Practicas Espinosa

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA

INGENIERIA ELECTRICA

LABORATORIO DE MATERIALES ELECTROTECNICOS 1

PRACTICA No. 1

INTRODUCCION AL LABORATORIO DE TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES ELECTRICOS

OBJETIVO: Conocer el equipo utilizado en el Laboratorio y comprender los conceptos como: Calidad, Normas, Normalizacin, Clasificacin de laboratorios y clasificacin de los materiales electrotcnicos. 1.- CALIDAD: Es el establecimiento y cumplimiento de Normas que permiten a una empresa ganar utilidades, fabricando y vendiendo un producto que iguale a la competencia y precio, en satisfaccin al cliente.

Producto (fabricacin), o servicio. Cumplir con requisitos de Normas. Mercado (competencia y precio). Satisfaccin al cliente.

2.- NORMAS (organismos de Normalizacin): En nuestro Pas se tiene a la Direccin General de Normas (DGM), quien es la encargada de que se cumplan las normas NOM (Norma Oficial Mexicana) de materiales, productos y equipos. HISTORIA DE LAS NORMAS: La historia primitiva de las normas elctricas procede de actividades propias del American Institute of Electrical Engineers (AIEE). En 1884 empezaron a elaborar especificaciones normalizadas para la industria elctrica. En 1890 propuso que la unidad prctica de la autoinduccin se llamase Henry. Al mismo tiempo designo comits de normalizacin: el comit de unidades y normas; y El comit normalizador de tablas de conductores. En 1893, se realizo el Congreso Internacional de Chicago, donde se adoptaron unidades para la fuerza magnetomotriz (Gilbert), para el Flujo (Weber), para la densidad del flujo (el Gauss). Posteriormente; como resultado de la correspondencia con organizaciones de Ingeniera de Inglaterra, Francia y Alemania, se adopto el termino inductancia para representar el coeficiente de autoinduccin (L). En 1897, el comit de unidades de normas recomend adoptar como patrn de intensidad luminosa la candela. En 1898 se organizo un debate sobre el tema de Normalizacin de generadores, motores y transformadores. En 1904, se celebro en San Lus un Congreso Internacional que sent precedente para los congresos internacionales relacionados con las unidades y normas elctricas. El congreso recomend establecer dos comisiones: La primera (GPMU) Conferencia Internacional de Pesos y Medidas; la segunda comisin, para cuya presidencia se eligi a Lord Kelvin estaba encargado de las normas a productos




comerciales de la industria, y en la actualidad se ha convertido en la Internacional Electrotechnical Commissin (IEC). Otro organismo internacional, la Comisin Internacional de Iluminacin (Comisin Internacional de IEclairage, CIE), se reuni por primera vez. La CIE, establece unidades, normas y nomenclaturas internacionales cientficas y tecnolgicas en le campo de la luz y la iluminacin. El American Engineering Standard Committe (AESC), se constituyo en 1919 como consecuencia de 5 organizaciones encabezadas por el AIEE. Este organismo esta compuesto por 12 secciones; la seccin de ingeniera elctrica tomo mas fuerza. La Organizacin de las Naciones Unidas ha coordinado las actividades internacionales de normalizacin. El resultado fue la creacin de 1947 de la ISO (International Organization for Standard). Este organismo asumi la responsabilidad de la normalizacin y todos los campos que no estaban atendidos por la IEC. (Ambas organizaciones tienen sus oficinas centrales en Ginebra, Suiza). En los Estados Unidos la mayora de organizaciones coordinan sus actividades a travs del ANSI, el American National Standards Institute.

PRINCIPALES ORGANIZACIONES RELACIONADAS CON LAS NORMAS ELECTRICAS:

ANSI American National Standards Institute: Se organizo en 1919 gracias a los esfuerzos de AIEE (ahora IEEE), ASTM, ASME, ASCE y AIME. ASTM American Society for Testing and Materials: Fundada en 1898, es una organizacin cientfica y tcnica cuyo objetivo fundacional es elaborar normas sobre las caractersticas y el comportamiento de los materiales, productos, sistemas y servicios, y promover los conocimientos sobre el particular. IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers.- Formada en 1963, en la actualidad, es la mayor sociedad de ingeniera en el mundo. El IEEE es miembro del ANSI. Elabora normas en las comisiones tcnicas de sus 31 grupos y sociedades profesionales sobre temas como: comunicaciones, aplicaciones elctricas, instrumentacin, aislantes y aislamiento, magnetismo, motores, sistemas y aparatos energticos, smbolos y unidades; transmisin y distribucin de la electricidad, etc. NEMA National Electrical Manufacturers Association.- La NEMA es la mayor organizacin profesional de productos elctricos en los Estados Unidos. UL Underwrites Laboratories.- Fundada en 1894 mantiene y utiliza Laboratorios para ensayar dispositivos, sistemas y materiales relacionados con la seguridad pblica. NORMA: Es un documento que establece requisitos impuestos por las prcticas habituales en la industria, ciencia o tecnologa. Tales documentos pueden incluir y normalizar trminos, definiciones, smbolos, mtodos de medida, ensayo de




parmetros o rendimiento de dispositivos, aparatos, sistemas o fenmenos, caractersticas, rendimiento y requisitos de seguridad; dimensiones y valores nominales. NORMALIZACION: Actividad encaminada a la ordenacin de una material, dando soluciones a problemas repetitivos en los campos cientfico, tecnolgico y econmico. Generalmente comprende los procesos de formulacin, emisin y cumplimiento de normas. NORMA TERMINOLOGICA: Norma que contiene exclusivamente trminos y definiciones. NORMAS DE ENSAYO: norma que contiene mtodos de ensayo que pueden combinarse con otras exigencias relativas a los ensayos, como muestreo, empleo de mtodos estadsticos y ensayos secuenciales. 3.- CLASIFICACION DE LABORATORIOS:

laboratorio de investigacin. Laboratorio de ensaye.

4.- CONOCIMIENTO DEL EQUIPIO: 5.- CLASIFICACION DE LOS MATERIALES:

Conductores. Semiconductores. Dielctricos.

6.- CONOCIMIENTO DEL MICROMETRO:




PRACTICA No. 2

DETERMINACION DE LAS PROPIEDADES ELECTRICAS EN ALAMBRES

METALICOS OBJETIVO: Utilizando el puente de Doble Kelvin y puente de Wheastone para la medicin de la resistencia elctrica determinar la conductividad de los metales puros o aleados para justificar su utilizacin en la Industria Elctrica. EQUIPO UTILIZADO:

Puente Doble de Kelvin (con error permisible de 0.5%). Puente de Wheastone (con error mximo de permisible de 0.5%). Balanza de precisin (0-150 gr). Termmetro (mnimo de 0 a 50oC). Micrmetro (0-25mm). Pinzas de electricista. Alambre para conexiones.

MATERIAL A PROBAR: Muestra de Cobre, Aluminio, Nicrom, etc.; de una longitud de 1.2 m. CONDICIONES DE PRUEBA: a) La longitud de 1m entre contactos de potencial del equipo de medicin, limpiando los puntos de contacto, quedando exentos de grasa. b) Para alambres aislados, se deben retirar previamente el aislamiento, sin afectar la seccin transversal del conductor. PROCEDIMIENTO: 1.- Se anotara el color, contextura, flexibilidad, si hay uniones o no, etc. 2.-Utilizando el Micromtrico, medir en los extremos y en la parte media del alambre su dimetro, (por conveniencia se toman dos lecturas a 90 una respecto a la otra); para comprobar que el material es circular; de estas seis lecturas se tomara el promedio para calcular la seccin transversal en mm2, y calibre AWG. 3.-Utilizando el Puente de Wheastone o puente Doble de Kelvin, sabiendo que el primero tiene un rango aproximado de 0.1 a 109 , y el segundo un rango de 1 a 10-7

. Se fija la muestra entre las mordazas (mesa de sujecin), limpiando previamente los extremos de la muestra para que all buen contacto. Los cables conectados entre terminales de potencial, debern ser de la misma longitud y seccin; en el mismo




caso en las terminales de corriente. El termmetro es colocado junto a la muestra. Registrndose la temperatura a la cual se realiza la medicin de la resistencia.

Se puede invertir el sentido de circulacin de la corriente o invertir la posicin de la muestra. 4.-Se determina el peso y la longitud de espcimen en prueba. 5.- Cuando la determinacin de la resistencia se realiza a una temperatura distinta de 293.16 K (20 C), esta debe corregirse multiplicando el valor medido por el factor de correccin por temperatura.

T t CR RF

1

1 ( 20)CF

t

Donde: FC = Factor de Correccin. RT = Resistencia corregida a 20 C. Rt = Resistencia medida en el puente. t = Temperatura en el momento de la prueba. = Coeficiente de variacin por temperatura. 20 = Temperatura de referencia. 6.- Calcular la resistencia por unidad de longitud de 293.16 K (20 C) en ohms/Km.

( / )LLR

R KmL

Donde: RL = Resistencia por unidad de longitud a 20 C. RT = Resistencia corregida a 20 C, en Ohms. L = Longitud del conductor entre contactos de potencial, en Km. 7.- Calcular la resistencia especfica (Resistencia volumtrica), a la temperatura de 20 C, con la siguiente formula.

2( )

( / )TvR A

mm mL

Donde: v = Resistividad Especifica. RT = Resistencia corregida a 20 C. L = Longitud de la prueba (1 metro). A = rea de la Muestra de Prueba.




8.- Calcular la Resistividad por Gravimtrica, se logra pesando la muestra en una balanza de precisin, tomndose previamente la longitud total de la muestra (L2), y la longitud que existe entre las terminales de potencial de la mesa de sujecin (L1), aplicando la siguiente formula:

1 2

( / )TpR P

gr mLL

Donde: p = Resistencia por Peso o Gravimtrica. RT = Resistencia corregida a 20 C. P = Peso de la muestra. L1 = Longitud de la prueba. L2 = Longitud total de la muestra. 9.-Calcular la conductividad: La inversa de la Resistividad Especifica, se denomina Conductividad:

6 11

( ) 10 ( )v

x m

= Conductividad Elctrica.

v = Resistividad Especifica. 10.- Calcular el % de Conductividad tomando de referencia el valor patrn internacional del cobre (I.A.C.S), cuyo valor es 0.01724 a 20 C y se aplica:

( . . . )% 100

( )v

v

I ACSx

calculado

Para cualquier metal. REPORTAR: 1.-Anotar caractersticas visuales y al tacto de cada muestra de alambre. 2.-Medir el dimetro del alambre y calcular rea, calibre AWG. 3.-Medicin de la resistencia elctrica a temperatura ambiente, utilizando el puente correspondiente y corregir este valor a la temperatura de referencia 20 C. 4.-determinar resistividad Especifica Y Resistividad Gravimtrica. 5.-Calcular la Conductividad y el 5 de Conductividad. 6.-Compare resultados obtenidos con datos de Norma, Calculando el % de Error. Partiendo de estos aplicar criterios de Calidad para aceptar o rechazar el material probado. 7.-Mencionar la utilizacin de estos en la Industria Elctrica.




LABORATORIO DE MATERIALES ELECTROTECNICOS

HOJA DE CAMPO FECHA: _________ FIRMA: __________ NOMBRE: ___________________________ BOLETA: _________ GRUPO: _________ SECCION: _________ EQUIPO: _________

TABLA No 1. CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES.

MATERIAL

CARACTERISTICAS (COLOR, DUREZA, FLEXIBILIDAD, ETC.)

TABLA No 2. DIAMETRO DE CONDUCTORES Y CALIBRES.

MATERIAL

D1

(mm)

D2

(mm)

D3

(mm)

D4

(mm)

D5

(mm)

D6

(mm)

Dprm (mm)

AREA mm

2

AWG

CM

TABLA No 3. MEDICION DE LA RESISTENCIA.

MATERIAL

RESIS Rt

(-m)

TEMP. T

( C)

COEF. TEMP

A (1/ C)

LONGITUD

TOTAL (m)

LONGITUD PRUEBA

(m)

PESO (gr)

TABLA No 4. RESULTADOS.

MATERIAL

RESIS RT (-m)

RESISTIVIDAD

VOL (mm

2/m)

RESISTIVIDAD PESO (gr/m)

CONDUCTIVIDAD

(-m)-1

% (%)




PRACTICA No. 3

CARACTERIZACION DE CABLES CONDUCTORES DESNUDOS Y AISLADOS DE BAJA Y ALTA TENSION, ASI COMO CABLES TELEFONICOS.

OBJETIVOS: Al finalizar la prctica el alumno habr de conocer cada una de las partes que conforman las partes de un cable de energa de baja y alta tensin, y saber calcular el calibre y su utilizacin en la industria. EQUIPO UTILIZADO:

Micrmetro (0 25mm). Folletos proporcionados por los fabricantes de conductores.

MATERIAL: Muestra de cables (Lneas areas, cables subterrneos, telefnicos y comercial). REPORTAR:

Denominacin del cable. Dibujo (Partes). Informe sobre el conductor (calibre, tipo, ampacidad, etc.). Informe sobre pantallas semiconductoras (sobre el conductor y el

aislamiento). Caractersticas del aislamiento (Voltaje y temperatura de operacin). Informe de Cubiertas. Instalacin, Pruebas de Laboratorio y Campo. Anotar Catalogo (Anexar copias subrayando los principales datos).




PRACTICA No. 4

ENSAYE DE TENSION MECANICA A DIFERENTES MATERIALES

A) ENSAYE DE TENSION MECANICA A ALAMBRES METALICOS:

OBJETIVO: Determinar el esfuerzo mecnico de ruptura por tensin y el alargamiento a la ruptura de alambres de cobre, aluminio y sus aleaciones empleados como conductores electrices. EQUIPO PARA PRUEBAS:

Dinammetro Vertical (2% de precisin). Micronmetro de Precisin. Pinzas de Electricista. Papel Milimtrico. Plumn.

PROCEDIMIENTO: 1.- Los conductores no deben de haber sufrido dobleces o deformaciones que puedan afectar a los resultados de prueba. 2.- La longitud total de las muestras (probetas), debe ser por lo menos igual a la longitud especfica para la prueba (entre marcas), ms la longitud necesaria para que estn en contacto con las mordazas en toda su longitud de estas. TABLA No.1

TIPO DE ALAMBRE

DIAMETRO

LONGITUD ENTRE

MARCAS

Cobre duro o semiduro

2.52 mm y mayores

250 mm

Cobre duro o semiduro

Menor de 5.25 mm

1500 mm

Cobre suave estaado o sin

estaar.

Todos

250 mm

Aluminio y sus aleaciones

en todos sus temples.

Todos

250 mm




ALAMBRES

3.- Determinar las dimensiones de ellos en no menos de dos puntos a lo largo de las muestras y en cada punto debe de efectuarse dos mediciones desplazadas 90 en la circunferencia. El dimetro promedio obtenido se emplea para el clculo del rea aplicando la siguiente formula:

220.7874

4

DA D

4.- se coloca la muestra en las mordazas de la maquina, procurando que las marcas queden centradas dentro del espacio comprendido entre las mordazas. 5.-Se aplica carga hasta la ruptura de las muestras y la maquina debe mantener registro de la carga mxima que soporta la probeta. 6.- Seguir visualmente el trazo de la curva y anotar los valores tanto de carga aplicada como de la deformacin en los puntos principales. 7.- La ruptura debe ocurrir dentro de las marcas de referencia, en caso contrario el resultado no ser valido y debe tomarse otra probeta. 8.- Se determinara la Elongacin por medicin entre las marcas despus de la ruptura, mediante la siguiente formula:

f 0

0

-Llo g en %= x100

LE n acion

L

Donde: Lf = Longitud final despus de la ruptura (entre marcas) Lo = Longitud inicial. 9.- El esfuerzo de ruptura por tensin al momento de la ruptura de emplearse la siguiente formula:

F

EA

Donde: F = Carga. A = rea de prueba.




PRACTICA No. 4

B) DETERMINACION DEL ESFUERZO DE TENSION A LA RUPTURA Y ALARGAMIENTO DE AISLAMIENTO Y CUBIERTAS PROTECTORAS DE

CONDUCTORES ELECTRICOS. OBJETIVO: Determinar los esfuerzos de tensin de ruptura y alargamiento de aislamientos y cubiertas protectoras de conductores elctricos a base de materiales termofijos y termoplsticos. APARATOS Y EQUIPO.

Dinammetro Vertical ( 2% de precisin). Prensa para preparacin de Placas. Suaje o sacabocados.

(B, E y F para PVC y elastmeros). (C y D para polietileno). CONDICIONES DE PRUEBA: a) Las pruebas deben efectuarse a temperatura ambiente (20 y 28o C). b) Las pruebas sin envejecer y envejecidas, deben efectuarse unos a continuacin de las otras. (bajo las mismas condiciones ambientales). PROCEDIMIENTO: 1.-Es necesario contar con tres probetas tomados de una muestra que no haya sido daada mecnica, trmica o qumicamente (Las probetas pueden ser de 3 formas: Tubular, cortada con suaje y rectangular). -Para calibres menores de 50 mm2 y espesores hasta 2.3 mm, se usan especimenes tubulares. -Para espesores mayores de 2.3 mm o calibre de 50mm2 o mayores, se usa probeta cortada con suaje o rectangular. a) Probeta cortada con Suaje.- Se debe procurar que la seccin transversal de la parte central de la probeta no sea mayor de 16 mm2. La probeta debe tener un espesor mnimo de 1.5 mm y mximo de 3 mm.




C

H

G

W

A

L

TIPO Y DIMENCIONES DE PROBETAS (mm)

TIPO DE PROBETA

DIMENSIONES

A

C

G

H L

W

TIPO B

25

140

14

25

59

6

TIPO C

25

15

14

25

33

6

TIPO D

16

100

14

15

33

3

TIPO E

16

125

14

16

59

3

TIPO F

16

125

14

16

59

6

TOLERANCIA

1

MINIMO

1

2

2

0.05

b) Probetas Tubulares.- cada uno de los especimenes tubulares debe ser aproximado de 150 mm de longitud. Las probetas se obtienen retirando el conductor central, cuidando de afectar a las propiedades del material a probar. c) Probetas rectangulares.- puede emplearse especimenes rectangulares cortados longitudinalmente. Marcas de prueba.- En la parte central del espcimen se marcan dos lneas separadas entre si 50 mm si el material es PVC, polietileno de cadena cruzada (XLP) o un elastmero, 25 mm si es polietileno. 2.- Calcular el rea de espcimen, tomando en cuenta el valor del espesor promedio y el ancho de la zona entre marcas. Para las probetas cortadas con suaje, el ancho se toma como la separacin entre filos de la seccin recta del suaje o sacabocados.

( )A e a

Donde: A = rea de la seccin transversal (mm2).




e = espesor de la probeta (mm). a = Ancho de la probeta (mm). Especimenes tubulares.- El rea de la seccin transversal del espcimen se calcula con la formula siguiente.

2 20.7854( - )A D d

A = rea de la seccin transversal (mm2). D = Dimetro exterior de la muestra (mm). d = Dimetro interior para cubiertas (mm). 3.- Prueba de Tensin y Alargamiento: a) El espcimen se coloca entre las mordazas que sirven de sujecin para que quede tensa y sin carga. La escala de la maquina se ajusta a cero y se inicia la prueba. b) Los especimenes deben romperse entre las dos lneas paralelas. Si se rompen fuera de las marcas, se debe repetir la prueba. c) Se efecta el mismo procedimiento para los tres especimenes. 4.- Calcular el % de Alargamiento:

-

% arg 100Lr Lo

Al amiento xLo

Donde: Lr = distancia entre marcas en el momento de ruptura. Lo = distancia entre marcas antes de la ruptura. 5.-Calcular el esfuerzo de tensin a la ruptura:

Fr

EA

Donde: E = Esfuerzo de Tensin de Ruptura (Kgf/mm2). Fr = Carga de ruptura (Kgf). A = rea de la seccin transversal (mm2) En ambas pruebas se considera como resultado el promedio de los valores obtenidos con los tres especimenes.




Prueba para determinar la deformacin en aislamientos y cubiertas de conductores elctricos despus de haber sido sometidos a un alargamiento determinado. 1.- El espcimen seleccionado para esta prueba, cuya longitud debe ser por lo menos 150 mm, se marcan dos lneas paralelas equidistantes del centro del espcimen separadas entre si 50 mm. 2.- Se coloca el espcimen entre las mordazas. La separacin entre mordazas debe ser de 100 mm si 50 mm. 3.- Se estira el espcimen hasta que las dos lneas marcadas en l se separen 150 mm. Se deja el espcimen en esta posicin durante 5 seg. despus se retira de la maquina y se coloca sobre una superficie plana y horizontal durante 1 minuto, para medir su recuperacin; e inmediatamente se mide la distancia entre marcas y se anota sta. 4.- Determinar la deformacin permanente:

-

100Ld Lo

L xLo

Donde: D = Deformacin en tanto por ciento. Ld = Distancia entre marcas del espcimen despus de 1min. de recuperacin. Lo = Distancia original marcada en el espcimen (50 mm).




LABORATORIO DE MATERIALES ELECTROTECNICOS

HOJA DE CAMPO FECHA: _________ FIRMA: __________ NOMBRE: ___________________________ BOLETA: _________

GRUPO: _________ SECCION: _________ EQUIPO: _________

TABLA No 1. CARACTERISTICAS DE LOS CONDUCTORES.

MATERIAL


TABLA No 2. DIAMETRO DE CONDUCTORES.

MATERIAL

D1

(mm)

D2

(mm)

D3

(mm)

D4

(mm)

D5

(mm)

D6

(mm)

DPROM (mm)

CALIBRE (A.W.G)

AREA (mm

2)

TABLA No 3. DATOS OBTENIDOS DE LA PRUEBA DE TENSION AL CONDUCTOR.

MATERIAL LT

(cm) Lo

(cm) Lf

(cm) Fr

(DN) Fr

(kGF) %

Elongacion

E

TABLA No 4. CARACTERISTICAS DEL AISLAMIENTO.

MATERIAL


TABLA No 5. DIAMETROS DEL AISLAMIENTO.

MATERIAL

DEXT (mm)

DEXT (mm)

DEXT (mm)

DPROM (mm)

DINT

(mm)

DINT

(mm)

DPROM (mm)

AREA mm2




LABORATORIO DE MATERIALES ELECTROTECNICOS HOJA DE CAMPO FECHA: _________ FIRMA: __________ NOMBRE: ___________________________ BOLETA: _________ GRUPO: _________ SECCION: _________ EQUIPO: _________ TABLA No 6. DATOS OBTENIDOS DE LA PRUEBA DE TENSION AL AISLAMIENTO.

MATERIAL

LT

(cm)

Lo

(cm)

LF (r) (cm)

Fr

(DN)

Fr

(kGF)

%

Elongacion

Er

TABLA No 7. DATOS OBTENIDOS DE LA PRUEBA DE TENSION AL 100% AL AISLAMIENTO.

MATERIAL

LT

(cm)

Lo

(cm)

LD (r) (cm)

FD

(DN)

FD

(kGF)

Deformacin

permanente DP




PRACTICA No. 5 DETERMINACION DE LA CORRIENTE DE FUGA, RESISTIVIDAD VOLUMETRICA Y SUPERFICIAL DE MATERIALES AISLANTES SLIDOS. OBJETIVO: Al trmino de la prctica el alumno podr determinar la corriente de fuga, Resistencia Volumtrica y Resistencia Superficial, as como la resistencia de aislamiento.

CONSIDERACIONES TEORICAS DEFINICIONES: RESITENCIA VOLUMETRICA: La resistencia volumtrica entre dos electrodos que se encuentran en contacto con, o incluidos en un espcimen, es el cociente obtenido cuando la tensin continua aplicada a los electrodos, es dividida por aquella porcin de la corriente entre ellos, que se atribuyen a travs del volumen del espcimen. RESISTENCIA SUPERFICIAL: La resistencia superficial entre dos electrodos que esta sobre la superficie de un espcimen es el cociente obtenido cuando la tensin continua aplicada a los electrodos, es dividida por aquella porcin de la corriente entre ellos, que estn en una capa delgada sobre la superficie. RESISTIVIDAD VOLUMETRICA: La resistividad volumtrica de un material, es el cociente obtenido cuando el gradiente de potencial paralelo a la direccin del flujo de corriente en el materia. RESISTIVIDAD SUPERFICIAL: La resistencia superficial de un material, es el cociente obtenido cuando el gradiente de potencial paralelo al flujo de corriente, a lo largo de su superficie, se divide por la corriente por unidad de ancho de superficie. APARATOS YEQUIPOS UTILIZADOS

Fuente de tensin regulable C.A - C.D. Galvanmetro de ndice luminoso. Electrodos circulares planos. Cables de conexin.

MATERIAL A PROBAR: Muestra de Mylar, Papel pescado, Fibra de vidrio barnizado, Papel dielctrico, PVC, Hule, Fibra de algodn barnizada, Tefln. DESARROLLO: 1.- Conectar los circuitos respectivos para determinar corriente volumtrica y corriente superficial como se indican los siguientes diagramas:




E3

E2E1

G

-

+

CIRCUITO PARA LA MEDICION DE LA CORRIENTE SUPERFICIAL

E3

E2E1

G-

+

CIRCUITOS PARA LA MEDICION DE LA CORRIENTE CUBICA.

E3

E2E1

Do

h

L

d1

d2

E3

E2

E1

ELECTRODOS DE PRUEBA PARA MEDICIN DE CORRIENTES DE FUGA

2 1

2 1

( - )

2

( )

2

Espesor de la muestra

d dL

d dDo

h

2.- Se ajusta el galvanmetro a cero, colocando el rango mas alto del ampermetro, despus se ajusta la fuente hasta el valor de tensin deseado segn la tabla siguiente.




MATERIAL

FUENTE DE TENSION

MYLAR

2000 VOLTS

PAPEL PESCADO

1000 VOLTS

PVC

1000 VOLTS

HULE

1000 VOLTS

FIBRA DE HULE BARNIZADO

1000 VOLTS

FIBRA DE ALGODN BARNIZADO

1000 VOLTS

CARTON

1000 VOLTS

TEFLON

1000 VOLTS

3.- Se va disminuyendo el rango del ampermetro hasta tener una lectura a mitad de escala. 4.- Se apaga la fuente de tensin y debido a que entre los electrodos se tiene un capacitor y se almacena carga con unas puntas de conexin se pone en corto circuito los electrodos para descargarlos. 5.- Se vuelve a encender la fuente alimentacin previamente ya ajustada, y se toman las lecturas de tensin de alimentacin, rango del ampermetro, escala, y divisiones de lectura. 6.- Se apaga la fuente de alimentacin y se descargan los electrodos y se cambia la muestra del dielctrico a probar y se vuelve a repetir el procedimiento para cada material, tanto para corriente volumtrica y corriente superficial. DETERMINAR: 1.- Dimensiones, caractersticas visuales y al tacto de cada material. 2.-Corriente de fuga:

F V SI I I 3.- Resistencia de aislamiento:

a

F

ER

I ()




4.- Resistencia volumtrica:

V

V

ER

I

5.-resistencia superficial:

s

S

ER

I

6.- Resistividad volumtrica:

1 ( - )EA

v cmh

Donde: AE1= rea del electrodo 1. h = Espesor de la muestra. 7.- Resistividad superficial:

2 1

2 1

( )

( - )S

d ds R

d d

Donde: DO = Dimetro medio entre d1 y d2. L = Distancia entre E1 y E2. Escalas 0- 150 div. Lec = No Div x K 0- 50 div K = Rango / escalas.




LABORATORIO DE MATERIALES ELECTROTECNICOS HOJA DE CAMPO FECHA: _________ FIRMA: __________ NOMBRE: ___________________________ BOLETA: _________ GRUPO: _________ SECCION: _________ EQUIPO: _________ TABLA No 1. DETERMINACION DE LA CORRIENTE VOLUMETRICA.

MATERIAL

Espesor

(cm)

Tensin (Volts)

CORRIENTE VOLUMETRICA

Rango

(A)

Escala (Div)

Lecturas

(Div)

Iv

(A)

TABLA No 2. DETERMINACION DE LA CORRIENTE SUPERFICIAL.

MATERIAL

Espesor

(cm)

Tensin (Volts)

CORRIENTE SUPERFICIAL

Rango

(A)

Escala (Div)

Lecturas

(Div)

Is

(A)

TABLA No 3. RESULTADOS.

MATERIAL

IF

(A)

Ra

(M)

Rv

(M)

Rs

(M)

Ra

(M)

v

(M-cm)

s

(M)




PRACTICA No. 6 DETERMINACION DE LA RIGIDEZ DIELECTRICA A DIELECTRICOS SLIDOS.

OBJETIVO:

Determinar la Rigidez Dielctrica a muestras de dielctricos slidos. EQUIPO UTILIZADO:

Equipo completo para la prueba de Rigidez dielctrica. Termmetro. Electrodos de prueba. Cables de conexin. Tijeras. Micrmetro. Flexmetro.

MATERIAL UTILIZADO:

Papel pescado

PVC

Mylar

Cartn

Hule DESARROLLO: 1.- Realizar las conexiones indicadas en el circuito para realizar la prueba. 2.- Colocar la muestra a probar entre los electrodos de prueba. 3.- Energizar el equipo para la prueba, poner el interruptor en la posicin de encendido, (si se encienden el foco de sealizacin rojo, presionar el botn para restablecer). 4.- Mover la perilla a velocidad constante, hasta lograr la ruptura. 5.- Tomar el valor de tensin de ruptura del dielctrico.




DETERMINAR: 1.- Caractersticas fsicas y al tacto y dimensiones. 2.- En cada una de las pruebas tomar lecturas de tiempo en que tarda en romper, tensin de ruptura, temperatura, observaciones del fenmeno. 3.- Calcular la Rigidez Dielctrica por medio de la formula:

( )Ur KV

Erh mm

4.- Comparar los resultados con valores del fabricante.




LABORATORIO DE MATERIALES ELECTROTECNICOS HOJA DE CAMPO FECHA: _________ FIRMA: __________ NOMBRE: ___________________________ BOLETA: _________ GRUPO: _________ SECCION: _________ EQUIPO: _________ MATERIAL:

LECTURA

ESPESOR

(mm)

TIEMPO Ur (sg)

Ur

(KV)

TEMP (C)

Er

(KV/mm)

OBSERVACIONES

1

2

3

4

5

MATERIAL:

LECTURA

ESPESOR

(mm)

TIEMPO Ur (sg)

Ur

(KV)

TEMP (C)

Er

(KV/mm)

OBSERVACIONES

1

2

3

4

5

MATERIAL:

LECTURA

ESPESOR

(mm)

TIEMPO Ur (sg)

Ur

(KV)

TEMP (C)

Er

(KV/mm)

OBSERVACIONES

1

2

3

4

5

MATERIAL:

LECTURA

ESPESOR

(mm)

TIEMPO Ur (sg)

Ur

(KV)

TEMP (C)

Er

(KV/mm)

OBSERVACIONES

1

2

3

4

5




LABORATORIO DE MATERIALES ELECTROTECNICOS HOJA DE CAMPO FECHA: _________ FIRMA: __________ NOMBRE: ___________________________ BOLETA: _________ GRUPO: _________ SECCION: _________ EQUIPO: _________ MATERIAL:

LECTURA

ESPESOR

(mm)

TIEMPO Ur (sg)

Ur

(KV)

TEMP (C)

Er

(KV/mm)

OBSERVACIONES

1

2

3

4

5

MATERIAL:

LECTURA

ESPESOR

(mm)

TIEMPO Ur (sg)

Ur

(KV)

TEMP (C)

Er

(KV/mm)

OBSERVACIONES

1

2

3

4

5

MATERIAL:

LECTURA

ESPESOR

(mm)

TIEMPO Ur (sg)

Ur

(KV)

TEMP (C)

Er

(KV/mm)

OBSERVACIONES

1

2

3

4

5




PRACTICA No. 7 DETERMINAR LA RIGIDEZ DIELECTRICA DE UNA MUESTRA DE ACEITE PARA

TRANSFORMADOR. OBJETIVO: Determinar la Rigidez Dielctrica de una muestra de aceite para transformador.

CONSIDERACIONES TEORICAS: EQUIPO UTILIZADO:

Equipo completo para determinar la Rigidez Dielctrica. Muestra de aceite para transformador. Termmetro. Colador. Calibrador.

DESARROLLO: 1.- Calibrar la separacin entre los electrodos de prueba (2.5 mm por norma). 2.- Llenar el recipiente de aceite hasta la marca del nivel. 3.- Anotar caractersticas fsicas del aceite a probar. 4.- Colocar la cuba de prueba con el aceite dentro del equipo de prueba. 5.- Energizar el equipo de prueba a una fuente de tensin de 127 volts. 6.- El equipo consta de dos interruptores, uno de encendido y otro para incrementar la tensin. Se enciende el equipo prendiendo dos focos de sealizacin; uno luz verde y otro de luz roja. 7.- Al colocar el segundo interruptor en la posicin de elevacin de tensin, se apaga la luz roja, quedando encendida la luz verde; lo que indica que el equipo esta energizado y realizando la prueba. 8.- Al empezar a elevar la tensin tomar el tiempo en que tarda en presentarse la ruptura del aceite; y tomar la lectura de la tensin de ruptura. (Observando el arco, la formacin de burbujas). 9.- Colocar el segundo interruptor en la posicin de descender la tensin hasta cero; encendindose la luz roja.




10.- Se desenergiza el equipo colocando el interruptor en la posicin de apagado. 11.- Se levanta la tapa e introduciendo el termmetro se toma la temperatura y se mueve el aceite para espacer las impurezas cerca de los electrodos ocasionado por la ionizacin del aceite y despus la ruptura. 12.- Se realizan 10 pruebas y dos minutos entre cada prueba. 13.- Se realiza el procedimiento anterior en cada prueba. DETERMINAR: 1.- Determinar el valor promedio de la tensin de ruptura; y calcular la rigidez dielctrica, comparando con el valor de norma. 2.- En cada prueba medir el tiempo en que tarda a Ur, tensin de ruptura y temperatura en cada prueba y anotar las observaciones como arqueo, formacin de burbujas y sedimentos de carbono. 3.- Calcular la rigidez dielctrica con la siguiente formula:

( )Ur KV

Erh mm

CUESTIONARIO: 1.- Que es un Dielctrico?

2.- Qu es la Rigidez Dielctrica?

3.- Qu factores influyen en esta?

4.- Qu funcin desempea el aceite en un transformador?

5.- Qu factores afectan a la vida til del aceite?

6.- Cmo se filtra el aceite?




LABORATORIO DE MATERIALES ELECTROTECNICOS HOJA DE CAMPO FECHA: _________ FIRMA: __________ NOMBRE: ___________________________ BOLETA: _________ GRUPO: _________ SECCION: _________ EQUIPO: _________

LECTURA

ESPESOR

(mm)

TIEMPO Ur (sg)

Ur

(KV)

TEMP (C)

Er

(KV/mm)

OBSERVACIONES

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10




PRACTICA No. 8

DETERMINACION DE LA VISCOSIDAD DE UNA MUESTRA DE ACEITE PARA

TRANSFORMADOR OBJETIVO: Determinar la viscosidad, midiendo el tiempo de flujo por gravedad de un volumen de aceite, a una temperatura de 40 C. EQUIPO UTILIZADO:

Viscosmetro Universal de Saybolt. Termmetro (0 100 C) Cronometro.

PROCEDIMIENTO: 1.- La viscosidad (SUS): Es el tiempo en segundos que tarda en fluir una muestra de 60 (cm3) de aceite, a travs de un orificio universal de saybolt. 2.- Depositar el aceite en el tubo porta muestra, a travs del embudo colador (para evitar impurezas) 3.- Se coloca el termmetro en el tubo porta muestra para tomar la lectura de la temperatura. 4.- Se energiza el Viscosmetro y con el calibrador de temperatura se ajusta la lectura a 40 C para que la muestra de aceite se caliente a base de bao mara, y se energiza el motor para que mueva el aceite y el calentamiento del aceite se uniforme. 5.- Se estabiliza la temperatura a 40 C como se marca en la norma. 6.- Una vez estabilizado la temperatura se quita el tapn (de corcho) para que salga el aceite y se deposite en el matraz de saybolt; se toma el tiempo en que tarde en llenarse el matraz hasta la marca de 60 ml. 7.- Se toma el tiempo y se registra en SUS (Saybolt Unidades por Segundo) 8.- Se coloca el tapn en el orificio universal de saybolt y se repite el procedimiento. Se realizan tres pruebas.




CUESTIONARIO. 1.- Qu es la Viscosidad? 2.- Qu factores influyen en el comportamiento de esta? 3.- Qu importancia tiene la viscosidad en el aceite para transformador?




LABORATORIO DE MATERIALES ELECTROTECNICOS HOJA DE CAMPO FECHA: _________ FIRMA: __________ NOMBRE: ___________________________ BOLETA: _________ GRUPO: _________ SECCION: _________ EQUIPO: _________

LECTURA

TIEMPO Ur (sg)

TEMP (C)

OBSERVACIONES

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

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Practicas Espinosa