UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL LICENCIATURA EN INGENIERIA INDUSTRIAL LABORATORIO DE SISTEMAS ELÉCTRICOS 3.1 EXP. N° 45 EXPERIEMENTO DE LABORATORIO CIRCUITOS TRIFASICOS (EXPER.) Est. MIGUEL VALZANIA 8-927-1669 1II-121 Prof. ANGEL HERNÁNDEZ LUNES 20 DE NOVIEMBRE DEL 2017 HORA: 8:00 – 10:15 AM
INTRODUCCIÓN Un sistema polifásico está formado por dos o más tensiones iguales con diferencias diferencias de fase constantes que suministran energía a las cargas conectadas a las líneas. En un sistema de dos fases, o bifásicos, la diferencia de fase entre las tensiones e s de 90 grados, mientras que en los trifásicos dicha diferencia es de 120. Los sistemas de seis o más fases se utilizan a veces en rectificadores polifásicos para obtener una tensión rectificada poco ondulada, pero los sistemas trifásicos son comúnmente utilizados para la generación y transmisión de la energía eléctrica. Las tensiones inducidas en lastres bobinas igualmente espaciadas presentan una diferencia de fase de 120 grados, una vez que la bobina A alcance un máximo le sigue la B y después la C; en este caso se le denomina secuencia ABC, en esta secuencia los fasores giran en sentido contrario a las agujas del reloj, tomando como referencia un punto fijo. La rotación de los fasores en sentido contrario daría lugar a la secuencia CBA. Dependiendo de las conexiones de los extremos de los inductores estos darán origen a una conexión delta o estrella
ANEXO #1 RESPUESTAS Y CALCULOS A LOS PROBLEMAS 1 – 6
1. a) Conecte el circuito que se ilustra en la figura 45-1, utilizando los módulos EMS de fuente de alimentación y medición de c-a. b) Conecte la fuente de alimentación y ajuste el voltaje de línea a neutro exactamente a 120V c-a (según lo indique el voltímetro de la fuente de alimentación). c) Mida y anote cada voltaje de línea a línea.
− = 208 − − = 208 − − = 208 −
Reduzca el voltaje a cero y desconecte la fuente de alimentación. e) Calcule el valor medio del voltaje de línea. = 208+208+208 3 =208 [] 2. a) Vuelva a conectar los tres voltímetros con el fin de medir el voltaje de cada línea al neutro. b) Conecte la fuente de alimentación y ajuste el voltaje de línea a neutro exactamente a 120 V c-a. c) Mida y anote cada voltaje de línea a neutro.
= 121 − = 120 − = 115 −
d esconecte la fuente de alimentación. d) Vuelva el voltaje a cero y desconecte e) Calcule el valor medio del voltaje de línea al neutro.
= 121+120+115 3 = 118.6 118.677 [] []
3. a) Calcule la relación entre el valor medio del voltaje de línea a línea y el valor medio del voltaje de línea al neutro.
= 208 =1,75 118,67 ap roximadamente igual a la raíz cuadrada b) Considere esta relación y diga si es aproximadamente de Sí
1,73. √ 31,73
4. a) Repita el procedimiento 1 2; pero en esta ocasión mida los voltajes desde las terminales de salida fija de la fuente de alimentación.
− = 215 − − = 212 − − = 204 − = 125 − = 125 − = 114 − b) ¿Son más o menos los voltajes fijos de línea a línea y de línea al neutro? Sí trifásico el voltaje entre entre dos terminales cualesquiera? c) ¿Es monofásico o trifásico Monofásico
5. a) Conecte el circuito en estrella como se ilustra en la figura, usando los módulos EMS de Resistencias y medición de c-a. Utilice secciones de resistencias sencillas para las cargas R1, R2, R3. No conecte el neutro del módulo de resistencia al neutro de la fuente de alimentación.
b) Ajuste cada sección de resistencia a 400 ohms. c) Conecte la fuente de alimentación y ajústela a 208V c-a. d) Mida y anote los voltajes de las corrientes que pasa por las tres resistencias de cargas R1, R2, R3.
= 121 − = 121 − = 119 − = 0,3 − = 0,29 29 − = 0,3 −
de sconecte la fuente de alimentación. e) Reduzca el voltaje a cero y desconecte f) ¿Está, más o menos, bien balanceadas las corrientes y los voltajes? Sí g) Calcule el valor medio del voltaje de carga.
= 121+121+119 3 = 120.3 120.333 [] []
h) ¿Cuál es el valor medio del voltaje de línea a línea? (De acuerdo con el procedimiento 1.e):
= 208+208+208 3
= 208 − i) Calcule la relación entre el valor medio del voltaje de línea a línea y el valor medio del voltaje de carga.
= 208 =1,729 120.33 j) ¿Es esta una relación aproximadamente igual a la √ 3(1,73)? Sí k) Calcule la potencia disipada por cada resistencia de carga.
= ∗ = 121 ∗ 0,3 0,3 = 36.3 = ∗ = 121 ∗ 0,29 = 35.0 35.099 = ∗ = 119 ∗ 0,3 = 35.7 l) Calcule la potencia trifásica total . = + + = 36.3+35.09+3.7 = 107, 107,09 09 6. a) Conecte el circuito en delta, ilustrado en la figura.
b) Ajuste cada sección de resistencia a 400 ohms. c) Conecte la fuente de alimentación y ajústela a 120 V c-a, línea a línea. d) Mida y anote los voltajes y las corrientes de las tres resistencias de cada R1, R2, R3.
= 121 − = 119 −
= 115 − = 0,29 − = 0,28 − = 0,3 − e) Reduzca el voltaje a cero y desconecte la fuente de alimentación. f) ¿Esta más o menos bien balanceados los voltajes y las corrientes? Sí g) Calcule el valor medio de la corriente de carga.
= 0,29+0,28+0,3 3 =0,29 h) Desconecte los tres medidores de corriente y conéctelos en serie con las terminales de la fuente de alimentación 4, 5 y 6. Remplace los medidores de corriente que acaba de quitar con cables de conexión, como se indica en la figura. i) Conecte la fuente de alimentación a ajústela a 120 V c-a. j) Mida y anote las tres corrientes de línea.
= 0,5 − = 0,5 − = 0,5 − k) reduzca el voltaje a cero y desconecte la fuente de alimentación. l) Calcule el valor medio de la corriente de línea.
= 0,5+0,5+0,5 3 = 0,5
m) Calcule la relación que hay entre el valor medio de la corriente de línea y el valor medio de la corriente de carga.
0,5 =1.72 / = 0,29
31.73 ? √ 31.73
n) ¿Es esta una relación aproximadamente igual a la Si o) Calcule la potencia que disipa cada resistencia de carga.
= ∗ = 115 ∗ 0,29 =35.09 = ∗ = 115 ∗ 0,28 0,28 =33.32 = ∗ = 115 ∗ 0,3 =34.5 p) Calcule la potencia trifásico total = + + = 35.09+33.32+34.5 = 102. 102.91 91
ANEXO #2 RESPUESTAS Y CALCULOS A LOS PROBLEMAS 1 - 5 PRUEBA DE CONOCIMIENTOS 1. En un circuito conectado conectado en estrella, si el voltaje de línea a línea es 346 volts, ¿Cuál es el voltaje de línea al neutro?
= √ 3 3 = 346 √ 3 = 199, 199,76 76 2. En un circuito conectado conectado en delta, la corriente es 20 amperes en cada resistencia de carga. ¿Cuál es la corriente de línea?
= √ 33 = 20√ 20√ 3 = 34,6 34,644 3. En un cuito conectado en estrella, la corriente es de 10 amperes en cada resistencia de carga. ¿Cuál es la corriente de línea? En un circuito conectado en estrella la
= , = 10
4. Tres cargas con una resistencia de 10 ohms ohms cada una, se conecta en estrella. La potencia trifásica total es de 3000 watts. ¿Cuál es el voltaje de línea a línea de la fuente de alimentación?
= = √ ∗ = 3000 3000 ∗ 10ℎ 10ℎ = 173.21 = √ 3 3 =316,228√ =316,228√ 3 = 547,7 547,723 23
5. Se conecta tres resistencias de 11 ohms en delta, a una línea trifásica de 440 volts ¿Cuál es la corriente de línea?
= 40 = = 11440ℎ = √ 33 = 40√ 40√ 3 = 69,28 ,28 ¿Cuál es la potencia trifásica total?
= √ 3 ∗ ∗cos = 69,28 69,28 ∗(440√ ∗(440√ 3)∗cos0 3 )∗cos0 = 52796,9 52796,9024 024 =52,8
CONCLUSIONES En los circuitos en forma de estrella al medir los voltajes los tres miden exactamente igual, los voltajes de línea a línea es de 208 V mientras que el Voltaje de fase es de 120 al aplicar V F = VL/ , despejando V L / V F cumplimos con la relación de . Esto nos demuestra que el circuito mostrado en la figura estaba realizado de forma correcta y se pudo comprobar la teoría en la práctica. En el circuito en forma de triángulo utilizamos un voltaje de línea a línea de 120 V, por lo tanto al medir los voltajes de fase son exactamente los mismos, por lo tanto se determinó que el V F = V L, cave recalcar que la intensidad que pasa por las cargas es la misma quedando de esta forma demostrada la siguiente re lación IF = IL/ . En el diagrama del del tercer circuito cuya conexión se encontraba en triángulo, se apreciaba una cierta complejidad pero con menor dificultad ya que se eliminaba la utilización de los voltímetros, se determinó que las I 1, I2, I3 aumentaron en relación con el anterior circuito, en un porcentaje mínimo.
√ 3
√ 3
√ 3
BIBLIOGRAFÍA EXPERIMENTO CON EQUIPOS ELÉCTRICOS DE WILDI Y DE VITO
