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LABORATORIO DE ELECTRICIDAD
Informe de trabajo en laboratorio
“ELECTROMAGNETISMO.TRANSFORMADORES”
Alumnos:
Sección G2 – 01 – F
-Aime Vargas Jesús-Chinchay Quezada Luís
- Urbano Ortega Raúl
Profesor: Mendoza Trujillo Elmer
Fecha de ejecución: 22 de mayo
Fecha de presentación: 29 de mayo
2008 - I
TECSUP
TECSUP Laboratorio de electricidad
OBJETIVOS
1.- Adquieran los conocimientos básicos de corriente alterna.
2. Adquieran habilidad en el manejo de los instrumentos de
medida.
3. Se familiaricen con la construcción y análisis de circuitos de
corriente alterna.
4. Aprendan a utilizar los teoremas de circuitos para diseño y
cálculo de circuitos equivalentes.
5.- Verificar las relaciones de tensión, corriente e impedancia en un
circuito de corriente alterna en seria.
6.- Construir diagramas fasoriales en circuitos RL, RC, RLC serie.
7.- Comprender adecuadamente el concepto de fasor en el análisis
senoidal, pudiendo analizar circuitos de c.a. monofásicos
mediante el análisis fasorial, dominando el estudio de potencias
y el comportamiento de los circuitos con la frecuencia.
8.- Ser capaz de aplicar los teoremas y técnicas fundamentales
para el análisis de circuitos lineales en c.c. régimen estacionario
y régimen transitorio en circuitos sencillos.
9.- Ser capaz de obtener conclusiones a partir de los datos que se
obtienen en el laboratorio.
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INTRODUCCIÓN
Se denomina corriente alterna (abreviada CA en español y AC en
inglés, de Altern Current) a la corriente eléctrica en la que la
magnitud y dirección varían cíclicamente. La forma de onda de la
corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una onda
senoidal, puesto que se consigue una transmisión más eficiente de
la energía. Sin embargo, en ciertas aplicaciones se utilizan otras
formas de onda periódicas, tales como la triangular o la cuadrada.
Utilizada genéricamente, la CA se refiere a la forma en la cual la
electricidad llega a los hogares y a las empresas. Sin embargo, las
señales de audio y de radio transmitidas por los cables eléctricos,
son también ejemplos de corriente alterna. En estos usos, el fin
más importante suele ser la transmisión y recuperación de la
información codificada (o modulada) sobre la señal de la CA.
La característica principal de una corriente alterna es que durante
un instante de tiempo un polo es negativo y el otro positivo,
mientras que en el instante siguiente las polaridades se invierten
tantas veces como ciclos o hertz por segundo posea esa corriente.
No obstante, aunque se produzca un constante cambio de
polaridad, la corriente siempre fluirá del polo negativo al positivo,
tal como ocurre en las fuentes de FEM que suministran corriente
directa.
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FUNDAMENTO TEÓRICO
TIPOS DE CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA:
1.- CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA RESISTIVO PURO..-
Considerando un circuito como el de la
figura, y analizando por Ley de Kirchhoff se
tiene que v-vR = 0.
Por ende:
Donde:
vR es la caída de tensión instantánea en la resistencia, por lo tanto
la corriente instantánea será:
Donde
Imáx. es la corriente máxima.
Como iR y vR varían según sen [wt] alcanzan sus valores máximos
al mismo tiempo, por lo tanto se dice que están en fase como se
observa en la imagen a). En el diagrama de fasores vemos que los
extremos de las flechas corresponden a los valores de tensión y
corriente máximas que desplazados sobre el eje vertical nos dan
los valores de la tensión y corrientes en la resistencia, ver imagen
b).
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2.- CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA INDUCTIVO PURO.
Ahora tenemos un circuito compuesto solo
por un inductor conectado a los terminales
del generador de corriente alterna, como se
observa en la figura. Sabiendo que la fem
inducida en la bobina es Ldi/dt, la ecuación
de Kirchhoff en este circuito nos queda:
Considerando a v como Vmáx sen [wt] y reescribiendo la fórmula
obtenemos:
Integrando esta expresión se obtiene la corriente como una
función del tiempo (los límites de integración se ignoran ya que
dependen de las condiciones iniciales, las cuales no son
importantes en esta situación)
Reemplazamos cos[wt] por su igualdad trigonométrica -sen[wt -
p/2] expresando la ecuación de la corriente como:
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3.- CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA CAPACITIVO PURO.
La tercera opción es considerar un circuito
donde se encuentra un capacitor conectado
a los extremos de la fuente de alimentación.
Utilizando nuevamente la Ley de Kirchhoff
nos queda que v-vC = 0, o lo que es lo
mismo:
Donde
vC es la caída de tensión instantánea en el capacitor; ya que vC =
Q/C reemplazando en la fórmula anterior obtenemos
Puesto que i = dQ/dt, la ecuación de la corriente en el capacitor es
Usando la igualdad trigonométrica cos[wt] = sen[wt + p/2]
podemos expresar una ecuación alternativa de la iC quedando
como
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EQUIPOS Y MATERIALES
01 Fuente de tensión AC monofásica
02 Multímetros digitales
01 Modulo de condensadores
01 modulo de Resistores
01 Modulo de inductancias
--- Cables para conexión
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Transformador don múltiples salidas
Multímetro
Cables de Conexión
Módulo de condensadores y módulo de inductancias
Fuente de tensión en corriente AC
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PROCEDIMIENTO
1.- CIRCUITO RC SERIE
Armando EL circuito respectivo, y aplicando una tensión de 110 V,
realizamos las siguientes mediciones correspondientes.
DATOS VALORES MEDIDOS
U
(V)
R
(Ω)
XC
( Ω)
f
(Hz)
V
(V)
UC
(V)
UR
(V)
A
(A)
220 3701829.3
660 222 216 42 0.119
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110V V
A
UR
UC
R
C
XC
R
Z
Φ
UC
UR
U
Φ
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Realizando los cálculos necesarios para obtener los valores calculados:
VALORES CALCULADOS
f
(Hz)
XC
( Ω)
Z
(Ω)
Φ
(°)
I
(A)
UR
(V)
UC
(V)
U
(V)
601829.3
61866.4 78.57 0.119 44.03
217.3
40.119
Operaciones
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2.- CIRCUITO RL SERIE
Armando eL circuito respectivo, y aplicando una tensión de 110 V,
realizamos las siguientes mediciones correspondientes.
DATOS VALORES MEDIDOS
U
(V)
R
(Ω)
XL
( Ω)
f
(Hz)
V
(V)
UL
(V)
UR
(V)
A
(A)
220 740 369.5 60 222 92.2 191.2 0.26
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110V V
A
UR
UL
R
L
XL
R
Z
Φ
UL
UR
U
Φ
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Realizando los cálculos necesarios para obtener los valores calculados:
VALORES CALCULADOS
f
(Hz)
R
(Ω)
XL
( Ω)
Z
(Ω)
Φ
(°)
I
(A)
UR
(V)
UL
(V)
U
(V)
60 740369.
5827.1 26.53 0.26 192.4 96.07
215.3
3
Operaciones
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3.- CIRCUITO RLC SERIE
Armando eL circuito respectivo, y aplicando una tensión de 110 V,
realizamos las siguientes mediciones correspondientes.
DATOS VALORES MEDIDOS
U
(V)
R
(Ω)
XL
(Ω)
XC
(Ω)
f
(Hz
)
V
(V)
UC
(V)
UL
(V)
UR
(V)
A
(A)
220 740369.
5
1829.
460 222 240 42 94
0.13
1
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XL - XC
R
Z
Φ
UL - Uc
UR
U
Φ
R
220V V
A
UR
UL L
UC C
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Realizando los cálculos necesarios para obtener los valores calculados:
VALORES CALCULADOS
f
(Hz)
R
(Ω)
XL
( Ω)
XC
( Ω)
Z
(Ω)
Φ
(°)
I
(A)
UR
(V)
UL
(V)
UC
(V)
U
(V)
60 740369.
51829.4
1639.
763.1
0.1
3
96.9
4
48.
4245 219.3
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Observaciones
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Conclusiones
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