Medidores de induccion y contadores PDF

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INSTRUMENTOS ANALOGICOS DE INDUCCION CONTADORES DE ENERGIA 9.1. OBJETIVOS.  Establecer los diferentes tipos de energía.  Establecer el principio de funcionamiento del contador de energía analógico de inducción.  Calcular la energía consumida por una carga resistiva. 9.2. MARCO TEORICO. Funcionar a partir del campo magnético producido por dos electroimanes sobre un elemento móvil metálico (corrientes de foucart). La medida es proporcional al producto de las corrientes de cada electroimán, por lo tanto pueden utilizarse en corriente continua como corriente alterna, la aplicación más importante de los instrumentos de inducción es como contadores de energía,

El contador de energía eléctrica es un aparato cuya función es integrar en el tiempo la potencia eléctrica consumida por los clientes de la empresa prestataria de este servicio eléctrico, contabiliza esta energía en las líneas y redes de corriente alterna, tanto monofásica como trifásicas. De los diferentes tipos de contadores de energía eléctrica para corriente alterna, el contador de inducción es el de mayor aplicación en las instalaciones eléctricas de viviendas y edificios. Contador de energía activa: Este contador registra la cantidad de energía activa que las empresas suministradoras entregan al abonado. La unidad de medida es el kilovatio hora (kW/h.) Contador de energía reactiva: Si en la instalación del abonado hay receptores de carácter inductivo, se usa el contador de energía reactiva para calcular el factor de potencia medio de la instalación. La unidad: kilovoltiamperio reactivo hora (kVAR/ h) Los contadores utilizados para registrar el consumo de energía eléctrica tienen que cumplir condiciones muy estrictas en cuanto a la construcción, precisión, elevada estabilidad mecánica, facilidad de ajuste y rapidez de montaje, reguladas

por el reglamento de verificaciones eléctricas. Si se aplican los complementos de discriminación horaria se necesitan contadores con integradores múltiples, y si las potencias contratadas son muy elevadas serán necesarios transformadores de intensidad. Contador monofásico. -Está basado en el principio de funcionamiento de Ferrari. Los elementos fundamentales de que consta todo contador son: Circuito magnético de tensión o bobina voltimétrica Circuito magnético de intensidad o bobina amperimétrica, disco giratorio de aluminio, dispositivo de frenado o imán permanente, dispositivo contador numérico, integrador o totalizador La bobina voltimétrica se conecta en paralelo con el circuito, produciendo un campo magnético proporcional a la tensión y la bobina amperimétrica en serie con el circuito a medir, produciéndose otro campo proporcional a la intensidad. El vector tensión y el vector intensidad están desfasados 90º para poder medir la energía activa. Los dos campos magnéticos que generan las bobinas atraviesan el disco de aluminio, creando un par de fuerzas que hace girar el disco en un sentido determinado. La cantidad de vueltas que da dicho disco es proporcional al par de fuerzas y al tiempo transcurrido. El eje del disco está unido a un tornillo sin fin que transmite el giro al totalizador mediante ruedas dentadas. El dispositivo de frenado evita que se acelere el disco y hace que se pare cuando no pasa corriente por la bobina de intensidad. El totalizador o integrador registra las vueltas del disco y los transforma en saltos de numeración. Cuando se producen un número de vueltas determinado en el disco, salta un número en el totalizador. Contador trifásico. - Se puede considerar compuesto por tres sistemas monofásicos, es decir, con tres bobinas voltimétricas y tres bobinas amperimétricas conectadas en estrella. 9.3. MATERIAL A UTILIZAR.      

Un contador de energía monofásico. Un vatímetro electrodinámico. Dos multitester digitales. Energía eléctrica de corriente alterna de la red: 220 [V]. Una resistencia de 47 Ω. Conectores.

9.4. DIAGRAMA DE CONEXIONADO DEL CIRCUITO.

9.5. PROCEDIMIENTO DE MEDICION. •Seleccionamos la tensión alterna y carga a utilizar, pero antes de esto se realizó un cálculo analítico para determinar los valores en las escalas de los instrumentos. •Efectuamos el montaje del circuito mostrado con anterioridad. •Verificamos los rangos de los instrumentos de medición a valores adecuados. •Medimos el intervalo de tiempo para diez revoluciones, así mismo la tensión, corriente y potencia que marcaban los instrumentos de medición y tomamos datos. • Desenergisamos el circuito y procedimos a desmontarlo. 9.6. TABLA DE REGISTROS MEDIDOS. MEDIDOR MONOFACICO DE INDUCCION: N  de hilos= 2 Fases=1 f= 50 In =5 [A] Imax =25[A] Un =220[V] Kd =800 [rev/kWh] Clase=2 R [Ω] t[s] rev V[V] I[A] P[W] 60 10 214 4.68 1000 48.9 54 10 214 4.68 1000 59.80 10 214 4.68 1000 57.93 10 214 4.68 1000

9.7. CUESTIONARIO. 1. Efectuar los siguientes conexionados Medidor trifásico con 4 hilos

Medidor bifásico con 3 hilos

Contador monofásico

2. Tomando en cuenta los datos del contador y valores promedio de las mediciones, calcular la energía consumida por la carga resistiva de acuerdo a: a) El número de revoluciones “rev” y tiempo “t”. b) El voltaje “V” y la intensidad de corriente “I” y el tiempo “t”. c) La potencia media “P” y el tiempo “t”. R.a) La constante del contador es Kd =800 [rev/kWh] A lo que 1kwh tiene 800 revoluciones, por ello 10 revoluciones tendría: 1 kWh∗10rev ∗3600 s 800 rev E= ∗1000= 45000 [Ws ] 1h b) De los datos. E=VIt=214∗4.68∗57.93=58018.0536 [Ws ] c) Con los datos de medición tendríamos que la energía es: E=Pt =1000∗57.93=57930 [Ws ]

R[ Ω ] 48.9

t [s]

rev

V [V]

I [A]

P [W]

a)[Ws]

b)[Ws]

c)[Ws]

57.93

10

214

4.68

1000

45000

58018.0 5

57930

3. Comente y explique las diferencias (Si las hay) de los resultados a) b) y c).

Como se puede observar los incisos b) y c) tienen variaciones, eso se debe a que cada instrumento tiene resistencias internas que consumen potencia activa, estas resistencias son diferentes en cada instrumento lo cual ocasiona que las potencias varíen, pero en el inciso a) el valor obtenido es mediante datos del fabricante.

9.8. Conclusiones. Mediante el ensayo de laboratorio se apreció el funcionamiento de un contador de energía electromecánico, así mismo calculamos la potencia consumida por la carga de prueba, en este caso puramente resistiva....