléctricos de manera tal que sea fácil seguir el
circuito.
c) Controlar que todas las conexiones estén correctamente realizadas antes de
efectuar la medición.
d) Controlar que la corriente no supere cierto valor para no dañar los elementos
(resistencias, etc.).
e) Controlar que la tensión no alcance valores elevados para no dañar los elementos.
Aplicaciones
Esta operación puede ser útil cuando se está visualizando una señal ingresada a
un circuito, evidentemente en corriente continua, y no se sabe cuál es el valor de dicha
tensión.
Conclusiones
Para medir tensión por medio de un osciloscopio tenemos que ingresar la señal a
través de las placas verticales y con las horizontales realizamos el barrido interno.
Podemos decir que el osciloscopio es un instrumento de visualización que
puede ser utilizado también como de medición.
Pág. 4
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Medición de Tensión en C.C.
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Año: 1.998
Integrantes del Grupo “D”
Nombre
Legajo
Martín Guareschi
19007-6
Martín Hernán
19162-5
Javier Vega
18483-5
Ricardo Naciff
18528-6
Roberto Cantón
18248-6
Fernando Bertomeu
18360-3
Pág. 5
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Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Medición de Tensión en C.A.
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Año: 1.998
Índice:
Objetivo:...................................................................................................... 2
Fundamento Teórico: .................................................................................. 2
Introducción................................................................................................. 2
Circuito Utilizado en la Práctica .................................................................. 2
Maniobra Operativa:.................................................................................... 2
Valores Obtenidos: ...................................................................................... 3
Representación Gráfica ............................................................................... 3
Precauciones a tener en cuenta:................................................................. 4
Aplicaciones................................................................................................. 4
Conclusiones................................................................................................ 4
Integrantes del Grupo “D” .......................................................................... 5
Pág. 1
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Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Medición de Tensión en C.A.
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Año: 1.998
Objetivo:
Medir tensión eficaz alterna por medio del osciloscopio
Fundamento Teórico:
Introducción
Se aplica una tensión desconocida al canal vertical del osciloscopio. Se coloca el
selector de barrido a una frecuencia igual o submúltiplo de la que deseamos medir.
La elección de la escala en el atenuador vertical no es arbitraria sino que
depende de la magnitud de la señal a medir y ya que esta debe estar siempre en el
interior de la pantalla por lo tanto habrá que atenuarla o ampliarla según sea, para
poder medirla con comodidad teniendo en cuenta que cada cuadro de la pantalla valdrá
un determinado valor.
El osciloscopio es un instrumento sensible a la tensión, es decir que constituye
un voltímetro de elevada impedancia.
Circuito Utilizado en la Práctica
V
H
+
I
R
Amplificador
R carga
Barrido Interno
Maniobra Operativa:
Se aplica a la entrada vertical del osciloscopio la tensión que deseamos medir.
Luego se visualiza la onda por medio del barrido interno, éste puede ser de igual
frecuencia o submúltiplo, si es de igual frecuencia en la pantalla se visualiza un ciclo
Pág. 2
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Medición de Tensión en C.A.
18
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Año: 1.998
completo, pero si la frecuencia de barrido es menor que la frecuencia de la señal de
entrada se tiene en la pantalla tantos ciclos como veces sea esta diferencia. Si la
frecuencia de barrido es superior se verán fracciones del ciclo de entrada en la pantalla.
Se estabiliza la imagen mediante el selector de disparo automático (triggering).
Los valores que aquí se pueden medir son: Umax y Upp, es decir el valor máximo y
el valor pico a pico respectivamente. En general siempre se utiliza el valor eficaz de la
tensión, que se puede obtener midiendo el valor de amplitud de la onda y calcularlo por
medio de la siguiente fórmula:
U ef . =
U ef . =
U máx .
2
U pp
2 2
Valores Obtenidos:
V/div
5
10
20
30
Nº div
3
1,5
2
1,4
U [Volt]
15
15
40
42
Representación Gráfica
Pág. 3
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Medición de Tensión en C.A.
18
Universidad Tecnológica Nacional
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Precauciones a tener en cuenta:
Tener mucha precaución ya que el ensayo se realiza con tensiones que pueden
llegar a 220 V.
Tener presente de realizar correctamente todas las conexiones antes de dar
tensión al circuito.
Aplicaciones
Medir valores máximos y pico a pico de tensión alterna para poder calcular los
valores eficaces de tensión que estén aplicados en un circuito.
Se puede emplear como voltímetro.
Conclusiones
Con esta práctica vemos que en el osciloscopio podemos visualizar señales
continuas como alternas pudiendo en cada caso realizar las mediciones que se deseen.
Pág. 4
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Medición de Tensión en C.A.
18
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Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Integrantes del Grupo “D”
Nombre
Legajo
Martín Guareschi
19007-6
Martín Hernán
19162-5
Javier Vega
18483-5
Ricardo Naciff
18528-6
Roberto Cantón
18248-6
Fernando Bertomeu
18360-3
Pág. 5
Mediciones Eléctricas Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Medición de Resistencia en C.C.
19
Universidad Tecnológica Nacional
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Índice:
Objetivo:...................................................................................................... 2
Fundamento teórico: ................................................................................... 2
Introducción................................................................................................. 2
Circuito utilizado en la práctica: ................................................................. 2
Maniobra operativa: .................................................................................... 2
Valores obtenidos:....................................................................................... 3
Representación Gráfica ............................................................................... 3
Precauciones a tener en cuenta:................................................................. 3
Aplicaciones: ............................................................................................... 4
Conclusiones: .............................................................................................. 4
Integrantes del Grupo “D” .......................................................................... 5
Pág. 1
Mediciones Eléctricas Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Medición de Resistencia en C.C.
19
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Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Objetivo:
Medir resistencia en Corriente Continua por medio del Osciloscopio
Fundamento teórico:
Introducción
El osciloscopio es un instrumento sensible a la tensión, es decir que constituye
un voltímetro de elevada impedancia.
Para medir una resistencia es necesario colocarla en serie con el circuito
recorrido por la corriente conocida.
Esta medición es una medición indirecta ya que tomando el valor de la caída de
tensión, por la Ley de Ohm se calculará el valor de la resistencia.
Circuito utilizado en la práctica:
V
H
Amplificador
Barrido Interno
Maniobra operativa:
El valor de R1 es conocido como así también el de la tensión U aplicada al divisor
de tensión. La corriente que circula por el circuito es I. Se mide con el osciloscopio la
caída de tensión en la resistencia conocida y se calcula el valor de Rx.
U x = Rx.I  U x R x
U
=
⇒ R x = R1 . x
⇒
U 1 = R1 .I  U 1 R1
U1
el valor de Uxno es conocido pero s epuede calcular como:
U x = U − U1
Pág. 2
Mediciones Eléctricas Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Medición de Resistencia en C.C.
Grupo “D”
19
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Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
como U es dato y U1 lo estamos midiendo con el osciloscopio:
Entonces
R x = R1
U − U1
U1
El circuito se debe alimentar con corriente continua.
Valores obtenidos:
R1 (ohm)
20
20
U (V)
18,3
19,2
U1 (V)
2,6
1,66
Rx (ohm)
120,77
211,33
Representación Gráfica
∆U
Precauciones a tener en cuenta:
a) Antes de proceder a la conexión de la tensión al circuito analizado se comprobó el
correcto conexionado del mismo.
b) Inspección visual de posibles cortocircuitos por daños en la aislación de los
conductores.
Pág. 3
Mediciones Eléctricas Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Medición de Resistencia en C.C.
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Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
c) Tratar de colocar los conductores eléctricos de manera tal que sea fácil seguir el
circuito.
d) Controlar que todas las conexiones estén correctamente realizadas antes de
efectuar la medición.
e) Controlar que la corriente no supere cierto valor para no dañar los elementos
(resistencias, etc.).
Aplicaciones:
Podemos medir la tensión de un circuito por medio del osciloscopio y conociendo
la corriente podremos calcular la resistencia.
Conclusiones:
Se puede observar que mediante el osciloscopio se pueden realizar mediciones
en forma indirecta, es decir, en el osciloscopio medimos directamente tensión
aplicada a una resistencia y mediante ésta podemos calcular dicha resistencia.
Pág. 4
Mediciones Eléctricas Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Medición de Resistencia en C.C.
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Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Integrantes del Grupo “D”
Nombre
Legajo
Martín Guareschi
19007-6
Martín Hernán
19162-5
Javier Vega
18483-5
Ricardo Naciff
18528-6
Roberto Cantón
18248-6
Fernando Bertomeu
18360-3
Pág. 5
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Medición de Corriente en C.C.
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Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Índice:
Objetivo:...................................................................................................... 2
Fundamento teórico: ................................................................................... 2
Introducción................................................................................................. 2
Circuito utilizado en la práctica: ................................................................. 2
Maniobra operativa: .................................................................................... 2
Valores obtenidos:....................................................................................... 3
Precauciones a tener en cuenta:................................................................. 3
Aplicaciones: ............................................................................................... 4
Conclusiones: .............................................................................................. 4
Integrantes del Grupo “D” .......................................................................... 5
Pág. 1
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Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Medición de Corriente en C.C.
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Año: 1.998
Objetivo:
Medir Intensidad de Corriente en Corriente Continua por medio del Osciloscopio
Fundamento teórico:
Introducción
El osciloscopio es un instrumento sensible a la tensión, es decir que constituye
un voltímetro de elevada impedancia.
Para medir una corriente es necesario colocar una resistencia en serie con el
circuito recorrido por la corriente que se desea medir. Esta resistencia provoca en sus
bornes una caída de tensión que es proporcional a la corriente que la recorre.
Esta medición es una medición indirecta ya que tomando el valor de la caída de
tensión, por la Ley de Ohm se calculará el valor de la intensidad de corriente.
La R que se coloca es mucho menor que la Rcarga (R << Rc arg a )
Circuito utilizado en la práctica:
V
H
+
I
R
Amplificador
R carga
Barrido Interno
Maniobra operativa:
Los pasos a seguir son análogos a los de la medición de tensión en C.C. (debido
que lo que vamos a medir es una tensión).
Luego en la pantalla se verá un trazo, como cuando medimos tensión en C.C.,
que de hecho es la caída de tensión en R.
Una vez efectuada la medida se calcula la corriente por la Ley de Ohm.
I=
U
R
 U se lee en el oscloscopio

 R es conocida
Pág. 2
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Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Medición de Corriente en C.C.
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Año: 1.998
Valores obtenidos:
Esc. V(V/div)
1
1
1
2
UR (mV)
5
8
10
15
R (Ω)
10
10
1
20
Rc (Ω)
10
10
10
10
I (mA)
0,5
0,8
0,66
0,75
Representación Gráfica
∆U
Precauciones a tener en cuenta:
a) Antes de proceder a la conexión de la tensión al circuito analizado se comprobó el
correcto conexionado del mismo.
b) Inspección visual de posibles cortocircuitos por daños en la aislación de los
conductores.
c) Realizar el movimiento de la llave de regulación del autotransformador con la mano
derecha, para evitar que el camino seguido por la corriente no sea directo al corazón.
d) Antes de conectar la tensión verificar que el autotransformador no se encuentre en
la posición de 0 volts, porque es posible que en esta posición esté entregando la
máxima tensión (posicionarlo en aprox. 5-10 volts).
Pág. 3
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Medición de Corriente en C.C.
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Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
e) Tratar de colocar los conductores eléctricos de manera tal que sea fácil seguir el
circuito.
f) Controlar que todas las conexiones estén correctamente realizadas antes de
efectuar la medición.
g) Controlar que la corriente no supere cierto valor para no dañar los elementos
(resistencias, etc.).
Aplicaciones:
Esta operación puede ser útil cuando se está visualizando una señal ingresada a
un circuito, evidentemente en corriente continua, y no se sabe cuál es el valor de dicha
tensión.
Conclusiones:
Se puede observar que mediante el osciloscopio se pueden realizar mediciones
en forma indirecta, es decir, en el osciloscopio medimos directamente tensión
aplicada a una resistencia y mediante ésta podemos calcular la corriente circulante por
dicho componente.
Pág. 4
Mediciones Eléctricas
Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Medición de Corriente en C.C.
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Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Integrantes del Grupo “D”
Nombre
Legajo
Martín Guareschi
19007-6
Martín Hernán
19162-5
Javier Vega
18483-5
Ricardo Naciff
18528-6
Roberto Cantón
18248-6
Fernando Bertomeu
18360-3
Pág. 5
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Grupo “D”
Relevamiento de Curva de Desconexión
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Año: 1.998
Índice:
Objetivo ....................................................................................................... 2
Fundamento teórico .................................................................................... 2
CORTOCIRCUITO......................................................................................... 2
SOBRECARGA .............................................................................................. 2
CARCAZA .................................................................................................... 2
BORNES DE CONEXIÓN ............................................................................... 3
BOBINA DE DISPARO MAGNÉTICO ............................................................... 3
BIMETÁLICO ............................................................................................... 3
CÁMARA APAGA CHISPA .............................................................................. 3
REGULADOR DEL DISPARO TÉRMICO ........................................................... 3
PALANCA DE ACCIONAMIENTO MANUAL....................................................... 3
FUNCIONAMIENTO ...................................................................................... 4
PRINCIPIO MAGNÉTICO............................................................................... 4
PRINCIPIO TÉRMICO ................................................................................... 4
Circuito utilizado en la práctica .................................................................. 4
Instrumento Utilizado en la Práctica .......................................................... 5
Maniobra operativa ..................................................................................... 6
Características del circuito utilizado ........................................................... 6
ANALIZADOR DE RELEVOS........................................................................... 6
TRANSDUCTOR ........................................................................................... 6
INTERRUPTOR TERMOMAGNÉTICO .............................................................. 6
Valores obtenidos........................................................................................ 7
Precauciones a tener en cuenta .................................................................. 7
Aplicaciones................................................................................................. 7
Conclusiones................................................................................................ 8
Integrantes del Grupo “D” .......................................................................... 9
Pág. 1
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Grupo “D”
Relevamiento de Curva de Desconexión
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Año: 1.998
Objetivo
Mediante la práctica, relevar la curva de desconexión (tiempo - corriente) de un
interruptor termomagnético.
Fundamento teórico
Dentro de la gama de los interruptores encontramos los automáticos, tales
como:
Termomagnéticos,
Diferenciales
o
Disyuntor,
Limitadores
de
corriente,
Interruptores Sentron, Guardamotores, etc.
En particular hablaremos de los interruptores termomagnéticos.
Tienen por finalidad la protección de la instalación y artefactos eléctricos
provocando en forma rápida la interrupción del paso de la corriente, se utilizan en
media y baja tensión, estos pueden ser accionados en forma manual.
Por las características antes mencionadas podemos decir que el interruptor
termomagnético es un fusible moderno, que se puede utilizar muchas veces sin tener la
necesidad que cambiarlo por un largo tiempo, o sea, posee gran vida útil, siendo más
confiable que el anterior.
CORTOCIRCUITO
Es cuando la intensidad de corriente aumenta superando ampliamente la
corriente nominal, en forma casi instantánea.
SOBRECARGA
Es cuando aumenta la corriente nominal de manera leve sin alcanzar las
magnitudes del cortocircuito, produciéndose esta en un tiempo mucho más prolongado.
A continuación nombraremos y describiremos las partes que integran un
interruptor termomagnético como muestra la figura.
CARCAZA
Compuesta por un material aislante, termorrígido adecuado de bajo peso, siendo
este de la familia de los polímeros.
Pág. 2
Mediciones Eléctricas Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Relevamiento de Curva de Desconexión
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Año: 1.998
BORNES DE CONEXIÓN
Es del tipo marco para evitar posibles contactos con otras partes, son por lo
general de cobre o aleaciones que poseen buena conductividad de la electricidad.
BOBINA DE DISPARO MAGNÉTICO
Este es el elemento que actúa cuando se produce un cortocircuito, produciendo
el movimiento para accionar el mecanismo de disparo, este es de cobre y su núcleo de
aleación de hierro - carbono.
BIMETÁLICO
Como su nombre lo indica está compuesto de dos metales de diferentes
coeficientes de dilatación, para poder aprovechar el efecto Joule. De esta manera al
aumentar la intensidad de la corriente, aumenta la temperatura en el dispositivo
provocando una deformación, la cual es aprovechada para accionar el mecanismo de
disparo.
CÁMARA APAGA CHISPA
El interruptor está provisto de cámara apaga chispa, que divide, enfría e ioniza el
arco producido en la apertura de los contactos. Este elemento construido en celdas
metálicas, ayuda también a disipar la temperatura generada, elevando así la vida útil de
los mismos.
REGULADOR DEL DISPARO TÉRMICO
Este es un tornillo que ejerce presión sobre el bimetálico y lo desplaza con el
objetivo de reducir el recorrido que debe realizar para activar el mecanismo de disparo.
PALANCA DE ACCIONAMIENTO MANUAL
Hace la conexión y desconexión mediante un mecanismo de disparo rápido con
el cual se trata de evitar la formación del arco eléctrico.
Pág. 3
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Grupo “D”
Relevamiento de Curva de Desconexión
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Año: 1.998
FUNCIONAMIENTO
Este tipo de interruptor funciona como su nombre lo indica a través de principios
térmicos y magnéticos.
PRINCIPIO MAGNÉTICO
El disparo magnético regulado a través del muelle tiene lugar por medio del
inducido, de forma tal que cuando la fuerza de atracción de la bobina es
suficientemente grande, el inducido se desplaza venciendo la resistencia del muelle y
actúa sobre el apoyo del trinquete produciendo el disparo del interruptor. La apertura
del interruptor y la extinción del arco eléctrico se realizan en un tiempo inferior a 20
milisegundos.
Esta alta velocidad de respuesta garantiza la seguridad en las instalaciones a
proteger en caso de cortocircuito.
PRINCIPIO TÉRMICO
El disparo térmico se efectúa a través del bimetal, que es ajustado por medio de
un tornillo de forma que el bimetal, al paso de la corriente se calienta produciéndose un
pandeo, que al llegar a determinados valores actúa sobre el apoyo del trinquete dando
lugar al disparo del interruptor.
Circuito utilizado en la práctica
Pág. 4
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Relevamiento de Curva de Desconexión
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Instrumento Utilizado en la Práctica
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Relevamiento de Curva de Desconexión
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Año: 1.998
Maniobra operativa
Una vez realizada la conexión del circuito que se mostró anteriormente, vamos a
mencionar los pasos que se deben seguir para lograr una medición segura y eficaz.
Se oprime la tecla marcha, de esta forma queda alimentado todo el aparato.
Mediante el Variac se le va dando tensión a la entrada del instrumento en forma
pausada, hasta que en el amperímetro del propio instrumento nos indica la intensidad
que deseamos que pase por la llave termomagnética, cuando hemos logrado la
corriente que realmente necesitamos o queríamos, oprimimos el botón Reset indicado
en el instrumento, para que, a partir de este momento el instrumento comience a
contar los segundos hasta que se corte la llave.
Una vez realizados estos pasos, corroboramos los valores que hemos obtenido
con los que nos había proveído el fabricante. Si no tenemos los valores del fabricante se
realizan varias mediciones hasta que podamos relevar una curva, dicha curva será
nuestro diagrama de trabajo.
Se muestra un esquema general del aparato descripto, donde se puede observar
el amperímetro, display, los bornes de alimentación, etc..
Características del circuito utilizado
Los instrumentos utilizados en la práctica se describen a continuación:
ANALIZADOR DE RELEVOS
Modelo PM8, N 11, 1 KVA, 220V, In Fuente= 0 - 100 A,
Sobrecarga= 3 In,
Aislación Clase H.
TRANSDUCTOR
Se utiliza para medición del tiempo de desenganche del interruptor.
INTERRUPTOR TERMOMAGNÉTICO
Se utilizaron dos interruptores para la realización de la práctica.
I) Interruptor SIEMENS
Pág. 6
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Relevamiento de Curva de Desconexión
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Año: 1.998
C6 0 , ~ 230 / 440 V
II) Interruptor SERIES NE
C16, ~ 230 / 440 V
Valores obtenidos
Veces la In [A]
10
6
3
Veces la In [A]
8
2
Llave de 16A marca Lemac.
Intensidad en la Zona de sobrecarga Tiempo de corte
llave
o cortocircuito
[seg.]
160
cortocircuito
1,2
96
sobrecarga
1,7
48
sobrecarga
5,9
Llave de 6A marca SIEMENS.
Intensidad en la Zona de sobrecarga Tiempo de corte
llave
o cortocircuito
[seg.]
48
cortocircuito
2
12
sobrecarga
10
Precauciones a tener en cuenta
Controlar que exista buenos contactos y que las conexiones estén en perfectas
condiciones antes de realizar cualquier maniobra.
Verificar los rangos de corriente usados en el instrumento con el de la llave.
Aplicaciones
Las aplicaciones de estos dispositivos es de proteger los conductores y aparatos
que deben ser preservados contra sobrecargas y cortocircuitos, a la vez pueden ser
utilizados como interruptores manuales.
Damos las aplicaciones de una llave termomagnética SIEMENS.
La curva de disparo se la puede dividir en zonas de trabajo, llamadas
característica de disparo, estas son:
Pág. 7
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Grupo “D”
Relevamiento de Curva de Desconexión
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Año: 1.998
Característica “A”
Protección limitada de Semiconductores.
Protección de circuitos de mediación con transformadores
Característica “B”
Protección de conductores.
Uso domiciliario con limitaciones.
Característica “C”
Protección de conductores.
Uso domiciliario sin limitaciones.
Uso industrial con limitaciones.
Característica “D”
Protección de conductores en circuitos de baja tensión (Por ej. 110V)
Uso industrial con fuertes corrientes de inserción.
Conclusiones
La conclusión que se pudo obtener de la práctica realizada, es que se comprobó
mediante un analizador de relevos, el tiempo de desenganche de un interruptor
termomagnético
Otro tema que se pudo comprobar es que mientras la llave esté caliente, el
tiempo de desenganche es menor que el indicado en las curvas dadas por el fabricante,
por esto las mediciones se deben realizar siempre con la llave en frío (temperatura
ambiente), ya que esta es la condición más desfavorable; si se realiza una medición y
se quiere repetir se debe esperar un determinado tiempo para volver a repetirla.
Si tenemos los datos o curvas del fabricante y no nos coincide con los nuestros
se debe cambiar por otra llave de las mismas características. En caso de tener una llave
antigua, se le realiza el ensayo, si nos da valores muy elevados, en cuanto a tiempo,
sacar la llave de servicio y reemplazarla.
Pág. 8
Mediciones Eléctricas Trabajo Practico de Laboratorio Nº
Grupo “D”
Relevamiento de Curva de Desconexión
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Universidad Tecnológica Nacional
Facultad Regional Mendoza
Año: 1.998
Integrantes del Grupo “D”
Nombre
Legajo
Martín Guareschi
19007-6
Martín Hernán
19162-5
Javier Vega
18483-5
Ricardo Naciff
18528-6
Roberto Cantón
18248-6
Fernando Bertomeu
18360-3
Pág. 9