laboratorio N° 02 medida de la resistencia de aislamiento

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍ A MECÁNICA Y ELÉCTRICA

CURSO LABORATORIO DE MEDIDAS ELÉCTRICAS

CATEDRÁTICO PROF. OLIDEN NUÑEZ HECTOR

INFORME Nº01 MEDIDA DE LA POTENCIATRIFASICA POTENCIATRIFASICA

    

DATOS PERSONALES PEREZ GUERRERO ROBER SILVA GUEVARA WILFREDO RODRÍGUEZ FERNÁNDEZ HENRY LÓPEZ NEVADO ENKY TROYA GRACIA EMANUEL JOSIMAR CICLO 2012 - I

FECHA 22-10-2012

NOTA

Lambayeque 22 de octubre del 2012

Laboratorio de medidas eléctricas

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LABORATORIO NO2 MEDIDA DE LA RESISTENCIA DE AISLAMIENTO I. OBEJTIVOS: - - Analizar y verificar en forma experimental la medida de la resistencia de aislamiento entre las bobinas de cada motor y la carcasa. También medir la resistencia de aislamiento de la instalación eléctrica.

II. FUNDAMENTO TEORICO: MEDICIÓN DEL AISLAMIENTO Los daños debidos a sobretensiones en equipos electrónicos (ordenadores, tv., vídeo, etc.) e instalaciones vienen aumentando desde hace años. Esto se debe al empleo de componentes electrónicos cada día más sensibles a dichas sobretensiones. En especial, los sistemas informáticos pueden sufrir importantes daños o incluso llegar a destruirse si no están convenientemente protegidos. Al coste de estos desperfectos producidos en los propios aparatos o en la instalación, es necesario sumar los costes añadidos por ausencia de servicio durante días.

CAUSAS DE LAS SOBRETENSIONES TRANSITORIAS Las causas que ocasionan una sobretensión transitoria son variadas, pero todas ellas pueden englobarse en los 4 grupos que se describen a continuación: -Impacto directo del rayo, caso en el que éste alcanza directamente el edificio, haciendo que los conductores de la instalación se vean sometidos en breves periodos de tiempo a potenciales muy elevados que ocasionan la destrucción instantánea de los equipos electrónicos conectados a dicha instalación. -Impacto lejano, casos en los que el edificio no ha sido alcanzado directamente por el rayo, pese a lo cual el funcionamiento de la instalación se ve afectado debido a la onda de expansión que se transmite a través de las líneas de alimentación de la red eléctrica. -Impactos entre nubes, casos en los que el rayo rebota de nube a nube. La instalación eléctrica puede verse afectada debido a las cargas de reflexión que intervienen en dicho fenómeno atmosférico y provocan aumentos en el potencial de los conductores, especialmente si estos provienen del exterior del edificio. -Procesos de conmutación, tales como operaciones de encendido y apagado, contactos a tierra accidentales, conmutaciones de cargas inductivas o capacitivas, etc. que hacen que, al igual que en los tres casos anteriores, se produzcan riesgos de sobretensiones que provocan fallos en el funcionamiento normal de los equipos.

PRUEBAS ESTABLECIDAS Las instalaciones de alta tensión construidas según las normas de la serie DIN VDE 0100 han de someterse a las pruebas establecidas en dicha norma, parte 610, cuando son instaladas, modificadas o ampliadas. Estas pruebas no sólo abarcan las diferentes Laboratorio de medidas eléctricas

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mediciones para comprobar el funcionamiento de las medidas de protección y la conexión equipotencial, sino que también son válidas para comprobar la resistencia de aislamiento. Dichas pruebas deben realizarse al poner en servicio la instalación y repetirse, después, en modificaciones, trabajos de reparación o ampliaciones de una instalación eléctrica. El instalador ha de demostrar que la instalación cumple las exigencias en cuanto a protección de seres humanos, animales y equipos electrónicos [1]. Vamos a ver ahora qué peso tiene la medición de la resistencia de aislamiento dentro de las pruebas obligatorias y hasta qué punto las instalaciones consumidoras conectadas o las protecciones contra sobretensiones pueden falsear los resultados de la prueba. En términos generales, con la medición del aislamiento, el propietario o usuario de la instalación obtiene datos sobre el estado de seguridad de la instalación. Si la resistencia es muy baja los cables se ven sometidos a cargas excesivas que pueden convertirse en el foco de un incendio. Fue justo este hecho el que provocó que las compañías de seguros impusieran mediciones periódicas del aislamiento para instalaciones eléctricas industriales.

¿Pero qué significa una baja resistencia de aislamiento y cómo podemos detectarla?. También aquí la norma (DIN VDE 0100, parte 610) es muy explícita. En la tabla 1 se indican las tensiones de medición a aplicar y las resistencias de aislamiento permitidas. Como se ve en dicha tabla, en las instalaciones con una tensión nominal de 230/400 V la medición de aislamiento se realiza con una tensión continua de 500V. La resistencia entre los puntos que a continuación se describen tiene que ser superior a 0,5 MW, teniendo en cuenta que al medir con corriente continua se excluyen las interferencias derivadas de las capacidades de los cables. El aparato de medición deberá cumplir también, como es lógico, las exigencias de la norma DIN VDE 0413, parte 1. Ahora es importante saber entre qué conductores ha de realizarse la medición. De nuevo encontramos la respuesta en la norma, que establece los siguientes puntos: a) entre las fases activas (L1, L2, L3) y el conductor de protección (PE). b) entre el neutro (N) y el conductor de protección (PE). c) entre las fases activas (L1, L2, L3). La resistencia de aislamiento ha de realizarse sin conexión a la red, pero las instalaciones consumidoras pueden seguir conectadas si se alcanzan los valores expuestos en la tabla anterior. En caso contrario hay que desconectar las instalaciones consumidoras de la red para llevar a cabo la prueba. No obstante conviene comprobar si al circuito a probar están conectados dispositivos eléctricos con componentes electrónicos o sensibles que puedan verse afectados por la tensión de prueba Laboratorio de medidas eléctricas

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Tabla de tensiones de medición a aplicar y las resistencias de aislamiento permitidas. Tensión nominal del circuito Tensión de prueba V Valor mínimo de la

resistencia de aislamientoMW Circuitos de protección o control de reducida tensión 250 0,25 Tensión nominal menor de 500 V, si no se trata de circuitos de protección o control de reducida tensión 500 0,5 Tensión nominal mayor de 500 V 1000 1,0 Dispone de más información acerca de Medidores de Aislamiento en Amperis

MEGADO DE UN MOTOR DE JAULA DE ARDILLA Y MEDIDA CONTINUIDAD BOBINAS Como ya hemos comentado en otras entradas el motor trifásico de jaula de ardilla está compuesto por estator (parta fija de la máquina donde se encuentran alojadas los bobinados) y el rotor (parte móvil de la máquina). El motor de jaula de ardilla como cualquier máquina es susceptible de sufrir averías en sus bobinados que pueden comportar un mal funcionamiento de la máquina o incluso su destrucción, aunque si los elementos de protección está bien diseñados deben funcionar correctamente, antes de que la máquina llegue a una estado de deterioro grave donde pueden existir tanto riesgos a las personas como a las instalaciones.



Motor trifásico de dos velocidades de jaula de ardilla, se puede apreciar el estator y rotor. Si uno/a es observador/a podrá apreciar que una de las bobinas está quemada, es fácil de apreciar por su color característico y también por el olor del barniz aislante cuando se quema. Foto: Viatger

¿Cuándo se deben realizar estas comprobaciones o mediciones? Muy Laboratorio de medidas eléctricas

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sencillo, se deben realizar cuando los elementos de protección (Interruptores automáticos, relés térmicos, interruptores diferenciales, fusibles, etc.) disparen. Si desconectamos el motor y podemos rearmar las protecciones sin problemas seguramente el problema sea del motor, aunque siempre se debe descartar que no sea problema de la misma protección, del contactor o de la línea de alimentación. Las   

pruebas

que

se

pueden

realizar

Comprobar la continuidad de los bobinados. Comprobar continuidad entre bobinados distintos. Comprobar la continuidad de los

a

los

bobinados

bobinados

y

son;

tierra.

Estas pruebas se pueden realizar con un comprobador de continuidad, un óhmetro o con el Megger, aunque por experiencia para estar seguros realizar esta pruebas siempre con el megger a excepción de la comprobación de la continuidad en los bobinados.

Comprobador de continuidad: Normalmente todos los polímetros digitales (los mal llamados tester o multitester) tienen una opción que es la comprobación de la continuidad, cuando existe continuidad normalmente es mediante señalización acústica, cabe hacer una apreciación y es que, generalmente, estos comprobadores no suelen funcionar correctamente o sencillamente no funcionan en circuitos que supe ran los 30 Ω, por tanto es un dato a tener en cuenta. Esta medida se realizará preferentemente para saber si están interrumpidas las bobinas del motor.

Comprobación de continuidad mediante comprobador de continuidad u óhmetro de la bobina W1W2, si existe continuidad es que el bobinado, en principio, está correctamente; medida de continuidad entre bobinas U y V, si existe continuidad es que las bobinas han perdido aislamiento y se deben llevar al bobinador; por último medida de continuidad entre la bobina U y tierra o carcasa del motor, si existe continuidad es que existe pérdida de aislamiento entre la bobina y tierra o carcasa del motor, por tanto, se debe llevar al bobinador. Laboratorio de medidas eléctricas

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Coger el eje con la mano, moverlo hacía arriba y abajo, si tiene juego es síntoma de que el cojinete o rodamiento está gastado y debe cambiarse.

Comprobación mediante el óhmetro: Los polímetros digitales también disponen de sistema de medida de la resistencia eléctrica mediante diversas escalas, las mismas se pueden utilizar como medio para comprobar la continuidad, si en la pantalla del polímetro leemos una cifra nos está midiendo la resistencia de la misma, si el displaymarca cero es que existe continuidad en el circuito, es decir, resistencia cero (resistencia cero al menos teóricamente), si la pantalla marca infinito entonces es que la lectura se excede del rango máximo de la escala del óhmetro o la bobina que estamos midiendo está interrumpida. Esta medida se realizará preferentemente para saber si están interrumpidas las bobinas del motor. Comprobación de la resistencia de aislamiento mediante el Megger: este aparato se utiliza para saber la resistencia de aislamiento de la máquina entre bobinados o entre ellos y tierra, para ello desconectamos el motor de la línea y aplicamos 500 voltios entre las bobinas (aunque estén conectadas en estrella o triángulo) y tierra, podemos guiarnos por estos valores; inferior a 16 MΩ equivale a un mal aislamiento. 1) 16 y 51 MΩ equivale a un aislamiento regular, si el motor estuviese 2) húmedo sería recomendable con los aparatos adecuados poder secarlo. superior a 51 MΩ equivale a un buen aislamiento. 3)

Aunque siempre prevalecerán los valores que pueda suministrarnos el fabricante de la máquina.

Megado de un motor conectado en estrella, he puesto una de las bananas del meger en W1 pero se podría colocar en cualquier otro borne U1, U2,V1, V2 ó W2, la otra banana la he puesto en el borne de tierra y éste tiene el conductor de protección (PE o CP), si Laboratorio de medidas eléctricas

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tuviésemos el motor en el banco de trabajo y por tanto sin conectar a tierra la banana la pondríamos en el mismo borne de tierra o en un punto de la carcasa del motor asegurándose que hace buen contacto, esto es sin pintura ni óxido entre la banana y la carcasa del motor

MEGOHMETRO El término megóhmetro hace referencia a un instrumento para la medida del aislamiento eléctrico en alta tensión. Se conoce también como "Megger" , aunque este término corresponde a la marca comercial del primer instrumento portátil medidor de aislamiento introducido en la industria eléctrica en 1889. El nombre de este instrumento, megóhmetro , deriva de que la medida del aislamiento de cables, transformadores, aisladores, etc se expresa en megohmios (MΩ). Es por tanto incorrecto el utilizar el término "Megger" como verbo en expresiones tales como: se debe realizar el megado del cable... y otras similares. En realidad estos aparatos son un tipo especial de óhmetro en el que la batería de baja tensión, de la que normalmente están dotados estos, se sustituye por un generador de alta tensión, de forma que la medida de la resistencia se efectúa con voltajes muy elevados.

TIPOS DE MEGOHMETRO


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

Medidor de aislamiento MIC-2

El MIC-2 es el equipo más pequeño de resistencia de aislamiento con dos tensiones de prueba. Cambia automáticamente a medición de tensión cuando detecta tensión en el objeto durante la medición de resistencia de aislamiento o medida de resistencia a baja tensión. 

Megóhmetro medidor de aislamiento MIC-3

El Megóhmetro medidor de aislamiento MIC-3 es un medidor muy pequeño y portátil concebido para medir la resistencia de aislamiento de las instalaciones eléctricas y de telecomunicaciones , cables,transformadores, motores, máquinas y otros dispositivos. La tensión de prueba se puede fijar en 250 V, 500 V ó 100V. 

Medidor / Comprobador de aislamiento MIC-1000

Imagen del Megóhmetro medidor de aislamiento MIC-1000 El comprobador y medidor de aislamiento MIC-1000 puede medir tanto la resistencia de aislamiento en una gama muy amplia: 50kΩ..110GΩ (110 000MΩ) y la corriente de la salida del aislamiento. Los

resultados de la prueba pueden ser almacenados en la memoria interna y ser exportados a un ordenador vía interfaz en serie (RS-232).

Megóhmetro MIC - 1000 



Medidor de aislamiento MIC-2500 Los medidores de resistencia de aislamiento MIC-2500 es un medidor portátil diseñado para medir la resistencia en una variedad de equipos eléctricos. La tensión de ensayo se puede programar en pasos de 10 V. El instrumento puede medir la resistencia de aislamiento en una amplia gama 50 ko... 1.1 La corriente de fuga del aislamiento y la corriente de fuga de la instalación. Medidor de resistencia de aislamiento MIC-5000

El Medidor de aislamiento MIC-5000 se usa principalmente en pruebas de resistencia de aislamiento en cables de potencia, transformadores, motores eléctricos y otros equipos relacionados con la energía eléctrica.



Medidor de resistencia de aislamiento MIC-5000


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El medidor digital de resistencia de aislamiento MIC-5000 se usa para medida directa de la resistencia de aislamiento de líneas de cables, transformadores, motores y otros equipos eléctricos. Adicionalmente, el instrumento se utiliza para medir la tensión continua y alterna. Todas las entradas son equipadas con sistemas de medida los cuales protegen contra daños accidentales debidos a la tensión de red. El equipo cumple con la norma IEC 61557.

Características principales 



 

 

Medida de la resistencia de aislamiento :  Mide las tensiones en el rango: 250...5000v en pasos de 50v, selección automática de los rangos de medida,  Indicación de la corriente de dispersión,  Descarga automática de la capacidad del objeto de la medición tras haber terminado la medición de la resistencia del aislamiento,  Medida directa de uno o dos coeficientes de absorción,  Determinación acústica de periodos de cinco segundos que facilita la determinación de las características temporales en la medición de la resistencia de aislamiento,  La memoria de los valores de la tensión de la medida y los tiempos T 1, T2 y T3 para la medición de los coeficientes de absorción del rango 1... 600 segundos,  Indicación de la tensión de prueba real durante la medida, Medición de tensión continúa y alterna en rango de 0...600V.  Memoria de 999 resultados de las mediciones y la posibilidad de transmitir los datos a PC. Selección automática de subrangos de medida. Alimentación de batería:  Sistema integrado de carga automática de las baterías internas, el cual garantiza su óptima y prolongada operación,  Señalización del nivel de carga de las baterías. Desactivación automática del dispositivo cuando no está en uso (AUTOOFF). Medida de la resistencia de aislamiento:  Tensiones de medidas en el rango 250...5000v en pasos de 50v  Precisión de la medida de tensión (R obc [Ω] ≥ 1000*UN [V]): 0 +10% del valor programado  Estabilidad de tensión/temperatura mejor que 0,2% / ºC


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

Medida de tiempos T 1,T2 y T3 para la medición de los coeficientes de absorción programados dentro del rango 1...600 segundos con exactitud de ±1s

El rango de la medida según PN-EN 61557-2: R ISOmin...5,0TΩ; RISOmin=UISOnom /1mA RANGO

RESOLUCIÓN

0,0...999,9kΩ

0,1kΩ

1,000...9,999MΩ

0,001MΩ

10,00...99,99MΩ

0,01MΩ

100,0...999,9MΩ

0,1MΩ

PRECISIÓN

±(3% v.m. + 20 dígitos) 1,000...9,999GΩ

0,001GΩ

10,00...99,99GΩ

0,01GΩ

100,0...999,9GΩ

0,1GΩ

1,000...5,000TΩ

0,001TΩ

La precisión no está especificada para resistencias de la Instalación menores que RISOmin debido a que el equipo trabajaría en los límites de corriente del convertidor. Valor mínimo de la resistencia de aislamiento de prueba, sin la limitación de la corriente del convertidor: 

TENSIÓN

RESISTENCIA A DE MEDIDA

250V

250kΩ

500V

500kΩ

1000V

1,0MΩ

2500V

2,5MΩ

5000V

5,0MΩ


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Medición de tensión continua: Rango Resolución

Precisión

0...600V

±(3% v.m. + 2 dígitos)

1V

Medición de tensión 50Hz (forma de onda sinusoidal con un componente armónico < 2%) Rango

Resolución

Precisión

0...600V

1V

±(3% v.m. + 2 dígitos)

"V.m." = valor medido Determinación de corriente de dispersión: Rango Resolución 0…Ipmax Dependiendo del rango R ISO

alterna:

Precisión - ΔI-, +ΔI+

Ipmax - corriente máxima del convertidor igual a 1,2± 0,2 mA, - ΔI-, +ΔI+ - errores básicos de las indicaciones de la corriente calculados a base de las indicaciones de la resistencia según las siguientes fórmulas: ΔI-=UISO X (1/R – 1/R + IΔRI) ΔI+=UISO X (1/R – IΔRI - 1/R) UISO tensión de prueba R valor de la resistencia de aislamiento ΔR - error básico de la medición de la resistencia, para una medición dada Datos técnicos 





Seguridad eléctrica:  Tipo de aislamiento doble, según PN-EN 61010-1 i IEC 61557  Categoría de medida III 600V según PN-EN 61010-1  Categoría de medida para los enchufes y circuitos 5kV: extrapolada III 5000V  Grado de la protección de la caja según PN-EN 60529 IP54 Otros datos técnicos:  Alimentación del equipo baterías Ni-MH  Alimentación del cargador 100...240V  El tiempo mínimo de medida 5kv/1mA según PN-EN 61557 (5s/25s) 5h o 600 medidas  Tiempo antes de apagarse automáticamente:  Función de medida R ISO / I L programado al tiempo más largo T 3,T2, T 1 + 300segundos Condiciones de utilización:  Temperatura de trabajo -10...+50ºC  La precisión de la utilización (R obc [Ω] ≥ 1000*UN [V]): 0 +10% del valor programado  Estabilidad de tensión/temperatura mejor que 0,1%/ºC  Corriente de salida del convertidor mínimo  1,0ma para cada tensión nominal


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1,0...3,0mA para tensión 2500v  1,0...1,4mA para tensión 5000v  Frecuencia de la lectura de medida  Cercana al medida/segundo  Estándar de calidad según ISO 9001  Accesorios de serie  Batería tipo Ni-MH 7,2V 3Ah  Cable de medición 5kV con conectar banana 1,8m rojo  Cable de medición con pantalla con conector banana 1,8m,negro  Cable de medición 5kV con conector banana 1,8m azul  Cocodrilo negro K04 5kV (2 piezas)  Cocodrilo rojo K05 5kV  Sonda negra con conector banana  Sonda roja con conector banana  Funda L1  Cable para cargar la batería  Cable para transmisión RS de los datos  Manual de operación  Certificado de calibración Equipamiento opcional  Programa para creación de protocolos de medición "SONEL PE4"  Programa para la creación de esbozos, esquemas de Instalaciones eléctricas "SONEL Schematic"  Programa para la creación de cálculo de mediciones "SONEL PE Cálculos"  AGT-16P (adaptador de enchufe trifásico)  AGT-32P (adaptador de enchufe trifásico)  AGT-63P (adaptador de enchufe trifásico)  Adaptador - conversor USB1.1/RS232  Llave USB 


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III. MATERIALES, EQUIPOS E INSTRUMENTOS: Motor trifásico

Megohmetro

Tablero


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IV. PROCEDIMIENTO:

1.- Medir en el primer motor la resistencia de aislamiento entre las bobinas del motor eléctrico y anotarlas.

Bobinas

Resistencia de Aislamiento

 - 

300

 - 

200

 - 

200



2.- Medir en el primer motor la resistencia de aislamiento del entre la carcasa y cada una de las bobinas del motor eléctrico.

Bobina-Carcasa


 - Carcasa

150

 - Carcasa

100

 - Carcasa

100




Página 14

3.- Medir en el segundo motor la resistencia de aislamiento entre las bobinas del motor eléctrico y anotarlas.

Bobinas


 - 

20

 - 

15

 - 

20



4.- Medir en el segundo motor la resistencia de aislamiento entre la carcasa y cada una de las bobinas del motor eléctrico.

Bobina-Carcasa


 - Carcasa

10

 - Carcasa

7

 - Carcasa

8




Página 15

Tensión de entrada (V) Tensión de salida (V)

397 (V) 229 (V)



trifásica monofásica

V. CONSLUSIONES Después de haber desarrollado la practica se concluye que:     

Si el valor que nos arroja el megóh metro es menor a 50MΩ quiere decir que esta húmedo este motor en sus bobinados. Si el valor es cero entonces esta quemado. También podemos concluir si esta medida es mayor a los 1000 MΩ las agujas del instrumento llamado megohmetro no se moverán. Si el valor d ela resistencia de aislamiento es mayor que 50MΩ quiere decir que

el equipo es perfecto. Cuando se realizo mediciones deresistencia de aislamiento en el tablero de control se concluye: las tensiones son 397V y 229 V  debido a que el laboratorio esta cerca al transformador


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VI. SUGERENCIAS 

Cuando el megóhmetro indica un valor menor a los 50MΩ, hay que llevarlo a una estufa para limpiarlo y luego barnizarlo



Hacer correctamente las conexiones



Tener precauciones al manipular los accesorios de la conexión.



Asegurarse que la tensión sea 397 u 229 para esto medir previamente con el multitester o asegurarse en el mismo megóhmetro.



Cuando se mida resistencia de aislamiento en los cables de las instalaciones , asegurarse que no haya tensión y ningún artefacto o luminarias en operación para de esta forma no malograr el equipo.



No acercarse

demasiado

a las conexiones para tomar las medidas

correspondientes ya que se esta trabajando también con una tensión de 397V y 229 V. 

Se recomienda usar conexione estrella para tensiones de 380V, y conexión delta para 220 V.

VII. OBSERVACIONES 

Se evaluó como esta el aislamiento interno del motor a través del megómetro.



Es importante tener conocimiento en las diferentes formas de conexión ya sea delta estrella y evitar daños en los aparatos de medida aso como también en los motores



Con Una instalación trifásica se obtiene una mayor eficiencia en los en las plantas industriales y esto permite una mayor producción.



La resistencia de la bobina se midio en sus terminale s, es muy bajo entonces entre terminales diferentes.



Las tensiones son 397V y 229 V .



Se desconecto la tensión accionando las cuchillas termomagneticas para hacer mediciones y así evitar accidentes


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VIII. BIBLIOGRAFIA   

Joseph A. Edminister serie shaum Introducción al análisis de circuitos eléctricos de Robert boylestad Teoría y problemas de circuitos eléctricos ing. F Lopez A. Circuitos eléctricos de

IX. LINKOGRAFIA      

http://www.hispanofil.es/hf_doc_tecnica/mat_industrial/instrumentacion/tdoc_07.p df http://electricidad-viatger.blogspot.com/2008/11/megado-de-un-motor-de-jauladE ardilla.html http://www.articuloz.com/tecnologia-articulos/medida-del-aislamiento522072.html. http://electricidad-viatger.blogspot.com/2008/11/megado-de-un-motor-de-jaulade-ardilla.html. http://es.wikipedia.org/wiki/Meg%C3%B3hmetro. http://www.ecured.cu/index.php/Meg%C3%B3hmetro


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laboratorio N° 02 medida de la resistencia de aislamiento

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