Circuito Electricos II

8/13/2019 Circuito Electricos II

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LABORATORIO N° 1

FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRONICA Y

MECATRONICA

LABORATORIO DE

CIRCUITOS

ELÉCTRICOS iIDOCENTE: ING. FERNANDO LÓPEZ A.

LIMA-PERÚ 2011



FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRONICA Y MECATRONICA

LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I I

AUTOR: ING. FERNANDO LÓPEZ A.

LABORATORIOS ESPECIALIZADOS / FIEM / 2011 2

VALORES MEDIOS Y EFICACES DE ONDASPERIODICAS

OBJETIVO:

Revisar los conceptos de valor máximo, valor medio, valoreficaz, factor de forma y factor de cresta, que han sidotratados en clase.

MATERIAL Y EQUIPO:

- 01 protoboard- 01 multímetro- 01 osciloscopio- 01 generador de señales- 01 módulo DL 2603 (Grupo de diodos)- 01 resistencia de 1kΩ

PROCEDIMIENTO:

SEÑAL SENOIDAL RECTIFICADA

1. Arme el siguiente circuito N° 01:

a. Mostrar la forma de onda que se obtiene entre los puntosA y B.







b. Obtener:

Periodo: ________________

Frecuencia:_____________

c. Observando la gráfica obtenga las siguientesmediciones:

Valor obtenidoValor MáximoValor MedioValor Eficaz

d. Obtenga :

Factor de forma: _____________

Factor de cresta: ______________

2.

Arme el siguiente circuito N° 02:







a. Mostrar la forma de onda que se obtiene entre lospuntos A y B.

b. Obtener:

Periodo: ____________________

Frecuencia: _________________

c. Observando la gráfica obtenga las siguientesmediciones:


10.

Obtenga :







Factor de forma: ________________

Factor de cresta: ________________

SEÑAL DIENTE DE SIERRA

1. Cambie el selector del generador para obtener una ondadiente de sierra.

2. Observe la señal en el osciloscopio.3. Muestre la forma de onda del osciloscopio.

4. Obtener:

Periodo: ________________

Frecuencia: _____________

5. Poner el generador a 1kHz y una amplitud de 4Vppaproximadamente.

6. Observando la gráfica obtenga las siguientes mediciones:







Valor obtenidoValor Máximo

Valor MedioValor Eficaz

7. Obtenga:

Factor de forma:______________

Factor de cresta:______________

SEÑAL CUADRADA

1. Cambie el selector del generador para obtener una ondacuadrada.

2. Observe la señal en el osciloscopio.3. Muestre la forma de onda del osciloscopio.

3. Obtener:

Periodo: ________________

Frecuencia: _____________







4. Poner el generador a 1kHz y una amplitud de 4Vppaproximadamente.

5. Observando la gráfica obtenga las siguientes mediciones:


6. Obtenga:

Factor de forma:______________

Factor de cresta:______________

CUESTIONARIO:

1. Los circuitos que usted armó, son lineales? Fundamente su

respuesta.2. Como influye la resistencia directa e inversa de un Diodo?

3. Que significa trr = tiempo inverso de recuperación? Cómoafecta la forma de onda?.

4. Por qué el valor eficaz es mayor que el valor DC?

5. Analice en el Panel el circuito Puente de diodos trifásicos ydeduzca el valor DC y el valor rms.

6.

Observaciones y Conclusiones.







LABORATORIO Nº 2

MEDICION DE REACTANCIA EIMPEDANCIA CAPACITIVA

OBJETIVO:

Analizar y verificar en forma experimental la relación entre latensión y la intensidad de corriente en un circuito eléctrico R-C,a partir de los datos tomados en el laboratorio.

MATERIAL Y EQUIPO:

- 01 módulo DL2626 (Transformador de potencia)- 01 módulo DL 2635 (Carga universal)- 01 osciloscopio- 02 puntas de prueba- 01 juego de cables de conexión y jumpers

- 01 multímetro

PROCEDIMIENTO:

1. Ensamble el siguiente circuito:







2. Verifique las conexiones y luego energice el circuito.

3. Con el multímetro, mida las tensiones eficaces en:

La entrada (Vg)En el nodo AEn el nodo B

En el resistor R1

4. Con el multímetro, mida las corrientes eficaces I1 e I2.

5. Con el osciloscopio, obtener y medir la onda de tensiónVg usando el canal 1, y la onda de tensión en el nodo A

(VA) usando el canal 2. Medir también el desfasaje entreambas tensiones.¿Está la tensión VA atrasada o adelantada respecto a Vg?

6. Con el osciloscopio, medir la onda de tensión en el nodoA (VA) usando el canal 1, y la onda de tensión en el nodoB (VB) usando el canal 2. Mida también el desfasaje entreambas tensiones.¿Está la tensión VB atrasada o adelantada respecto a VA?







INFORME

1. Haga los cálculos empleando el simulador Circuit Maker o

similar.

2. Con los datos del laboratorio, halle la corriente en el

resistor R1.

3. Con la corriente calculada en (2), halle la impedancia de

entrada (Zi=Vg/IR1).


resistor R2.

5. Con la corriente calculada en (4), halle la impedancia

Z2=VA/IR2.

6. Haga una tabla comparando los resultados teóricos con

los experimentales.

7. Trazar el diagrama fasorial de voltajes y corrientes del

circuito (use colores diferentes).

8. Observaciones y conclusiones.







LABORATORIO N° 3

MEDICION DE REACTANCIA EIMPEDANCIA INDUCTIVA

OBJETIVO:

Analizar y verificar en forma experimental la relación entre la

tensión y la intensidad de corriente en un circuito eléctrico R-L,a partir de los datos tomados en el laboratorio.

MATERIAL Y EQUIPO:

- 01 módulo DL 2635 (Carga universal)- 01 osciloscopio- 02 puntas de prueba- 01 juego de cables de conexión y jumpers

- 01 multímetro

PROCEDIMIENTO:

1. Ensamble el siguiente circuito:







2. Verifique las conexiones y luego energice el circuito (Conla autorización del docente de laboratorio).

3. Con el multímetro, mida las tensiones eficaces en:La entrada (Vg)En el nodo AEn el nodo B

En el resistor R1

4. Con el multímetro, mida las corrientes eficaces I1 e I2.

5. Con el osciloscopio, mida la tensión Vg usando el canal 1,

y la tensión en el nodo A (VA) usando el canal 2. Medirtambién el desfasaje entre ambas tensiones.¿Está la tensión VA atrasada o adelantada respecto a Vg?

6. Con el osciloscopio, medir la onda de tensión en el nodoA (VA) usando el canal 1, y la onda de tensión en el nodoB (VB) usando el canal 2. Mida también el desfasaje entreambas tensiones.¿Está la tensión VB atrasada o adelantada respecto a VA?







INFORME

1. Mostrar todos los módulos usados en la experiencia

utilizando medios multimedia (video y/o foto digital).

2. Haga los cálculos empleando el simulador Circuit Maker

o similar.


resistor R1.

4. Con la corriente calculada en (2), halle la impedancia de

entrada (Zi=Vg/IR1).


resistor R2.

6. Con la corriente calculada en (4), halle la impedancia

Z2=VA/IR2.


los experimentales.

8. Trazar un claro diagrama fasorial de voltajes y corrientes

del circuito.








LABORATORIO Nº 4

METODO DE MAXWELL Y POTENCIALES DENODOS

OBJETIVO:

Analizar y verificar en forma experimental los valores teóricos,considerando los métodos generales de solución de redeseléctricas: de corrientes de mallas y potenciales de nodos.

MATERIAL Y EQUIPO:

- 05 resistencias de 100Ω (Carga Universal)

- 01 condensador de 4uF/450V (Carga Universal)

- 01 condensador de 8uF/450V (Carga Universal)

- 01 condensador de 16uF/450V (Carga Universal- 01 multímetro

- 01 osciloscopio

PROCEDIMIENTO:

1. Armar el circuito que se muestra en la figura adjunta:







Donde:

R1 = R2 = R3 = 100Ω

C1 = 8Uf, C2 = 16uF, L1 = 50mH

2. Verifique las conexiones y luego energice el circuito (conautorización del docente).

3. Realice las mediciones siguientes:

MEDICIONOBTENIDA

VA

VB

VC

I4I5 I6 I7 I8 Ig







4. Con el osciloscopio, mida la tensión Vg usando el canal 1,y la tensión en el nodo A (VA) usando el canal 2. Midatambién el desfasaje entre ambas tensiones. ¿Está la

tensión VA atrasada o adelantada respecto a Vg?

5. Con el osciloscopio, mida la tensión Vg usando el canal 1,y la tensión en el nodo B (VB) usando el canal 2. Midatambién el desfasaje entre ambas tensiones. ¿Está latensión VB atrasada o adelantada respecto a Vg?

6. Con el osciloscopio, mida la tensión Vg usando el canal 1,

y la tensión en el nodo C (Vc) usando el canal 2. Midatambién el desfasaje entre ambas tensiones. ¿Está latensión Vc atrasada o adelantada respecto a Vg?

7. Con el osciloscopio, mida la tensión en el nodo A (VA)usando el canal 1, y la tensión en el nodo B (VB) usando elcanal 2. Mida también el desfasaje entre ambas tensiones.¿Está la tensión VA atrasada o adelantada respecto a VB?.

8. Con el osciloscopio, mida la tensión en el nodo A (VA)usando el canal 1, y la tensión en el nodo C(VC) usando elcanal 2. Mida también el desfasaje entre ambas tensiones.¿Está la tensión VA atrasada o adelantada respecto a VC?.

9. Con el osciloscopio, mida la tensión en el nodo B (VB)usando el canal 1, y la tensión en el nodo C (VC) usando el

canal 2. Mida también el desfasaje entre ambas tensiones.¿Está la tensión VB atrasada o adelantada respecto a VC?.







INFORME

10. Muestre todos los módulos usados en la experiencia


11. Haga los cálculos empleando Matlab (simulink).

12. Muestre todas las mediciones realizadas y responda las

preguntas respectivas de los procedimientos (pasos del 3

al 9).

13. Realize el cálculo teórico de I1, I2, I3, I4, I5, I6, I7, I8, Ig.

Aplique método Maxwell y escríbalo usando matrices

correspondientes.

14. Realice el cálculo teórico de VA , VB , VC. Aplique método

nodal


los experimentales (considere corrientes y voltajes

fasoriales).

16. Trazar un claro diagrama fasorial de voltajes y corrientes,

verificando en cada caso las leyes kirchooff en forma

fasorial.








LABORATORIO Nº 5

TEOREMA DE THEVENIN Y NORTON

OBJETIVO:

Determinar el circuito equivalente de Thevenin y el circuitoNorton equivalente.

MATERIAL Y EQUIPO:- 03 r esistencias de 100Ω (Carga Universal) - 01 condensador de 8uF/450V (Carga Universal)- 01 condensador de 16uF/450V (Carga Universal)- 01 multímetro- 01 osciloscopio

PROCEDIMIENTO:

1. Armar el circuito que se muestra en la figura adjunta:

Donde:R1 = R2 = R3 = 100Ω

C1 = 8uF, C2 = 16uF, L1 = 50mH







2. Verifique las conexiones y luego energice el circuito.

3. Realice las mediciones siguientes:

MEDICIONOBTENIDA

VR1

VC1

VR2

VR3 VL1 VC2 VAB

IR1

IC1

IR2

IR3 IL1 IC2

4. Retire la carga que se encuentra entre los nodos A y B.







5. Medir el voltaje Thevenin (ETH ), es decir, el voltaje entre losnodos A y B (voltaje a circuito abierto).

ETH = _______________

6. Cortocircuitar Nodos “A” y “B” y medir corriente decortocircuito, denominados corriente Norton: IN =……..

7. Para obtener la impedancia equivalencia (Zeq ) armar elcircuito siguiente:

8. Del circuito anterior realizar las siguientes mediciones:

MediciónobtenidaVg=VAB

Ig

9. Con las mediciones obtenidas del cuadro anterior calcularla impedancia equivalente (Zeq) del siguiente modo:







Ig

Vg Zeq , Zeq= ____

9. En el siguiente circuito completar con las mediciones

obtenidas en el laboratorio.

INFORME

1. Muestre todos los módulos usados en la experiencia


2. Haga los cálculos empleando el simulador “Circuit Maker”

o similar.

3. Muestre todas las mediciones realizadas en el laboratorio.

4. En el circuito mostrado en el paso 1 del procedimiento,

realice el cálculo teórico de las caídas de tensión en cada

componente asi como el voltaje de la fuente VG (use

referencia VG = VG 0° .







5. En el circuito mostrado en el paso 1 del procedimiento,

realice el cálculo teórico de las corrientes que circulan por

cada componente asi como la corriente que entrega la

fuente Vg .

6. Realice el cálculo teórico del voltaje Thevenin (ETH) y de la

impedancia equivalente (Zeq).

7. Idem, para evaluar corriente Norton (IN) y la impedancia

equivalente (Zeq).

8. Tabular resultados teóricos/experimentales.

9. Trazar claro diagrama fasorial.








LABORATORIO Nº 6

POTENCIA COMPLEJA Y CORRECCIONDEL FACTOR DE POTENCIA

OBJETIVO:

Mediante el presente experimento comprobar los efectos de lacorrección del Factor de Potencia.

EQUIPO Y MATERIAL:

01 Motor monofasico de inducción (Jaula de ardilla) 01 Lámpara fluorescente (*) 01 Modulo Universal DL 2635 (Condensador de AC 4uF,

8uF, 16uF) Inductancia 12.5mHz (*) 01 Amperímetro AC

PROCEDIMIENTO:

1. Armar el siguiente circuito que se muestra en la figuraadjunta







* Si no se dispone del motor, usar una lámpara fluorescentede 4 watts ó usar del panel las inductancias y resistencias,previa indicación del profesor.

2. Medir A1 = ……….. y A2 = …… sin condensador.

3. Medir A1 = ……….. y A2 = …… con condensador.

CUESTIONARIO:

1. Con los datos nominales del motor ó lámpara, determine:Factor de Potencia y Corriente del motor; Determine

potencia activa, reactiva y aparente de la carga.

2. Analice el conjunto Motor-condensador y determinar elnuevo factor de potencia del conjunto.

3. Que ocurre en la Potencia aparente del sistema, justifiquesu respuesta usando un diagrama fasorial de potencia.

4. Use diagrama fasorial de tensiones y corrientes

5. Observaciones y Conclusiones.







LABORATORIO Nº 7

MÁXIMA POTENCIA DE TRANSFERENCIA(M.P.T.)

OBJETIVO:

Analizar y verificar en forma experimental los valores teóricos,determinado los valores de las impedancias de carga queproducen la transferencia máxima de potencia en losterminales a-b de un circuito activo.

EQUIPO Y MATERIAL:

Modulo Universal Protoboard

02 resistencias de 470 01 resistencia de 680 01 potenciómetro de 100k 03 condensadores 100 nF 01 resistencia de 100 01 condensadores 16 uF 01 bobina de 50 mH 01 potenciómetro de 1k 01 potenciómetro NICHROM (RL)

01 transformador 220/12 VAC 01 Multímetro 01 Generador de funciones







PROCEDIMIENTO:

Armar los circuitos que se muestran en las figuras adjuntas.

Circuito # 1: ( Protoboard ).

1. Calculo Experimental (recuerde colocar las unidades).

Variar el potenciómetro según el valor observado en latabla adjunta y medir la tensión (VL) y corriente (IL) en lacarga RL

RL(K ) IL (mA) VL (V) PL

RL1=10 IL1 VL1 RL2=20 IL2 VL2 RL3=30 IL3 VL3 RL4=40 IL4 VL4

RL5=50 IL5 VL5 RL6=60 IL6 VL6 RL7=70 IL7 VL7 RL8=80 IL8 VL8 RL9=90 IL9 VL9 RL10=100 IL10 VL10

2. Con los valores obtenidos graficar las curvas de potencia,

tensión y corriente versus la resistencia de carga.







Circuito # 2: ( Modulo Universal D’Lorenzo)

3. Repita los paso anteriores, para este circuito.

CUESTIONARIO:

1. Realizar el cálculo Teórico aplicando el método decorriente de malla y potencial de nodos

2. Comparar los valores teóricos y experimentales, y loserrores relativos

3. Graficar las curvas de potencia, tensión y corriente versusla resistencia de la carga y determinar valor de RL =….Para que absorba la M.P.T

4. Graficar la curva de eficiencia versus carga y obtenervalor de la potencia máxima.








LABORATORIO Nº 8

RESONANCIA SERIE Y PARALELO

OBJETIVO:

Analizar y verificar en forma experimental el fenómeno de la

resonancia serie y resonancia paralelo en un circuito eléctricoRLC, a partir de los datos tomados en el laboratorio.

EQUIPO Y MATERIAL:

01 generador de funciones o1 módulo DL 2629 (Carga universal) 01 osciloscopio

02 puntas de prueba 01 juego de cables de conexión y jumpers 01 multímetro

PROCEDIMIENTO:

1. Armar el siguiente circuito que se muestra en la figuraadjuntaUsando la carga universal.







2. Verifique las conexiones y luego encienda el circuito3. Con el osciloscopio usando el canal 1 mida la tensión VAC ,con el canal 2 mida la tensión VBC . Ajuste la tensión picodel generador a 10V y ajuste la frecuencia del generadorhasta que el desfasaje entre ambas señales se haga cero.Anote el voltaje VBC y la frecuencia.

4. Con el multímetro mida el voltaje eficaz de la bobina y delcondensador.

5. Apague el generador y arme el siguiente circuito usando

la carga universal.

6. Verifique las conexiones y luego encienda el circuito.7. Con el osciloscopio usando el canal 1 mida la tensión VAC ,

con el canal 2 mida la tensión VBC . Ajuste la tensión pico

del generador a 10V y ajuste la frecuencia del generador







hasta que que el voltaje VBC sea máximo y el desfasajeentre ambas señales se haga cero. Anote el voltajemáximo y la frecuencia.

INFORME

1. Haga los cálculos empleando un simulador de circuitos.2. Con la frecuencia medida en el circuito serie, halle las

reactancia de la bobina y del condensador.3. ¿Cuál es la corriente que entrega el generador cuando el

circuito serie está en resonancia?4. ¿Cuáles son las tensiones de la bobina y del condensador

cuando está en resonancia?.

5. Con la frecuencia medida en el circuito paralelo, halle lasreactancias de la bobina y del condensador.

6. ¿Cuál es la corriente del que entrega el generadorcuando el circuito paralelo está en resonancia?

7. ¿Cuáles son las tensiones de la bobina y del condensadorcuando están en resonancia paralelo?

8. Elabore una tabla comparando los resultados teóricoscon los experimentales.

9. Grafique en cada caso las curvas de impedancia,admitancia, corrientes y voltajes en función de lafrecuencia.

10. Determine en cada caso el factor de calidad (Qo) y elancho de banda (BW) respectivamente.

11. Simule circuitos series y paralelos como los estudiados enesta experiencia, mantenga fija la frecuencia y varíe la

inductancia o capacitancia. Explique y determine losvalores críticos de resonancia, el factor de calidad (Qo) yel ancho de banda (BW).

12. Aplicaciones del circuito resonante en electrónicacuando existen armónicos. Grafique el diagrama de Bodeen cada caso

13. Indique sus observaciones y conclusiones.







LABORATORIO Nº 9

LUGARES GEOMETRICOSOBJETIVO:

Determinar la variación de las impedancias. Admitancias,corrientes y tensiones en un circuito paralelo de dos ramas.

EQUIPO Y MATERIAL:

1 Módulo DL2626 (Transformador de potencia) 1 Módulo DL2635 (Carga universal) 1 Multitester digital Resistencia 100Ω, 5W Potenciómetro de 500k = RL Condensador 10nF Generador de señal Cables de conexiones

PROCEDIMIENTO:

1. Cablear los circuitos siguientes en los módulos respectivos:







2. Efectuar las mediciones siguientes en las figuras 1 y 2variando RL en 50k desde 0 a 500k.

RL I1 I2 I3 VRC VC VRL VL

12

3

3. Determinar:a. Los lugares geométricos de impedancia: X-Rb. Los lugares geométricos de Admitancia: B-Gc. Los diagramas fasoriales de corriented. Los diagramas fasoriales de tensión.

CUESTIONARIO: (Fundamente su respuesta en forma fasorial)

1. ¿Porqué se dice que el lugar geométrico de admitanciases similar al lugar geométrico de las corrientes?.

2. ¿Porqué se dice que el lugar geométrico de potenciacompleja se asemeja al lugar geométrico de lasadmitancias?.

3. ¿Qué aplicaciones prácticas, de los lugares geométricos

encuentra usted en la práctica?







4. Si usted tiene un circuito serie paralelo

¿Cómo determina usted el lugar geométrico de laimpedancia equivalente o admitancia equivalente?

5. En los casos anteriores se supone que la frecuencia ω hasido constante. Determine usted cómo de construye ellugar geométrico cuando la frecuencia es variable.

6. Explique lugares geométricos en resonancia eléctrica.

7.

Observaciones y conclusiones.







LABORATORIO Nº 10

CIRCUITOS TRIFASICOS BALANCEADOS.CONEXIÓN ESTRELLA Y DELTA

OBJETIVO:

Determinar las tensiones y corrientes de Línea y de Fase paracada conexión estrella y delta calculando también la potenciatotal del circuito trifásico.

EQUIPO Y MATERIAL:

1 Módulo DL2626 (Transformador de potencia) 1 Módulo DL2635 (Carga universal) 1 Multitester digital Cables de conexiones

PROCEDIMIENTO:








2. Considerando E= 45 V medir con el multímetro en cadacarga trifásica. Las tensiones y corrientes de línea y de fase

correspondientes.3. Verificar experimentalmente y gráficamente en la

conexión estrella que la tensión de línea es 3 veces másque la tensión de fase.

4. Verificar experimentalmente y gráficamente que en laconexión delta que la corriente de línea es 3 veces másque la corriente de fase

5. Verificar experimentalmente y analíticamente que “unacarga conectada en delta consume el triple de potenciaque conectada en estrella”

6. Demostrar y verificar que en todo circuito trifásico secumple:

f L Ltotal COS I V P 3

7. Ahora considerando E = 90 V, repetir los pasos 2,3,4 y 5.

8. Dibujar el diagrama fasorial de las tensiones y corrientespara ambas conexiones cuando E = 90 V. Escogeradecuadamente la escala correspondiente.

9. Analice El sistema trifásico conectando impedanciasinductivas o capacitivas en cada fase. Determine el

diagrama fasorial completa en cada caso







LABORATORIO Nº 11

CIRCUITOS TRIFASICOS CON CARGASDESBALANCEADAS EN CONEXIÓN

ESTRELLA Y DELTA

OBJETIVO:

Determinar las tensiones y corrientes de Línea y de Fase para

cada conexión estrella y delta con cargas desbalanceadascalculando también la potencia total del circuito trifásico.

EQUIPO Y MATERIAL:

1 Módulo DL2626 (Transformador de potencia) 1 Módulo DL2635 (Carga universal) 1 Multitester digital Cables de conexiones

PROCEDIMIENTO:








2. Considerando E= 45 V medir con el multímetro en cadacarga trifásica, las tensiones y corrientes de línea y de fasecorrespondientes.

3. Realizar el cálculo de corrientes y de tensiones en la cargadesbalanceada en delta cuando E= 45 V.

4. Dibujar el diagrama fasorial de las tensiones y corrientes

para ambas conexiones cuando E = 45 V. Escogeradecuadamente la escala correspondiente.

5. Ahora considerando E = 90 V medir con el multímetro encada carga trifásica, las tensiones y corrientes de línea y defase correspondientes.

6. Realizar el cálculo de corrientes y de tensiones en la carga

desbalanceada en delta cuando E= 90 V.7. Dibujar el diagrama fasorial de las tensiones y corrientes

para ambas conexiones cuando E = 90 V. Escogeradecuadamente la escala correspondiente.

8. Elabore una tabla comparativa de los resultados teóricoscon los experimentales.








LABORATORIO Nº 12

USO DE TRANSFORMADORES TRIFASICOSΔ-Υ

OBJETIVOS:

Determinar las tensiones y corrientes de línea y de fase

para diferentes conexiones (estrella y delta) con cargabalanceada. Determinar la potencia total del circuito trifásico. Determinar la secuencia de fases.

EQUIPOS Y MATERIALES:

1 Módulo DL2626 (Transformador de potencia) 1 Módulo DL2635 (Carga universal)

1 Multitester digital Cables de conexiones

PROCEDIMIENTO:

1. Cablear el circuito siguiente en los módulos respectivos:







2. Determinar la secuencia de fases:

NOTA: Si V > VL es secuencia ( + )Si V < VL es secuencia ( - )

3. Para la secuencia (-) se tiene que:

4. Realizar las conexiones siguientes: (Use transformadortrifásico)

a)

b)







c)

d)

5. En cada caso del paso 4 medir con el multímetro, lastensiones y corrientes de línea y de fase correspondientesen cada carga trifásica.

6. Realizar el cálculo de corrientes y de tensiones en la cargabalanceada.

7. Dibujar el diagrama fasorial de las tensiones y corrientespara cada caso del paso 4 . Escoger adecuadamente laescala correspondiente.

8. Elabore una tabla comparativa de los resultados teóricoscon los experimentales.








LABORATORIO Nº 13

OBTENCION DE LAZO HISTERESIS

OBJETIVOS:

Estudiar el fenómeno de histéresis y sus características Proponer un circuito eléctrico que permita obtener

experimentalmente el lazo de histéresis.FUNDAMENTO TEORICO.

a. Circuito magnéticos no lineales.- En muchos dispositivos,como motores y transformadores, se usan materialesferromagnéticos, los cuales se caracterizan por tenergrandes valores de permeabilidad magnética. Así cuandoestos materiales forman parte de un circuito magnético,

las líneas de flujo magnético tienden a contraerse dentrodel material ferromagnético. Estos materiales presentanademás las siguientes características: la relación entra laintensidad del campo magnético H y la densidad de flujomagnético B no es una relación lineal, por lo que: B=μH;donde μ = Permeabilidad magnética. Los materialesferromagnéticos comprenden regiones (dominiosmagnéticos) y, dentro de estas regiones los momentosbipolares magnéticos se ordenan en una dirección

común. Sin embargo en una muestra no magnetizada demateriales ferromagnéticos, las orientaciones de losdominios son aleatorios, de modo que la muestra nopresenta un momento bipolar magnético neto. Si lamuestra (circuito a analizar) se encuentra en un principiono magnetizado y si la corriente que se suministra a labobina comienza en cero a cierto valor máximo, losdominios magnéticos tienden a alinearse en la dirección

aplicada. En la figura 1 se proporciona una grafica de B







versus H durante la formación lineal del campomagnético.

La curva 1 de la figura 1 se conoce como “curva demagnetización”. Al aumentar el campo desde cero, lapendiente de la curva es relativamente abrupta. Conformeel campo magnético sigue creciendo dentro del materialferromagnético (o sea mientras la corriente va aumentando)se dificulta cada vez mas la alineación de los dominiosmagnéticos restantes con el campo magnético aplicado y lacurva de magnetización inicial se alisa. La pendiente de lacurva disminuye en forma abrupta y se dice que el materialferromagnético se encuentra en saturación. Una vez queesto sucede, aumentos posteriores de la intensidad delcampo magnético producen cambios relativamentepequeños en la densidad de flujo magnético (punto S1 en lacurva de la fig. 1)

b. Histéresis.- Una vez que se ha alcanzado el máximo campomagnético (Hmax), si se disminuye la corriente H como Bcomienza a disminuir desde sus valores máximos. Pero envez de recorrer de nuevo la curva de magnetizacióninicial, la variación de B con respecto a H forma unanueva curva (curva 2 en la figura). Otra característicaque resulta de esta curva que comienza a partir de lacurva de magnetización inicial (curva 1) se refiere a larecuperación incompleta de la energía almacenada.

Durante la magnetización inicial de la nuestra, la fuente







eléctrica del circuito eléctrico suministró energía en formacontinua y esta se almacenó en el campo magnéticodentro de la muestra del material ferromagnético. La

energía magnética (no toda) es liberada. La energíaliberada es igual al área encerrada entre la recta B =Bmax y la curva 2 de la figura 1 en el primer cuadrante.Conforme la corriente sigue disminuyendo (al convertirseen negativa), la disminución tanto de B como de H,continúa. Si se supone que la corriente varia en formasimétrica (Imin = -Imax), la intensidad del campomagnético y la densidad de flujo magnético alcanzaráncon el tiempo valores mínimos en B = -Bmax y H = -Hmax

en el punto S2. Finalmente, cuando la corriente empiezaa aumentar de nuevo, la intensidad del campomagnético y la densidad de flujo aumentan a través de lacurva 3 de la figura 1. Cuando llega la corriente a su valormáximo, tanto para H como B alcanzan nuevamente suvalor máximo en el punto S1. Según la corriente sigavariando de manera cíclica entre sus valores máximos ymínimos, el ciclo completo de la figura 1 se vuelve a trazar.Este es el ciclo de HISTERESIS del material ferromagnético yel área dentro de él representa la perdida de energía quetiene lugar en cada variación cíclica de la corriente. En losdispositivos prácticos, estas perdidas de histéresis secombinan con otros tipos de perdidas de energía (comola provocada por la resistencia de la bobina que rodea almaterial ferromagnético) y limitan la eficiencia total delequipo. En resumen la relación entre B y H en losmateriales ferromagnéticos nos es una descrita con una

relación fundamental simple según la cual B esdirectamente proporcional a H. La relación entre B y H enlos materiales ferromagnéticos no es lineal debido a lasaturación magnética.

c. Efecto Barkhausen.- Es la variación discontinua queexperimenta B al variar H continuamente. El movimientodiscontinuo de las paredes de dominio es el mecanismomás importante. La rotación discontinua de la

magnetización de cada dominio efectúa en general una







PROCEDIMIENTO:

1. Calibre el osciloscopio apropiadamente2. Elevar el voltaje gradualmente y llenar la siguiente tabla.

Tomas V (V1) A (mA) V (V2)1 202 40

3 604 805 100

3. Para cada valor de toma dibujar el lazo de histéresis4. Tomar los datos de placa del transformador5. Medir la resistencia de los arrollamientos del transformador.

CUESTIONARIO:

1. ¿Cómo se obtiene el lazo de histéresis?2. ¿Cuál es la función del condensador en el circuito?3. ¿Qué representa el lazo de histéresis4. ¿Cuáles son las aplicaciones más comunes de los

materiales ferromagnéticos?5. ¿Qué es el efecto Barkhausen?6. Observaciones, Conclusiones y Recomendaciones





INDICE

REGLAMENTO DE LABORATORIO

LAB. 01: VALORES MEDIOS Y EFICACES DE ONDAS PERIÓDICAS

LAB. 02: MEDICIÓN DE REACTANCIA E IMPEDANCIACAPACITIVA

LAB. 03: MEDICIÓN DE REACTANCIA E IMPEDANCIAINDUCTIVA

LAB. 04: METODOS DE MAXWELL Y POTENCIALES DE NODOS

LAB. 05: TEOREMA DE THEVENIN Y NORTON

LAB. 06: POTENCIA Y CORRECCIÓN DEL FACTOR DE POTENCIA

LAB. 07: MAXIMA POTENCIA DE TRANSFERENCIA (M.P.T)

LAB. 08: RESONANCIA SERIE Y PARALELO

LAB. 09: LUGARES GEOMÉTRICOS

LAB. 10: CIRCUITOS TRIFASICOS BALANCEADOS CONEXIÓN Υ -Δ

LAB. 11: CIRCUITOS TRIFASICOS CON CARGAS DESBALANCEADOS ENCONEXIÓN Υ -Δ

LAB. 12: USO DE TRANSFORMADORES TRIFASICOS Δ-Υ

LAB. 13: OBTENSION DEL LAZO HISTERESIS

Circuito Electricos II

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