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ALUMNO: ALIAGA MALAVER SEGUNDO FERNANDO CURSO: CIRCUITOS ELECTRICOS 2 LABORATORIO N¬2 91G

AÑO: 2020 AÑO DE LA UNIVERSALIZACION DE LA SALUD

LABORATORIO N° 2 MEDICIONES DE VALORES MEDIOS Y EFICACES I.

OBJETIVOS  

II.

Analizar y determinar en forma experimental los valores medios y eficaces en un circuito con rectificador de media onda y onda completa. Observar en el osciloscopio las señales de voltaje en un circuito monofásico con rectificador de media onda y onda completa. FUNDAMENTO TEÓRICO

VALOR EFICAZ: En electricidad y electrónica, en corriente alterna, a la raíz cuadrada del valor cuadrático medio (en inglés root mean square, abreviado RMS o rms), de una corriente variable se denomina valor eficaz y se define como el valor de una corriente rigurosamente constante (corriente continua) que al circular por una determinada resistencia óhmica pura produce los mismos efectos caloríficos (igual potencia disipada) que dicha corriente variable (corriente alterna). El valor eficaz de una corriente sinusoidal se mide por el calor que proporciona una resistencia cuando pasa la corriente por ella, y es equivalente al mismo calor que suministraría una fuente de corriente continua sobre dicha resistencia. Al ser la intensidad de esta corriente variable una función continua i(t) se puede calcular:

Donde: T es el periodo de la señal. Esta expresión es válida para cualquier forma de onda, sea ésta sinusoidal o no, siendo por tanto aplicable a señales de radiofrecuencia y de audio o vídeo. En el caso de una corriente alterna sinusoidal (como lo es, con bastante aproximación, la de la red eléctrica) con una amplitud máxima o de pico Imax, el valor eficaz Ief es:

En el caso de una señal triangular con una amplitud máxima Amax, el valor eficaz Aef es:

VALOR MEDIO: Se llama valor medio de una tensión (o corriente) alterna a la media aritmética de todos los valores instantáneos de tensión ( o corriente), medidos en un cierto intervalo de tiempo. En una corriente alterna sinusoidal, el valor medio durante un período es nulo: en efecto, los valores positivos se compensan con los negativos. Vm = 0

En cambio, durante medio periodo, el valor medio es:

Siendo V0 el valor máximo.

VALOR PROMEDIO: El valor promedio de un ciclo complete de voltaje o corriente es cero. Si se toma en cuenta solo un semiciclo (supongamos el positivo) el valor promedio es: VPR=VPICO X 0.636

La relación que existe entre los valores RMS y promedio es: VRMS=VPR X 1.11 VPR=VRMS X 0.9 EJEMPLO.-Valor promedio del sinusoide=50voltios, entonces: VRMS=50 x 1.11 = 55.5 voltios Vpico=50 x 1.57 = 78.5 voltios Resumiendo en una tabla:

LA FRECUENCIA: Es el número de ciclos por unidad de tiempo, se identifica con la letra “f” y la unidad usada en el sistema internacional es el ciclo por segundo, bautizado como Hertz. Las frecuencias industriales más usadas son: 60 Hz Perú, EEUU, México; 50hz Europa, Ecuador, Paraguay. Además se trabaja con valores más altos en la transmisión de datos o en telecomunicaciones, pero no serán mencionadas aquí.

El valor instantáneo: De una tensión alterna sinusoidal es el valor de la fuerza electromotriz producida en un instante cualquiera. Es importante notar que todos los valores instantáneos ya sean de corriente o de tensión alterna se indican generalmente por las letras minúsculas. En una onda sinusoidal vemos que a 0º, el valor instantáneo “e” de la fuerza electromotriz es cero. Entre cero grados y 90º el valor de “e” aumenta de cero al valor máximo, es decir a Emax.

III.

MATERIALES, EQUIPOS E INSTRUMENTOS

Autotransformador Variac Serie 1002 AC 220V – 5 Amp. Simulación Proteus, Multisim. Multímetro digital FLUKE V (c/ voltímetro) Potenciómetro de 10k ohm Resistencias Diodos semiconductores 1N007 Osciloscopio

       IV.

PROCEDIMIENTO

CIRCUITO 1 1. Armar el siguiente circuito en ( Proteus , Multisim y protoboard) (Nota: el transformador mostrado en realidad es el autotransformador, denotado de esta manera por limitaciones del programa de simulación):

2. Medir la intensidad de corriente entre el potenciómetro y el diodo, y entre el diodo y la resistencia de 1k Ohm. Anotar las mediciones en la tabla. 3. Utilizando el osciloscopio, medir las amplitudes de los voltajes en ambos puntos mencionados en el inciso 2, y la frecuencia de la onda (en Hz). Anotar las mediciones en la tabla. 4. Variar tanto el voltaje del autotransformador como el valor del potenciómetro, y repetir el proceso. Realizar, en total, un mínimo de 10 mediciones. (Recomendación: no variar demasiado el voltaje para evitar quemar Componentes).

V

f

Rvar

I Rvar  D1

I D1  R1 k

VmR

VmD1 R

7.16

100ohm

40v

46 hz

200ohm

48v

42v

50 hz

18.2

300ohm

44v

44.5v

60 hz

22.4

400ohm

40v

46.5v

100hz

26.2

500ohm

36.5v

48v

109hz

29.4 32.3

600ohm 700ohm

71.6m A 65.6m A 60.5m A 56.1m A 52.3m A 49 mA 46.2m A

60v

13.1

71.6m A 65.6m A 60.5m A 56.1m A 52.3m A 49 mA 46.2m A

33.5v 31v

49v 50.5v

120hz 120hz

var  D 1

1k

34.9

800ohm

37.3

900ohm

39.4

1000oh m

43.6m A 41.5m A 39.4m A

43.6m A 41.5m A 39.4m A

28.5v

51.5v

120hz

26.5v

52.5v

60 hz

24.5v

53.5v

60 hz

CIRCUITO 2 1. Armar el siguiente circuito en ( Proteus Multisim protoboard) (Nota: el transformador mostrado en realidad es el autotransformador, denotado de esta manera por limitaciones del programa de simulación):

2. Medir la intensidad de corriente entre el puente rectificador y el potenciómetro. Anotar la medición en la tabla. 3. Utilizando el osciloscopio, medir la amplitud del voltaje en el punto mencionado en el inciso 2, y la frecuencia de la onda (en Hz). Anotar la medición en la tabla. 4. Variar tanto el voltaje del autotransformador como el valor del potenciómetro, y repetir el proceso. Realizar, en total, un mínimo de 10 mediciones. (Recomendación: no variar demasiado el voltaje para evitar quemar componentes).

V

14.2v 25.8v 35.3v 43.6v 50.8v 57.1v 62.6v 67.5v 72v 75.9v V.

Rvar 100 ohm 200 ohm 300 ohm 400 ohm 500 ohm 600 ohm 700 ohm 800 ohm 900 ohm 1000 ohm

I

VBR1  Rvar

198 mA 182 mA 168 mA 156 mA 145 mA 136 mA 128 mA 121 mA 115 mA 109 mA

10.5 v 19.5 v 26.5 v 33 v 38.5 v 43.5 v 47.5 v 51.5 v 54.5 v 58 v

f 120 Hz 120 Hz 115 Hz 112 Hz 111 Hz 110 Hz 107 Hz 102 Hz 99 Hz 97 Hz

CUESTIONARIO 1. En cierto punto de ambas experiencias, se le pidió a usted que midiera las corrientes con el multímetro. Estos valores, ¿son valores medios o valores eficaces? Explique. 2. A propósito del ejercicio anterior, mencione qué diferencia fundamental existe multímetros que toman medidas True RMS (TRMS) y RMS Promedio. Adjunte gráficas para sustentar su respuesta.

Podemos definir RMS como el Valor Eficaz y TRMS (True RMS) como el Verdadero Valor Eficaz de las medidas eléctricas. Los instrumentos con TRMS son mucho más precisos que los RMS midiendo corriente alterna

3. ¿Qué influencia ejerce el diodo y el puente de diodos en las formas de onda del circuito? Explique detalladamente. (Pista: los diodos no son ideales; tome en cuenta el voltaje umbral). Que el diodo cada que aumenta el voltaje la onda se aproxima a una onda cuadrada en el lado positivo Ahora el puente de diodos mientras aumenta el voltaje con el potenciómetro la resistencia aumenta y el pico de la onda aumenta. VI.

CONCLUSIONES Y OBSERVACIONES

VII.

BIBLIOGRAFÍA

[1]Electrónica Unicrom, Valor RMS, Promedio, Pico, 2015. [Online]. Available: https://unicrom.com/valor-rms-promedio-pico/. [Accessed: 13- Jun- 2018]. [2]M. Giménez de Guzmán, Laboratorios de Circuitos Electrónicos, Guía Teórica, 2nd ed. . [3]A. Guitérrez Páucar, Teoría y análisis de máquinas eléctricas, 2nd ed. 2018....