6Guía N°6 MAGNETISMO.docx

Laboratorio de Electricidad y Electrónica Automotriz

ELECTRICIDAD LABORATORIO N6 MAGNETISMO

Nombre del Alumno: Quispe Ranilla Jose Carlos Umasi Olarte Hubert Quispe Flores Jose Luis Fecha de entrega:

_____/____/______ _____/____/______ Hora:_________ Ciclo:___III___ Grupo:___1__

NOTA: OBJETIVOS: 1. El alumno conocerá los fundamentos fundamentos del electromagnetismo. electromagnetismo. 2. El alumno aplicará las leyes que permitan permitan calcular y explicar explicar comportamientos en los parámetros de un circuito magnético. 3. El alumno realizara mediciones mediciones con con equipos equipos


1. IMPLEMENTOS DE SEGURIDAD

2. HERRAMIENTAS Y EQUIPOS - Multimetros - Módulo Lucas Nulle

- Componentes eléctricos y electromagnéticos

3. MATERIALES - Trapo.

4. ANÁLISIS DE RIESGOS (PELIGROS POTENCIALES) 4.1 Seguridad

RIESGO Cortes

Cortocircuitos

DESCRIPCIÓN DEL PELIGRO Los alumnos que realizan trabajos con herramientas cortantes (Alicates, cuchillas, etc.) deben de tener cuidado, para evitar daños personales. Los alumnos que realizan trabajos con componentes eléctricos, no deberán conectar inadecuadamente los esquemas eléctricos.

Los alumnos que realizan trabajos de equipos, deberán tener cuidado Agentes que pueden dañar los con el empleo correcto de los instrumentos de medición. instrumentos de comprobación.

4.2 Medio Ambiente Todos los residuos de instalaciones eléctricas deben ser depositados en el deposito metálico de color ……………. y los trapos en el deposito de color ……………..

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5. TAREAS A DESARROLLARSE EN EL LABORATORIO: INSTRUCCIONES DE TRABAJO. Trabajar en forma ordenada Nunca juntar instrumentos de comprobación y medición con otras herramientas

AUTOINDUCCION DE UNA BOBINA

Introducción: En los circuitos de corriente alterna la ley de Inducción tiene la forma: ui = - N dT/dt Objetivos: -

Determinar la inducción magnética de una bobina.

-

Variar y representar los parámetros (U;I,etc).

Tareas: -

Inducir una tensión eléctrica en una bobina cuando se vería el campo magnético en función del tiempo.

-

-

Determinar el valor de la tensión inducida (de la corriente) en función de: o

El número de espiras y de la longitud efectiva del conductor,

o

De la densidad del flujo,

o

De la velocidad con que el campo magnético se mueve respecto a la bobina.

Observar el sentido de la tensión inducida (de la corriente) en función de la dirección de movimiento o de la polaridad del imán.

Montaje del ensayo:

Aparatos y componentes: 1 Bobina con núcleo E de 70 mH 1 Bobina con núcleo E de 140 mH 2 Imanes permanentes de 15 mm El equipo de accesorios está compuesto por: 3


1 Multímetro digital 1 Fuente de alimentación universal con generador de funciones integrado 1 Placa universal 1 Juego de cables de conexión 40 Conectores puente de 2mm/7.5mm Hojas de trabajo – Resultados de la medición

1. Monte el circuito tal como se muestra en el montaje del ensayo. 2. Con el imán permanente explore las superficies polares de la bobina (1700 espiras). Luego repita el procedimiento con la bobina de 850 espiras. SE GERNERA UNA CORRIENTE AUNQUE EL MODULO ESTE APGADO PERO ES UNA CORRINET EALTERNA Cuando las superficies polares de la bobina son exploradas con el imán permanente _____ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ______________________________________________________ La tensión inducida es ____0.1uA ___________________________________________________ es el número de espiras ____----------------__________________________________________ 3. Repita el procedimiento como se describió en el punto 2 pero ahora hágalo con 2 imanes permanentes.

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La tensión inducida es _________0.2u______________________________________________ es la densidad de flujo magnético B. 4. Desplace el imán permanente a lo largo de las superficies de la bobina con diferentes velocidades, ¿Qué observa? Que la corriente varia conforme varia la velocidad y la distancia. La tensión inducida es ____________________________________________________es la ________________________________________________________________________ del imán permanente a lo largo de la bobina. 5. Desplace el imán permanente en a. El sentido contrario. b. Con el otro polo.

a lo largo de la bobina, ¿Qué observa? El sentido de la tensión inducida _______ cambia de sentido a negativo ________________________________________ __________________________________________________________________________ La tensión inducida depende: ___ de la distancia que tenga el iman con la bobina ya que mientras mas lejos este hay mas inductancia del aire ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________ EL PRINCIPIO DEL TRANSFORMADOR

Introducción: En circuito abierto, el transformador capta sólo la corriente de magnetización I u. La corriente Iu es pequeña debido a la alta impedancia; como cuya componente activa es pequeña es necesario conectar una resistencia en serie cuando se aplica una tensión continua. Según la ley de Inducción sólo se puede inducir una tensión en la bobina secundaria si se varía el flujo magnético en ella y por lo tanto el flujo de corriente es el circuito primario. 5


U2= ΔΦ/Δt El cociente entre el número de espiras de la bobina primaria y secundaria se define con ü. EN el caso de un transformador ideal se cumple: Ü=N1/N2 = U1/U2 = I1/I2 La eficiencia η se define a partir del cociente entre la potencia entregada y la potencia suministrada: Η=P2/P1 = U2 I2/ U1 I1

La eficiencia disminuye rápidamente en transformadores pequeños que tengan menos de 100 VA, por encima de este valor se tienen buenos resultados, como por ejemplo en el caso de transformadores de 100 MVA las pérdidas devienen en solo un 0.4%. Objetivos: -

Medir la corriente del lado primario y lado secundario.

-

Medir la potencia del primario y secundario.

-

Calcular la eficiencia.

Tareas: Verificar que solo con una variación de la corriente en el devanado del primario se induce una tensión en el lado secundario. Verificar que en circuito abierto el transformador capta la corriente de magnetización I u. Explicar la dependencia de la relación de tensiones respecto a l a relación del número de espiras. Determinar la dependencia de la relación de corrientes respecto a la relación del número de espiras. Verificar la dependencia de la carga respecto: A la corriente del primario y secundario. A la potencia del primario y secundario. A la eficiencia Montaje del ensayo: Transformador conectado a una tensión continua. Circuito 1:

Transformador conectado a una tensión alterna. Circuito 2:

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Circuito 3:

Aparatos y componentes: 2 resistencias de 100 ohm 2W 1 resistencia de 470 ohm 2W 1 resistencia de 1 Kohm 1W 1 resistencia de 2.2 Kohm 1W 1 resistencia de 4,7 Kohm 1W Un interruptor UM monopolar 1 transformador El equipo de accesorios está compuesto por: 1 Multímetro digital 1 Fuente de alimentación universal con generador de funciones integrado. 1 placa universal 1 juego de cables de conexión 40 conectores puente de 2mm/7.5mm Hojas de trabajo:

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Tarea 1

1. Monte el circuito 1 tal como se muestra en el montaje del ensayo. 2. Mida la corriente en el devanado primario y secundario. I1 = ____4.85mA __________________ I2 = ______130.6uA________________

Tarea 2

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1. Monte el circuito 2 tal como se muestra en el montaje del ensayo.

2. Mida U1pp, I1pp, U2pp, I2 para las bobinas en el devanado primario y secundario, así como para varias resistencias de carga. De sus mediciones calcule: El valor efectivo

U1(2) = Upp1(2)/2.√ 2

Las potencias

P1(2) = U1(2). I1(2)

La eficiencia

η = P2/P1

Anote los valores medidos y calculados en la tabla1. Tabla 1: Upp1

U1

I1

P1

N1

RL (Ω)

N2

(V)

(V)

(mA)

(mW)

1

17

6.003

10.77

1600

α

1050

2

17

6.003

10.77

1600

4700

1050

10.4

0.73

3

17

6.003

10.77

1600

2200

1050

10.4

1.53

4

17

6.003

10.77

1600

1000

1050

10

3.34

5

17

6.003

10.77

1600

330

1050

10

9.37

6

17

6.003

10.77

1600

200

1050

7

17

6.003

10.77

1600

100

1050

13.8

228uA

9

Upp2

U2

I2

P2

(V)

(V)

(mA)

(mW)

η (%)


Evalúe el ensayo: a) Si en el devanado primario del transformador se aplica una tensión continua, entonces : ____________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________

b) De la tabla 1 se puede reconocer que: Sin carga, en el lado primario fluye _____________________________________________ __________________________________________________________________________

c)

Si se compara las tensiones del primario y del secundario con los números de espiras respectivos, se puede reconocer que: existe una proporcionalidad entre el cociente de las tensiones y el cociente de ____________________________________________________ __________________________________________________________________________

Considerando las pérdidas: U1 / U2 = ____________________________ d) El comportamiento de la corriente es ___________________________________________ __________________________________________________________________________ I1 / I2 = ____________________________ La corriente primaria aumenta con ____________________________________________ __________________________________________________________________________

e) En un transformador ideal la potencia del primario con el secundario concuerdan. La potencia del primario ( o del secundario) se calcula de: P2 = _______________________________________________

De aquí se calcula la eficiencia: η = ________________________________________________

Según las mediciones, la eficiencia del transformador de prueba tiene un valor entre _______________ y _________________

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Tarea 3: 1. Monte el circuito 3 tal como se muestra en el montaje del ensayo. 2. Mida las tensiones U 1 y U2 para diferentes combinaciones de bobinas. Anote los valores medidos y calculados en la tabla 2. Tabla 2: U1 (V)

U2 (V)

N1

6.4

6.003

3.434

N2

U1/U2

N1/N2

CONEXIÓN CON RELÉ

Introducción: Conexión básica:

Cuando el interruptor S está abierto el relé K noes excita. En el punto de medición A no hay tensión (potencial L). El contacto del relé K permanece cerrado y la lámpara L ilumina. En la salida Q hay tensión (potencial H). Si el interruptor S está cerrado el relé se excita y el punto A tiene un potencial H. El contacto de relé K se abre, la lámpara está apagada, y la salida Q tiene un potencial L. La tabla de verdad que resulta es la siguiente: Tabla de verdad:

Símbolo 11


A

Q

0

1

1

0

Objetivos del ensayo: -

Explicar el funcionamiento de un relé.

-

Diseñar el circuito simple de un relé

-

Comparar su función con los elementos digitales.

Tareas: -

Montar una función NOT (no) con relé.

-

Hacer una tabla de verdad para los parámetros de entrada y salida.

-

Deducir la ecuación lógica.

Montaje del ensayo:

Aparatos y componentes: 1 interruptor UM monopolar 2 Lámparas de 15V 1 Relé de 15V El equipo de accesorios está compuesto por: 1 Multímetro digital 1 Fuente de alimentación universal con generador de funciones integrado. 1 placa universal 1 juego de cables de conexión 40 conectores puente de 2mm/7.5mm

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Hoja de trabajo: Tarea 1: 1. Monte el circuito tal como se muestra en el montaje del ensayo. 2. ¿Qué lámpara o lámparas iluminan o no iluminan cuando el interruptor S A está abierto? La lámpara LA ______es la que esta apagada _ La lámpara LQ __________es la que esta prendidad

3. Cierre el interruptor S A. ¿Qué lámpara o lámparas iluminan o no iluminan? ¿Por qué? Describa la función del circuito. ___la lámpara LQ se apaga y la lámpara LA se prende porque al apretar a el interruptor el rele se energiza y su imterruptor se habre cerrando el paso de energía la lámpara LQ __ y aasu ves permite el paso de nergia ala lampara LA 4.Obtenga la tabla de verdad y formula la ecuación lógica. Tabla de verdad:

A

Q

0

1

1

0

Ecuación lógica: Q = _______________________________

DIFICULTADES HALLADAS DURANTE EL DESARROLLO DEL LABORATORIO: _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________

CONCLUSIONES: _____________________________________________________________________

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_____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________

OBSERVACIONES y RECOMENDACIONES: _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________

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