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ELECTRICIDAD II
FACULTAD DE MECÁNICA - ESCUELA DE INGENIERÍA DE MANTENIMIENTO
TEMA: “EL VATIMETRO” VATIMETRO”
1. DATOS GENERALES NOMBRE: Henry Pinguil…………………………………… Pinguil…………………………………… CÓDIGO: ……1452 ……1452….. …..
GRUPO No.: …………. FECHA DE REALIZACIÓN: 20/07/2017 FECHA DE ENTREGA: 23/07/2017
2. OBJETIVOS 2.1 OBJETIVO GENERAL Conocer el correcto funcionamiento del vatímetro en corriente alterna.
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 1. 2.
Aprender a usar el vatímetro. Familiarizarse con los conceptos de potencia real aparente en un circuito de c-a.
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3. INSTRUCCIONES: La práctica de laboratorio se desarrollará mediante el cumplimiento secuencial de los siguientes pasos: 3.1. Se leerá detenidamente la presente guía para seguir t odos los pasos expuesta en la misma. 3.2. Se verificará los diferentes equipos y herramientas necesarias para la práctica. 3.3. Identificar los módulos y su funcionamiento. 3.4. Verificar que los equipos estén des energizados antes de cualquier conexión. 3.5. Colocar los diferentes módulos requeridos en un solo armario de trabajo. 3.6. Verificar que los cables o instrumentos estén correctamente aislados y en buen estado. 3.7. Si se detecta un mal funcionamiento de los equipos o se considera que su funcionamiento es anormal, informar inmediatamente al responsable. 3.8. Antes de realizar las pruebas con los equipos notificar al responsable para la revisión de las conexiones.
4. ACTIVIDADES POR DESARROLLAR Las actividades o etapas en forma secuencial para el desarrollo de la práctica se indican de la siguiente manera:
4.1. OBSERVACIÓN Y RECONOCIMIENTO DE INSTRUMENTOS Y EQUIPOS 4.1.1. Equipos de protección personal: Gafas de seguridad. Mandil. Guantes de electricista.
4.2. Equipos y herramientas: 1. 2. 3. 4. 5.
Módulo de Fuente de Energía (0-120V c-a) Módulo de Resistencia Módulo de Inductancia Módulo de Capacitancia Módulo de Medición de c-a (2.5 A)
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E MS 8821 E MS 8311 E MS 8321 E MS 8331 E MS 8425
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4.3. Materiales: 1. Lápiz 2. Cuaderno. 3. Guía.
4.4. MANEJO DE INSTRUMENTOS, EQUIPOS, TOMA Y RECOLECCIÓN DE DATOS. Advertencia: ¡En este Experimento de Laboratorio se manejan altos voltajes! ¡No haga ninguna cone-
xión cuando la fuente está conectada! ¡La fuente debe desconectarse después de hacer cada medición! 4.4.1.Examine la construcción del Módulo E M S 8131 del vatímetro monofásico, fijándose especialmente en el medidor, las terminales de conexión el alambrado. En la figura 1 5 se
muestra un dibujo esquemático de las conexiones del módulo.
b) las conexiones internas de la bobina de corriente del medidor se llevan hasta las terminales A y B de ese. Las conexiones internas de la bobina de voltaje de medidor se llevan hasta los terminales C-D. La bobina de corriente (protegida por los diodos), se conectan en serie con la línea (terminales 1 y 3 del módulo).La bobina de voltaje se conecta en paralelo con la carga de la línea (terminales 3 y 4 del módulo). La fuente de energía se debe conectar siempre a las terminales 1 y 2 (la entrada al módulo del vainero).
Figura 15-1
Figura 15-2
4.4.2. Use los Módulos EMS de resistencia, vatímetro, Medición de CA y fuente de alimentación, para conectar el circuito que se ilustra en la figura 15-2, ajuste la resistencia de carga a 57 ohms (todos los interruptores deben estar cerrados odas las secciones en paralelo). Laboratorio ELECTRICIDAD II
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Figura 1
4.4.3. a) Conecte la fuente de alimentación y ajústela a 120V c-a, valor que indicara el voltímetro de c-a conectado a través de RL. Meda anote la corriente de carga IL. = 2.05.
b) Mida y anote la potencia de entrada, de acuerdo con la lectura del vatímetro. t = 246.
c) Calcule la potencia de entrada utilizando la ecuación P=E.I. t = 246.
d) (sin tener en cuenta la precisión del medidor) diga si la potencia (b) equivale a la potencia (c) en una carga resistiva. Si porque son iguales
e) Quite la carga abriendo todos los interruptores de las resistencias. Observe que el vainero indica una potencia cero a pesar de que tiene 120V c-a en la bobina de voltaje.
f) reduzca el voltaje a cero y desconecte la fuente de alimentación. 4.4.4. a) Conecte el circuito de la figura 15-3. Observe que el circuito es idéntico al que se usó en los procedimientos 2 y 3, excepto que ahora las terminales de entrada y salida del vainero se han intercambiado.
Figura 15-3
4.4.5. a) Ajuste la resistencia de carga a 57 ohms. Conecte la fuente de energía y ajústela a 120V
c-a, tomando la lectura en el voltímetro de c-a conectado a través de RL. b) Observe que la aguja del vatímetro se desvía hacia la izquierda. Esto no daña el instrumento, pero hace imposible tomar una lectura en el medidor. c) Reduzca el voltaje y desconecte la fuente de energía. 4.4.6. a) Conecte de nuevo el circuito como se indica en la figura 15-2. b) Repita los procedimientos 2 y 3, pero en esa ocasión tome las medidas a intervalos de 40 V, anote sus mediciones en la tabla 15-1.
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E=
0V
40V
80V
120V
=
0
0.25
0.6
0.9
W=
0
10
30
90
Wx =
0
10
48
108
Tabla 15-1
4.4.7. ¿Por lo general, concuerdan los valores medidos de la potencia W los productos de ExI?
No NOTA 1: En el procedimiento 6 se demostró que el vatímetro puede multiplicar correctamente las cantidades E e I. por lo tanto, se puede confiar en que el vatímetro indique la potencia real (en watts) en diversas condiciones de voltaje y corriente.
NOTA 2: En el procedimiento 6, se puede decir que el producto E x I es la potencia
aparente proporcionada a la carga, en tanto que el valor indicado. En el caso de cargas resistivas, estas dos potencias son idénticas. a) Examine la estructura del MODULO EMS 8331 de capacitancia. Notara que es similar al módulo de resistencia. Ya que también contiene nueve capacitores dispuestos en tres secciones idénticas. (El módulo de capacitancias EMS 8331 se explicara más detalladamente en otro 4.4.8.
experimento de laboratorio.) b) Conecte el circuito que aparece en la figura 15-4. Conecte cada una de las tres secciones de capacitores en paralelo y cierre (ponga en la posición “arriba”) todos los interruptores. Eso proporcionara la máxima capacitancia disponible en el módulo. Observe que el circuito es idéntico as de la figura 15-2, excepto que en el caso la carga de Resistencia se reemplazó con una de capacitancia.
Figura 15-4
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Figura 15-5 4.4.9. a) Conecte la fuente de energía y ajústela a 120V c-a, tomando la lectura en el voltímetro de c-a conectado a través de la carga de capacitancias. Mida y anote la corriente de carga IL. = 2.1. .
b) Mida y anote la potencia de entrada real de entrada, tomando esta lectura del vatímetro.
t = 0.
c) Calcule escriba la potencia aparente de entrada. = 252.
Observar á que la potencia aparente (expresada en voltamperes, VA) es apreciablemente mayor que la potencia real (expresada en watts, W). 4.4.10. a) Examine la estructura del módulo de inductancia EMS 8321. Observe que es similar a los módulos de residencia y capacitancia, en el sentido de que contiene nueve inductores dispuestos en tres secciones idénticas. (El módulo de inductancias EMS 8321 se explicara con mayor detalle en un experimento de laboratorio posterior.) b) Conecte el circuito ilustrado en la figura 15-5. Conecte cada uno de las tres secciones de inductores en paralelo cierre (ponga en la posición de “arriba”) todos los interruptores. Esto proporcionara la mínima inductancia posible en el módulo. Notara que el circuito es idéntico al de la figura 15-2, excepto que la carga de resistencia se ha substituido con una carga de inductancia
4.4.11.
a) Conecte la fuente de energía y ajústela a 120V c-a, guiándose por las lecturas que de el voltímetro de c-a conectado a través de la carga de inductancia. Mida i escriba la corriente de carga IL
= 2.1. −
b) Mida y anote la potencia de entrada real de entrada, tomando esta lectura del vatímetro.
t = 10.4.
c) Calcule y anote la potencia aparente de entrada. = 252.
Observar á que la potencia aparente (expresada en voltamperes, VA) es apreciablemente mayor que la potencia real (expresada en watts, W). d) Reduzca a cero el voltaje y desconecte la fuente de alimentación.
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Figura 15-6 Repita el procedimiento 9 utilizado los módulos de Resistencia y capacitancias conectados en paralelo, como se indica en la figura 15-6. Conecte odas las secciones en paralelo y cierre todos los interruptores. 4.4.12.
= 3. = 225. t = 360.
4.5. Observaciones. ¿Se requiere un vatímetro para medir la potencia real proporcionada a una carga resistiva? Si Explíquelo en los circuitos de corriente alterna no se pueden usar la formula V x I para establecer la potencia en watts. Esta razón es los circuitos ca es esencial el uso de un vatímetro para poder medir la potencia real.
La potencia aparente es mayor que la real, cuando el circuito contiene uno de los dos tipos específicos de cargas. ¿Cómo se denomina estas cargas? Circuito netamente capacitivo ¿En qué unidades expresaría: ¿La potencia aparente? watt (w)
¿La potencia real? voltiamperios (VA) La relación de (potencia real / potencia aparente) se denomina factor de potencia (EP) de un circuito de c-a. Calcule el factor de potencia para los procedimientos 3, 9,11y 12.
Procedimiento 3) EP=
1
Procedimiento 9) EP=
0
Procedimiento 11) EP=
0.04
Procedimiento 12) EP=
0.62
Dé el nombre de dos aparaos domésticos que tengan un alto factor de potencia (cercano a la unidad). 1.-Labadora 2.-Refrigeradora Laboratorio ELECTRICIDAD II
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¿Cuáles son los aparatos domésticos que tienen un factor de potencia bajo? Aparatos pequeños con extractores de fruta, abrelatas, batidora, etc. ¿En qué condiciones indicara un vatímetro una potencia negativa (inferior a cero)? Con los elementos inductivos y capacitivos ideales sin resistencia
5. RESULTADOS OBTENIDOS = = . = = = . = = = =
. =
. =
. =
=
. =
=
=
.
=
=
=
= .
= .
6. CONCLUSIONES
En los circuitos de corriente alterna no se pueden usar la formula V x I para establecer la potencia en watts. La potencia real y la potencia aparentes son iguales cuando los circuitos son de carga totalmente resistivos La utilización de un vatímetro en circuitos de corriente alterna es necesario para la obtención de la potencio.
7. RECOMENDACIONES
Seguir si instrucciones que están presentes en la guía de laboratorio para las diversas prácticas que se realizan en electricidad 2 Consultar con la persona encargada de laboratorio las dudas que se encuentran al seguir avanzando en el laboratorio. Para el ingreso al laboratorio se lo realizara con el mandil, sin alimentos o bebidas, y con instrumentos de cálculo y la guías para las practicas
FIRMAS:
……………………………… DOCENTE
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………………………………..
………………………………………
ESTUDIANTE
RESP. LABORATORIO
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