Laboratorio de Medidas Eléctricas

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UNIVERSIDAD DEL BIO-BIO

FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

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Informe 05

Laboratorio de Medidas Eléctricas 410134

Medición y visualización de tensión, corriente, potencias y factor de potencia en circuitos RL y RC trifásicos triangulo

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Índice de contenidos

1        Introducción        4

2        Objetivos        5

3        Marco teórico        6

4        Desarrollo Experimental        7

4.1        Circuito 1        7

4.1.1        Obtención de datos por medio de Matlab.        7

4.1.2        Obtención de datos de manera teórica.        10

4.1.3        Método de los dos Wattmetros        12

4.2        Circuito 2        14

4.2.1        Obtención de datos por medio de Matlab.        14

4.2.2        Obtención de datos de manera teórica.        16

4.2.3        Método de los dos Wattmetros.        18

5        Conclusión        20

6        Referencias        21

Índice de Figuras

Figura 1 Circuito trifásico Estrella con neutro        7

Figura 2 Angulo de desfase Voltaje Fase ‘a’ vs Corriente Línea ‘a’        8

Figura 3 Angulo de desfase Voltaje Fase ‘b’ vs Corriente Línea ‘b’        8

Figura 4 Angulo de desfase Voltaje Fase ‘c’ vs Corriente Línea ‘c’        9

Figura 5 Diagrama Fasorial Circuito RC        13

Figura 6 Circuito trifásico RL        14

Figura 7 Angulo de desfase Voltaje Fase ‘a’ vs Corriente Línea ‘a’        15

Figura 8 Angulo de desfase Voltaje Fase ‘b’ vs Corriente Línea ‘b’        15

Figura 9 Angulo de desfase Voltaje Fase ‘c’ vs Corriente Línea ‘c’        15

Figura 10 Diagrama Fasorial Circuito RL        19

1. Introducción

En este trabajo se verá la importancia de los sistemas trifásicos y las diferencias que tienen entre sí las estructuras que se han visto en ramos anteriores. Para esto se desarrollará la medición de voltaje y corriente de línea y fase, también se medirá el factor de potencia y la potencia trifásica por medios alternativos a la teoría o medición instantánea, sino que por medio de Aaron o de los 2 Wattmetros.

Estos ejercicios de medición se desarrollarán por medio de dos simuladores que tienen cierta compatibilidad al momento de realizar los cálculos, estos son Multisim (simulador de circuitos) y Matlab (calculadora de matrices), de esta manera los cálculos serán más rápidos y se ejercitará para el ámbito laboral donde quizás se necesite usar el mismo tipo de simuladores que acelerarán el proceso de trabajo.

1. Objetivos

• Aprender a identificar secuencia de fase en sistemas trifásicos.

• Aprender procedimiento para medir tensión, corriente, potencia y factor de potencia en circuitos trifásicos.

• Aprender a medir potencia trifásica con 4 conductores utilizando el método de los 2 wattmetros.

1. Marco teórico

1. Explique brevemente en que consiste el método de los 2 wattmetros.

El método de los 2 wattmetros permite usar 2 wattmetros monofásicos para medir la potencia total de una carga trifásica. implica conectar 2 wattmetros 2 de las líneas del circuito usando la línea restante como referencia para ambos. La potencia trifásica total del circuito es igual a la suma de los dos wattmetros.
Si el FP=1, la carga es resistiva y los dos wattmetros deberían indicar la misma lectura.
Si el FP>0.5, los wattmetros indicarán valores positivos a sumar si el FP=0.5, uno de los wattmetros indicará cero y el otro la potencia total.
Si el FP<0.5, uno de los wattmetros indicara valor positivo y el otro negativo.

1. Explique brevemente porque es importante conocer la secuencia de fase.

Para el caso de motores es bastante importante, para ejemplificar, la secuencia de fase en que sea conectado este, influirá en su sentido de giro. Al conectarlo incorrectamente podría causar daños en el sistema al que este motor pertenezca También es importante conocer la secuencia de fase en un sistema de generación, para poder implementar generadores en paralelo aumentando su confiabilidad y estabilidad en caso de falla.

1.  Defina un circuito trifásico y sus ventajas prácticas.

Un circuito trifásico es aquel diseñado para ser alimentado por un sistema eléctrico trifásico, este sistema consiste de tres corrientes, o fases de igual amplitud y frecuencia, pero diferente fase (de ahí su nombre). Cada una de estas fases está separada 120 grados con respecto a la anterior, de manera que las 3 fases quedarían en 0°, 120° y 240°, o 0, -120° y 120°. sus ventajas se destaca la economía, ya que permite transportar una mayor cantidad de energía sin la necesidad de invertir en un conductor de mayor sección (lo cual sería necesario si alimentamos el sistema con una sola fase).

1. Defina factor de potencia, potencia trifásica, corrientes y tensiones de fase y línea para una carga conectada en triangulo (delta).

El factor de potencia es una medida de la eficiencia o rendimiento eléctrico de un receptor o sistema eléctrico. La potencia trifásica es aquella que se puede contratar en una instalación eléctrica con tres fases y tres corrientes alternas. Esta instalación se caracteriza por dividir el número de kilovatios (kW) contratados en tres partes iguales, una para cada fase La tensión de fase, se define como la diferencia de tensión que aparece entre los bornes de una de las cargas conectadas al sistema trifásico. La tensión de línea, se define como la diferencia de tensión que aparece entre los conductores de la instalación.
Voltaje de línea= Voltaje de fase la corriente de fase, se define como la corriente que circula por una de las cargas conectadas al sistema trifásico. La corriente de línea, se define como la corriente que circula a través de los conductores de la instalación.
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1. Desarrollo Experimental

1. Circuito 1

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Figura 1 Circuito trifásico Estrella con neutro

1. Obtención de datos por medio de Matlab.

Potencia activa del sistema

Se calculó la potencia activa del sistema en Matlab con  con los datos obtenidos en Multisim.[pic 8]

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Ángulo de desfase Tensión / Corriente

Se obtuvo el ángulo de desfase con:

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Ingresando los datos obtenidos en Multisim En Matlab se graficó el ángulo de desfases de estas señales, con las cuales se obtuvieron los siguientes resultados

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Figura 2 Angulo de desfase Voltaje Fase ‘a’ vs Corriente Línea ‘a’

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Figura 3 Angulo de desfase Voltaje Fase ‘b’ vs Corriente Línea ‘b’

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Figura 4 Angulo de desfase Voltaje Fase ‘c’ vs Corriente Línea ‘c’

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Factor de potencia del sistema

Se calculó el factor de potencia en Matlab con el  entonces el factor de potencia dado es [pic 18]

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Esto demuestra bastante lógica debido a que el ángulo de la impedancia es negativo, por ende, la corriente adelanta. se atrasa, como es visible en los gráficos.

1. Obtención de datos de manera teórica.

Ya que se da como dato que el voltaje de línea es de 380[Vrms] solo falta aplicar la fórmula:

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