Circuitos Eléctricos Monofasicos EN Estado Estacionario PDF

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CIRCUITOS ELÉCTRICOS MONOFASICOS EN ESTADOESTACIONARIO1.-OBJETIVO1.-OBJETIVOS PRINCIPAL Hallar el valor de la potencia con el instrumento de medición vatímetro,registrándolo en una tabla para la comparación del porcentaje de error entre el valor teórico y experimental. Registrar datos de voltajes ...

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UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DEL PERU

CIRCUITOS ELÉCTRICOS MONOFASICOS EN ESTADO ESTACIONARIO 1.-OBJETIVO 1.1.-OBJETIVOS PRINCIPAL



Hallar el valor de la potencia con el instrumento de medición vatímetro, registrándolo en una tabla para la comparación del porcentaje de error entre el valor teórico y experimental.



Registrar datos de voltajes midiendo de fase en fase para ello conocer previamente los datos de cada elemento que se usó en el experimento.

1.2.-OBJETIVOS SECUNDARIOS



Medir las corrientes y registrar datos en tabla para hallar el porcentaje de error.



Medir los voltajes de cada entrada. Para ello compararlo con los resultados teóricos.

2. FUNDAMENTO TEORICO 2.1 RESISTENCIA (R) La resistencia eléctrica (R) es la oposición que ofrece un cuerpo al paso de la corriente. Es una propiedad de todos los componentes del circuito, y una magnitud esencial en la parte electrónica, puesto que muchos componentes soportan poca corriente. Esta magnitud se mide en Ohmios (Ω), aunque también se usan más frecuentemente resistores del orden de kilo ohmios (kΩ): La resistencia de un componente se mide con el óhmetro o con el polímetro. La mayoría de los metales son buenos conductores. La resistencia eléctrica de estos viene dada por la siguiente fórmula:

R= ρ(t )

l A

Un elemento resistivo es aquel cuya potencia disipada es mayor que cero, es decir, que la característica V-I está definida entre el primer y tercer cuadrante. Una resistencia ideal es un elemento resistivo cuya característica V-I es una recta, es decir la característica V-I es lineal.

ANALISIS DE CIRCUITOS EN CORRIENTE ALTERNA

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V t =I t R Si la energía se DISIPA el elemento es puramente resistivo

2.2 CAPACITANCIA (C) Es un componente capaz de almacenar una carga eléctrica (o energía) mediante un proceso de carga del condensador, este componente está formado por dos láminas conductoras paralelas entre sí, con una superficie A, separadas por un material aislante o dieléctrico a una distancia d entre ambas placas

I t =C

d vt dt

2.2.1 Reactancia Capacitiva Xc: Es una medida de la oposición que presenta el condensador a la corriente alterna (AC). Es similar a la resistencia y es medida en ohmios, Ω, pero la reactancia es más compleja que la resistencia porque su valor depende de la frecuencia (f) de la señal eléctrica que pasa a través del condensador así como del valor de la capacidad, C.

ANALISIS DE CIRCUITOS EN CORRIENTE ALTERNA

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X c=

1 wc

2.3 AUTOINDUCCION (L) BOBINA Desde el punto de vista teórico, una bobina, o inductancia, lineal e invariante con el tiempo es un dipolo en el cual la relación entre la tensión y la corriente está definida por la ecuación:

V t =L

d It dt Simbología de una bobina

Reactancia Inductiva XL Es la cantidad de oposición ofrecida por un inductor a la corriente alterna. La reactancia inductiva de una bobina no es constante, sino que varía con la inductancia L y la frecuencia f de la corriente alterna.

X L=WL

3. PROCEDIMIENTO Para efectuar dicho experimento se tiene que seguir algunos pasos para desarrollar exitosamente dicho laboratorio seguidamente brindamos los pasos a seguir:

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UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DEL PERU 1. Primeramente conseguimos todo los materiales para desarrollar dicho laboratorio (vatímetro, resistencia, amperímetro digital, multímetro, condensador, fuente de CA, cables:

2. Una vez obtenida todo los materiales pasamos a medir la continuidad en los cables para asegurar que todo el montaje del circuito no tenga ningún inconveniente

3. En este tercer paso empezamos a realizar el armado del primer circuito establecida por el profesor para ello empezamos por la fase de entrada y luego continuamos como se muestra en el siguiente circuito:

ANALISIS DE CIRCUITOS EN CORRIENTE ALTERNA

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4. Una vez establecida la conexión verificamos si está correcto, ya verificada el circuito pasamos a tomar los datos como: la caída de tención y la corriente en cada rama de fase lo que nos permitirá a realizar los cálculos más adelante.

5. Una vez terminada todo el montaje del primer circuito con sus datos respectivas realizaremos el montaje del segundo circuito establecido de la siguiente manera:

6. Una vez establecida la conexión del segundo circuito y verificada que las conexiones estén perfectas pasamos a tomar los datos como la caída de tención y la corriente en las ramas de fases establecidas:

7. Finalmente, anotada todos los valores de tención y corriente de fase lo que se realizo fue verificar si existía un margen de error en los mediciones establecidas lo cual se explicara en los pasos posteriores. 4. ANALISIS DE CIRCUITOS 4.1 CIRCUITO N° 1

ANALISIS DE CIRCUITOS EN CORRIENTE ALTERNA

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TENSIO N EN LA ENTRAD A 121 V

POTENCI A

CORRIEN TE TOTAL

TENSION EN LA RESISTEN CIA

TENSION EN EL TRANSFORMADO R

TENSION EN EL CONDENSAD OR

10 W

0.15 A

14.14 V

117.80 V

6.82 V

150 V

42 W

0.56 A

43.30 V

151.90 V

23.40 V

170 V

82 W

0.84 A

65.30 V

165.50 V

35.70 V

200 V

190 W

1.30 A

101.20 V

181.80 V

55.20 V

DATOS:

R = 100 Ω

RESULTADOS DEL PRIMER CIRCUITO:

4.2 CIRCUITO N° 2

ANALISIS DE CIRCUITOS EN CORRIENTE ALTERNA

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DEL PERU DATOS: R = 100 Ω

ANALISIS DEL SEGUNDO CIRCUITO TENSIO N EN LA ENTRAD A 120 V

POTENC IA

CORRIEN TE TOTAL

TENSION EN LA RESISTENC IA

TENSION EN EL TRANSFORMAD OR

TENSION EN EL CONDENSAD OR

100 W

1.15 A

108 V

51.40 V

51.40 V

150 V

200 W

1.45 A

135 V

65 V

65 V

170 V

250 W

1.65 A

153 V

75 V

75 V

200 V

345 W

1.95 A

178.60 V

88.90 V

88.90 V

TENSION EN LA ENTRADA

CORRIENTE TOTAL

CORRIENTE EN EL TRANSFORMADOR

120 V

1.15 A

0.04 A

CORRIENTE EN EL CONDENSADOR 0.03 A

150 V

1.45 A

0.038 A

0.04 A

170 V

1.65 A

0.041 A

0.05 A

200 V

1.95 A

0.053 A

0.066 A

5. CALCULO DE ERRORES PORCENTUALES

5.1 CIRCUITO N° 1

POTENCIA PRACTICA

% ERROR

1

POTENCIA TEORICA (VxI) 18.15 W

10 W

45%

2

84 W

42 W

50%

3

142 W

82 W

42.25%

MEDICION N°

ANALISIS DE CIRCUITOS EN CORRIENTE ALTERNA

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DEL PERU 4

260 W

190 W

27%

5.2 CIRCUITO N°2

MEDICION N°

POTENCIA PRACTICA

% ERROR

1

POTENCIA TEORICA (VxI) 138 W

100 W

27.5%

2

217.5 W

200 W

8%

3

280.5 W

250 W

10.8%

4

390 W

345 W

11.5%

6. APÉNDICE ¿De qué depende la conexión corta o larga en el vatímetro?

Vamos a analizarlo como si tuviéramos un amperímetro y un voltímetro por separado. a) Conexión corta: En la figura se muestra este tipo de conexión, en la cual el voltímetro mide la tensión real sobre la resistencia, pero el amperímetro mide la suma de la corriente que pasa por la resistencia más la que se deriva por el voltímetro.

ANALISIS DE CIRCUITOS EN CORRIENTE ALTERNA

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DEL PERU b) Conexión larga: En la figura se muestra este tipo de conexión, en la cual el voltímetro mide la tensión sobre la resistencia más la caída de tensión en el amperímetro, pero el amperímetro mide la corriente que pasa por la resistencia.

Conclusión: Como la resistencia voltimétrica tiene valores muy grandes, la conexión corta es conveniente cuando la resistencia a medir es mucho más pequeña, y en este caso se puede despreciar el error , en cambio la conexión larga es conveniente cuando la resistencia a medir es muy grande con respecto a la del amperímetro. En el caso de que realice la corrección cualquiera de los dos métodos es factible. También surge que habrá un valor de resistencia a medir que produce el mismo error con una conexión o la otra, la cual se puede determinar en forma analítica. 7. CONCLUSIONES GENERALES

a. Para tener mediciones más precisas se necesita trabajar en un ambiente apto, donde interfieran la menor cantidad posible de fenómenos físicos.

b. Para la visualización del valor que marcan los instrumentos hay que tener mucho cuidado en ver el rango y el factor de medición.

c. Es importante conocer la forma que se conecta el vatímetro al sistema, pues si le damos un Uso indebido, podemos dañar dicho instrumento u obtener cálculos inexactos que a la larga puedan dañar el trabajo que estemos haciendo.

8. BIBLIOGRAFIA

ANALISIS DE CIRCUITOS EN CORRIENTE ALTERNA

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DEL PERU Referencias: 1. Ing. Andrés M. Karcz (2007). Fundamentos de Metrología Eléctrica. Barcelona: Ediciones técnicas Marcombo S.A

Páginas Web: 1. https://www4.frba.utn.edu.ar/html/Electrica/.../Capitulo_5_Mediciones_Electricas.pdf 3. https://agrega.juntadeandalucia.es/repositorio/.../7e/ET2_U6_T3_Contenidos_v01.pdf 4. http://www.fcen.uba.ar/shys/pdf/normas_f1.pdf 5. http://nslie.blogspot.pe/.

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