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Universidad Mayor de San Simón Facultad de Ciencias y Tecnología Ingeniería Eléctrica – 5° Semestre Laboratorio de Medidas eléctricas
MEDIDA DE IMPEDANCIA: METODO DE LOS TRES VOLTIMETROS I OBJETIVOS * Establecer el método de los tres voltímetros para determinar la impedancia de una
carga * Determinar la impedancia de una carga por el método de los tres voltímetros * Calcular la potencia (aparente, activa, reactiva y factor de potencia) y efectuar el triángulo de potencias en una impedancia II FUNDAMENTO TEORICO 1. Medida de impedancias por el método de los tres voltímetros
Esencialmente consiste en conectar una impedancia Z de carga desconocida, en serie con una resistencia patrón R de valor conocida, y medir las tres tensiones que circulan por el circuito, es decir: a) la tensión que circula por la impedancia Z b) la tensión que circula por la resistencia patrón R c) la tensión total Con los valores de las tres tensiones, se calcula la parte real de la impedancia (resistencia) y la parte imaginaria (reactancia) 2. Calculo de potencia en una impedancia
Una impedancia tiene potencia activa y potencia reactiva: La potencia activa está presente en la resistencia y se calcula como: P = V I cos β [W] Las bobinas solo presentan una potencia reactiva y no así una potencia activa, por lo cual la expresión para calcular la potencia reactiva es la siguiente: Q = V I sen β [V.A.R]
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Donde β es en ángulo de desfase entre la tensión y la corriente 3. Triángulo de potencias
III. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 1. MATERIALES UTILIZADOS
* 3 voltímetros * Fuente variable de corriente alterna 230[V], 1.6 [A] * Una resistencia patrón: R=45[] * Inductores: 1[H] y 0.5 [H] * Conectores 2. DIAGRAMA DE CONEXIONADO
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3.1 tabla de registro de medidas
Resistencia patrón V1[V]
L=1[H] R1=46.5[Ω] Carga V2[V]
Fuente V3[V]
6 14 21
50 100 150
51 102 153
Resistencia patrón V1[V]
L=0.5[H] R1=46.5[Ω] Carga V2[V]
Fuente V3[V]
14 28 42
50 100 150
53 105 156
IV. CUESTIONARIO 1. Determinar analíticamente la resistencia “R”, la reactancia “X”, la impedancia “Z”, el factor de potencia “cos” y la inductancia “L”.
Las expresiones aproximadas que se obtienen del esquema considerando que los voltímetros se comportan de manera ideal son las siguientes:
Despejando de las tres ecuaciones R y X se obtiene:
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Z = √ 2 + 2 Cosβ = f.p L =X/ (2πf), donde f=50[Hz]
2. Calcular la resistencia “R”, la reactancia “X”, la impedancia “Z”, el Factor de potencia y la inductancia “L” V1[V]
