P.P. P.P. Ingeniería Mecánica, Mecánica Eléctrica y Mecatronica ________________________________________________________________ ________________________________ ___________________________________________________ ___________________
UNIVERSIDAD CATÓLICA CATÓLICA DE SANTA MARÍA FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍAS FÍSICAS Y FORMALES P.P . INGENIERIA MECANICA MECANI CA ELECTRICA Y MECATRONICA
SESION 05: MEDIDA DE LA RESISTENCIA, REACTANCIA INDUCTIVA, CAPACITIVA CAPACITIVA E IMPEDANCIA- PARTE PARTE 2 I.
OBJETIVO: Analizar y verificar en forma experimental la relación entre la tensión y la intensidad de corriente en un circuito eléctrico R-L-C serie, R-L, R-C, y un circuito R-L-C, serie a partir de l os datos tomados en el laboratorio
1
MARCO TEÓRICO: Resistencia Es aquel elemento de un circuito eléctrico que se opone al paso de la corriente continua y alterna Reactancia Inductiva Es aquel elemento de un circuito eléctrico que se opone al paso de la corriente alterna, y es directamente proporcional al valor de la inductancia y de la frecuencia de la red a la que esta conectado dic!o elemento "L # $ f L % &!mios' Reactancia Capacitiva Es aquel elemento de un circuito eléctrico que se opone al paso de la corriente alterna, y es inversamente proporcional al valor de su capacidad y de la frecuencia de la red a la que esta conectado dic!o elemento
1 X C C (Ohmios) (Ohmios) ! C Impedancia Es aquel elemento de un circuito eléctrico que esta compuesto del valor de la resistencia, reactancia inductiva y capacitiva
" # $
%$ ! $
( $ ' $ ! C
%Ohmios'
Cr eat ePDFfi l eswi t h ou tt h i sme s sa geb ypu r c ha s i n gn ov a PDFp r i nt e r( ht t p: / / www. no vapdf . c o m) P.P. Ingeniería Mecánica, Mecánica Eléctrica y Mecatronica ___________________________________________________________________________________
$ !$ % %g (
( ' $ ! C
#
(ra&ianes)
La impedancia experimental considerando ideal la inductancia, por lo tanto se puede determinar a partir de los valores de la tensión y de la intensidad de corriente tomados en el laboratorio (experimentales):
R
)R *L
%&!mios'
,
"L
)L *L
%&!mios' " C ,
)C *C
' arctg ((X$ Xc)# III.
ELEMENTOS A UTILIZAR
( autotransformador variable +-$+ ) .amp
+$ inductancias de diferente valor
+/ condensadores
( resistencia variable +-(0+ &!mios %R'
+ mult1metros di2itales
IV. PROCEDIMIENTO EPERIMENTAL a Armar el circuito tal como se muestra en las fi2ura ad3unta, calibrar el valor de la resistencia en una ran2o de (0+ o!mios !asta $+ o!mios, y cada inductancia combinarla con cada condensador, obtener un 3ue2o de (+ lecturas para diferentes valores de R, L y C 4ara calibrar la tensión en la salida del )ariac tener en cuenta los valores m5ximos admisibles de corriente %menor de ( A'6
*ig+ra -1
%&!mios'
Re2istrar los si2uientes datos6
VT
A
VR
VL
VC
C
L
! "#$%!#& L
R
50
67
6.6
51
5.7
30
2.04
1
50.3 50.4 50.4 50.3 49.9 50.1 50 50.2 50.1
65.7 70.6 67.7 75.2 208 180.7 192.5 167.9 228
4.6 4 3 6.4 21.3 20.1 23.4 21.9 13
49.1 54.9 51.3 60.9 48.6 41 44.4 37.2 19.5
2.4 8.9 3.4 19.5 54.1 9.4 24.5 6.2 19.5
70 20 50 10 10 50 20 70 30
2.04 2.04 2.04 2.04 0.61 0.61 0.61 0.61 0.61
1 1 1 1 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6
R%' C% 85.07 98.5 36.53 70.2 56.66 126.06 50.22 44.31 259.3 85.11 260.1 102.4 52.02 111.23 121.56 127.27 36.93 136.43 85.53 57.02
C$ 88.42 37.89 132.63 53.05 265.26 265.26 53.05 132.65 37.89 88.42
L% 761.19 747.34 777.62 757.75 809.84 233.65 226.89 230.65 37.89 88.42
L$ 770.748 770.748 770.748 770.748 770.748 230.62 230.62 230.62 230.62 230.62
Z$% 689.54 736.46 640.3 719.22 512.9 106.11 209.89 156.56 233.09 154.73
Z%' 683.4 714.35 654.11 708.98 552.23 106.78 207.77 160.34 226.63 165.3
V
te
e
81.7 84.33 84.63 86.28 80.25 -19.05 57.78 38.75 55.78 66.78
CUESTIONARIO:
1. 7ibu3e el dia2rama fasorial para el circuito de la fi2ura ( %El dia2rama para cada uno de los valores
tomados del circuito' 2. 89ué es el factor de potencia:
;e define de potencia f,d,p, de un circulo de corriente alterna, como la relación entre potencia activa, p y la potencia aparent,;, 7a una medida de la capacidad de una car2a de absorver potencia activa 4or esta razón f,d,p#( en car2as puramente resistivas< y en el elemento inductivos y capacitivos ideales sin resistenciafdp#+ 3. 84or qué es importante tener un factor de potencia cercano a la unidad:
Para comprender la importancia del factor de potencia se van a considerar dos receptores con la misma potencia, 1000W, conectados a la misma tensin de 230!, pero el primero con "n f.d.p. alto # el se$"ndo con "no %a&o .
•
Primer receptor
•
'e$"ndo receptor
(ote&ando am%os res"ltados, se o%tienen las si$"ientes concl"siones) •
•
*n f.d.p. %a&o comparado con otro alto, ori$ina, para "na misma potencia, "na ma#or demanda de corriente, lo +"e implica la necesidad de "tiliar ca%les de ma#or seccin. a potencia aparente es tanto ma#or c"anto ms %a&o sea el f.d.p., lo +"e ori$ina "na ma#or dimensin de los $eneradores.
4. =alle los valores teóricos de las resistencias, las reactancias e impedancias para cada una de las
tablas >ablas 5. =alle los valores experimentales de las resistencias, las reactancias e impedancias para cada una
de las tablas >ablas 6. Explique cómo se !alla el valor experimental de una impedancia
La impedancia se !alla realizandoun pita2oras entre la resistencia que es la parte real de la impedancia y la reactancia ya sea inductiva o capacitiva La resistencia se obtiene dividiendo el el volta3e en la resistencia entre la corriente La reactancia se obtiene dividiendo el volta3e en el capacitor o en el inductor entre la corriente 7e a!1 podemos obtener el valor de la impedancia asi como an2ulo 7. Explique cómo se !alla el valor experimental de una resistencia
El valor experimental de la resistencia se obtiene al medir mediante un voltimetro la ca1da de volta3e en la resistencia y también midiendo su corriente La resistencia es el resultado del volta3e entre la corriente 8. Explique cómo se !alla el valor experimental de una reactancia capacitiva
El valor experimental de la reactancia capacitiva se obtiene al medir mediante un mult1metro la ca1da de volta3e que pasa por el capacitor y al medir la corriente del circuito, la reactancia del capacitor se obtiene de la división de este volta3e con la resistencia 9. Explique cómo se !alla el valor experimental de una reactancia inductiva
El valor experimental de la reactancia inductiva se obtiene al medir mediante un mult1metro de la ca1da de volta3e que pasa por e l inductor y al medir la corriente del cicuito Al dividir este volta3e y la corriente se obtiene la impedancia en el inductor La reactancia inductiva resulta de un pita2oras con la resistencia interna y la impedancia en el inductor donde este es la !ipotenusa 10. Encuentre el error absoluto y relativo de los valores de las resistencias, reactancias y de las
impedancias teóricas y experimentales de cada circuito
Rteo
Rexp
99.5 72.8 60 46.7 86.9 100.3 111.9 122.1 131.1 61
Eabs
98.5 70.2 56.66 44.31 85.11 102.4 111.23 121.56 136.43 57.02
1 2.6 3.34 2.39 1.79 -2.1 0.67 0.54 -5.33 3.98
Xcteo Xcexp Eabs 85.07 88.42 36.53 37.89 126.06 132.63 50.22 53.05 259.3 265.26 260.1 265.26 52.02 53.05 127.27 132.65 36.93 37.89 85.53 88.42 Xlteo Xl 770.748 770.748 770.748 770.748 770.748 230.62 230.62 230.62 230.62 230.62
exp
761.19 747.34 777.62 757.75 809.84 233.65 226.89 230.65 221.56 240.35
Erel
1/ 4/ 6/ 5/ 2/ -2/ 1/ 0/ -4/ 7/ Erel
3.35 1.36 6.57 2.83 5.96 5.16 1.03 5.38 0.96 2.89
Eabs
4/ 4/ 5/ 6/ 2/ 2/ 2/ 4/ 3/ 3/ Erel
9.558 23.408 -6.872 12.998 -39.092 -3.03 3.73 -0.03 9.06 -9.73
a%s rel Zteo ep 683.4 6.14 689.54 714.35 22.11 736.46 654.11 -13.81 640.3 708.98 10.24 719.22 552.23 -39.33 512.9 106.78 -0.67 106.11 207.77 2.12 209.89 160.34 -3.78 156.56 226.63 6.46 233.09 165.3 -10.57 154.73
1/ 3/ -1/ 2/ -5/ -1/ 2/ 0/ 4/ -4/
1/ 3/ -2/ 1/ -7/ -1/ 1/ -2/ 3/ -6/
VI.
OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES: .;e debe comprobar el circuito, antes de ener2izarlo 4ara comenzar a tratar la ener21a alterna es necesario conocer las limitaciones que tienen los elementos de circuito como la intensidad de corriente m5xima El estado de los cables debe ser verificado cada vez que se !aya a montar un circuito, porque en la practica observamos como uno fallaba por el des2aste ;e obtiene un error debido a que la medición directo no siempre es totalmente exacta y que los valores nominales de las resistencias no son los mismosque los practicos por lo 2eneral Los valores teóricos siempre varian respecto a l os practicos
VII
BIBLIOGRAFIA: •
• •
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• •
ttp)lcr."ns.ed".arelectronicae#ala%sa%oratorio /202.pdf ttp)es.iipedia.or$iieactancia ttp).todoepertos.comcate$oriasciencias-ein$enieriain$enieriaelectricaresp"estas2376313reactancia-ind"tiva ttp)."nicrom.comt"tcomomedirimpedanciaac. asp ttp)es.iipedia.or$iiesistenciael/(3/9ctrica ttp)e%s."m.es$re$omca%'::mom;"ion.pdf
