Teoría De Circuitos

OBJETIVO

Realizar mediciones de tensión y corriente alterna en circuito eléctrico trifásico.

ALCANCE

Es aplicable a las experiencias de circuitos eléctricos excitados con corriente alterna trifásica en estrella o triángulo.

3. DEFINICIONES Y ABREVIATURAS

Nombre Cantidad Básica Abreviatura

Corriente Eléctrica ( I ) A

mA Ampere

mili Ampere

Tensión ( U ) V Voltio

Resistencia Eléctrica ( R ) Ω

k Ω ohm

Kilo Ohms

Potencia Activa (P) W Watt

Potencia Aparente (S) VA Volt-Ampere

Potencia Reactiva (Q) VAR Volt-Ampere-Reactivo

GENERALIDADES

Los generadores trifásicos contienen tres fuentes sinusoidales del tensión de igual frecuencia pero desfasadas 120º unas con otras. Esto se realiza situando tres bobinas separadas 120º eléctricos en un mismo rotor. Normalmente, las amplitudes de las tres fases son también iguales. En este caso se dice que el generador está equilibrado. En la figura 1, las tres bobinas están igualmente distribuidas alrededor de la circunferencia del rotor, es decir, las bobinas están desplazadas unas de otras en 120º mecánicos. Los terminales de las bobinas y los anillos rasantes no se han representado; sin embargo, es evidente que al girar en el sentido contrario a las agujas del reloj que los laterales A, B y C de las bobinas pasen bajo los polos en el orden A-B-C-A-B-C, la polaridad de la tensión se invierte en cada cambio de polo. Suponiendo que la forma del polo y la correspondiente densidad de flujo magnético son tales que la tensión inducida son sinusoidales, el resultado en las tres bobinas es el que se ha representado en la figura 3. La tensión B está 120º eléctricos retrasada respecto a la de A, y la de C 240º. Esta distribución se conoce como secuencia ABC o directa. Cambiando el sentido de giro se obtendría A-C-B-A-C-B , que se denomina secuencia ACB o inversa. Las tensiones equilibradas de la secuencia ABC, en los dominios fasorial y temporal, se citan en (1) y (2), respectivamente, El diagrama fasorial de las tensiones se ha representado en la figura 2.

V_an=(V_p √2 )cos⁡(ωt)

V_an= V_P<0º

"V" _"bn" "=" ("V" _"P" √("2" )) "cos(" ⁡〖"" t-120º)〗

V_bn=V_p< -120º

〖V_cn=(V_p〗_ √2 ) 〖cos(〗⁡〖"" t-240º)〗

V_cn= V_p < -240º

En la figura 3. Se indica la secuencia ABC, la secuencia es el orden en que se generan las tensiones

Marco Teórico

5. REALIZACIÓN (DESARROLLO)

EQUIPOS Y MATERIALES

Bastidor de ensayo AEG o Edibón PME 101.

Lámpara incandescente.

Conectores, cables.

Multimetro digital (Marca: Digital Multimeter. Modelo: DT920SA. Nº de Serie: 809161785).

Amperímetro digital

Pinza amperométrica digital(Kyoritsu M68 A / ~ 300 V .Modelo: 2007 A

No 0152561)

Preparativos

Seleccionar los instrumentos adecuados para medición de las tensiones, corrientes y potencias eléctricas y resistencias.

Verificar el estado y funcionamiento de los instrumentos.

Seleccionar los rangos de lectura de los instrumentos de acuerdo a los cálculos matemáticos previos al desarrollo de la experiencia.

No conectar a la fuente de alimentación sin la aprobación del laboratorista encargado.

Proceso de la experiencia

Montar el circuito eléctrico conexión estrella equilibrado de la figura 4.

Energizar el circuito.

Medir tensiones y corrientes de línea y fase y registrar los resultados en las tablas correspondientes.

Montar el circuito eléctrico conexión estrella desequilibrado con neutro de la figura 5.

Energizar el circuito.

Medir tensiones y corrientes de línea y de fase, y registrar los resultados en las tablas correspondientes.

Montar el circuito eléctrico conexión estrella desequilibrado de la figura 6.

Energizar el circuito.

Medir tensiones y corrientes de línea y de fase, y registrar los resultados en las tablas correspondientes.

Montar el circuito eléctrico conexión triángulo equilibrado de la figura 7.

Energizar el circuito.

Medir tensiones y corrientes de línea y de fase, y registrar los resultados en las tablas correspondientes.

Montar el circuito eléctrico conexión triángulo desequilibrado de la figura 8.

Energizar el circuito.

Medir tensiones y corrientes de línea y de fase, y registrar los resultados en las tablas correspondientes.

Registro de los resultados

Completamos la tabla de acuerdo a las lecturas realizadas para el circuito eléctrico de la figura 4

IR (A) IS (A) IT (A) IN (A)

0,90 0,96 0,83 0,13

VRS (V) VST (V) VTR (V) VRN (V) VSN (V) VTN (V)

405 404 403 233 232 225

Obs.: Las mediciones de las corrientes fueron hechas con una pinza amperométrica, para mejorar la calidad de la medición, hemos dado 3 vueltas el conductor alrededor de la abertura de la pinza, por tanto los valores en la tabla son el resultado de dividir entre tres las mediciones obtenidas. Además, los valores de tensiones expuestas fueron realizados con el voltímetro.

Escalas utilizadas:

Para la medición de la corriente: 400 A

Para la medición de la tensión: 750 V

Justificación de los resultados.

-Tenemos que la potencia total del circuito es de 600 W.

PT = 600 W

-Tomaremos la tención de línea teórica la promedio entre las tres mediciones realizadas:

VL = (405 + 404 + 403) / 3 = 404 (V)

-Luego tenemos que:

P_T=√3 〖*V〗_L*I_L cos⁡()….(1)

donde:

IL…. corriente de línea, la cual es igual a la corriente de fase por que el circuito eléctrico está conectado en estrella.

cos⁡()….es igual a 1 (uno) por ser el circuito puramente resistivo.

VF…..Tensión de fase

V_(F )=V_L/√3……(2)

-Hallamos la corriente de línea teórica de la ecuación (1) y la tensión de fase teórica de (2) lo registramos en una tabla y calculamos el error relativo porcentual en valor absoluto mediante siguiente fórmula:

E % = (Valor Teórico – Valor Medido) * 100 / Valor Teórico

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