Laboratorio

Objetivo

Estudiar el comportamineto del inductor en los circuitos de C.A.

Familiarizarse con el concepto de potencia ractiva inductiva.

Exposicion

Con frecuencia, los inductores reciven el nombre de reactores o bobinas, por lo cual, de aquí en adelante se usaran indistintamente los tres terminos. Las bobinas electricas son, basicamente, inductancias diseñadas para el producir un capo magnetico. Hasta cierto punto, toda la industria gira alrededor de bobinas electricas. Estas boninas se encuentran en motores, generadores, relevadores y muchos otros dispositivos electricos.

Inductancia es aquella propiedad de un circuito electrico que se opone a un cambio en la corriente la inductancia se mide en Henrys (H)

Cuando una corriente pasa por una bobina, se crea un campo magnetico que contiene energia. Al aumentar ka corriente, la energia contenida en el aumenta tambien. En cambio, cuando la corriente disminuye, la energia contenida se libera y disminuye a cero cuando la corriente tambien se reduce a cero.

Esta situacion es analoga, a lo que sucede con un capacitor, excepto que en este ultimo, el voltaje es el que determina la cantidad de energia almacenada, en tanto que el inductor, se trata de la corriente.

Por ejemplo sea la bobina ilustrada en el circuito de la figura 1-1. La fuente de enerfua de ca hara que fluya una corrriente alterna en la bobina y dicha corriente aumenta, disminuye y cambia de polaridad en forma continua.

Por lo tanto, la bobina recibe energia de la fuente y luego la devuelve a la misma, dependiendo de si la corriente aumenta o disminuye. En un circuito de ca, la energia fluye en un sentido y en otro, entre la bonina y la fuente de alimentacion, sin hacer nada util.

El vatimetro dara una lectura cero para la misma razon que se cito cuando la carga era un capacitor en consecuencia, una bobina ideal (perfecta) no necesitara ninguna potencia real. De ahí que la potencia real correspondiente a un inductor es cero. No obstante, se tiene una caida de coltaje en la bobina y la corriente fluira por el circuito. El producto de los dos determinara la potencia aparente.

La corriente tiene un atraso de 90° electricos en relacion al voltaje. En el caso singular en que esto suceda, la potencia aparente ExI se denominara tambien potencia reactiva (var).

Para distinguir entre el valor (-) var relacionado con un capacitor, y el que se tiene en un inductor, el valor var inductivo lleva signo (+).

La reactancia inductiva es la resistencia ofrecida al flujo de una corriente alterna, debido a la presencia de una inductancia en el circuito. La reactancia se mide en ohms y es igual a la relacion de E/I (figura 1-1).

La reactancia depende tambien de la frecuencia y de la inductancia en henrys, y se puede expresar matematicamente como sigue:

X_L=2πfL (1)

En donde:

X_L= reactancia inductiva en ohms

L= inductancia en henrys

f= frecuencia en ciclos por segundo (Hz)

2π= 6.28

El valor de la inductancia se puede obtener de la ecuacion (1):

L=X_L/2πf (2)

Cuando se tienen dos o mas inductores conectados en serie, la inductancia total es la suma de la incdutancias individuales.

L_T=L_1+L_2+L_3+...+L_n (3)

Cuando dos o mas inductores se conectan en paralelo, la inductancia total se determina mediante:

1/L_T =1/L_1 +1/L_2 +1/L_3 +...+1/L_n (4)

Cuando solo son dos los inductores conectados en paralelo:

L_T=(L_1 L_2)/(L_1+L_2 ) (5)

Aunque una bobina perfecta no necesitara ninguna potencia real de una fuente ca, en la practica, todas las bobinas disipan cierta cantidad de potencia real, por lo cual el vatimetro dara una lectura diferente de cero. Esto se debe a que la bobina siempre tiene resistencia y, por lo tanto, hay perdidas por I^2 R, ademas los nucleos de hierro, lo cual significa mas potencia real.

Instumentos

Modulo de fuente energia (0-120)V cd EMS 8821

Modulo de inductancia EMS 8321

Modulo de medicion de CA (2.5A) EMS 8425

Modulo de medicion de CA (250V EMS 8426

Modulo de medicion monofasico (750W) EMS 8931

Cables de conexión EMS 8941

Procedimiento

1. Examina la estructura del modulo de inductancia EMS 8321, fijandose particularmente en los inductores, los interruptores articulados, las terminales de conexión y el alambrado.

2. Observe que el modulo tiene tres secciones identicas, cada una de las cuales se compone de tres inductores con valores de 3.2H, 1.6H y 0.8H. La reactancia y los valores de corriente alterna (60Hz) de cada inductor, estan marcados en la caratula del modulo.

3. Si se cierran los interruptores artuculados correspondientes, cualesquiera dos inductores o todos los tres se pueden conectar en paralelo. Los valores son 1.07H, 0.64H, 0.53H y 0.46H. Estos valores de inductancia se pueden reducir todavia mas conectando en paralelo las secciones.

4. Recordara que cuando la inductancia se reduce a la mitad, la reactancia disminuye en la misma proporcion. Por lo tanto, si se selecciona

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