Universidad tecnológica de panamá Facultad de ingeniería civil Licenciatura en ingeniería marítima portuaria Laboratorio de ingeniaría eléctrica aplicada a terminales portuarias 2.5. Experimento no. 22 Impedancia (experimental) Nombre: Madeleine Lange M Cédula: 4-780-21 Grupo: 11l131(b) Instructor: Ing. Ángel hernández Fecha de entrega: Miércoles 31 de mayo de 2017 Hora: 3:20 pm – 4:55 4:55 pm
Introducción
En esta experiencia de laboratorio aprenderemos como podemos resolver un circuito complejo c-a utilizando el concepto de que, en un circuito paralelo debemos tener en cuenta las fases de las corrientes, y que en un circuito serie se debe tener presente el desfase entre los voltajes. La impedancia es la oposición al paso de la corriente en un circuito c-a formado por resistencia, inductancia y capacitancia, además tiene una parte real y una parte imaginaria, y se simboliza con la letra Z. Para calcular el voltaje total en el circuito se debe multiplicar la corriente total que circula por el mismo, por la impedancia equivalente del circuito (V=I*Z). Asimismo, demostraremos que la Ley de Ohm también se puede aplicar a circuitos c-a utilizando la impedancia en lugar de la resistencia. Igualmente podemos calcular la impedancia sumando vectorialmente la resistencia y la reactancia en paralelo. En cada proceso realizado en esta experiencia se podrá observar la comparación entre los datos teóricos, los cuales son los cálculos hechos en papel, y los datos experimentales, obtenidos a partir de la medición aplicando el uso del voltímetro y amperímetro.
1. Para la
.
Z = R X Z = √ 60 80 = 100 Ω θ = cos− θ = cos− = 53.130° Valores calculados:
ES = Z ∗ I = (100)(1) = 100 V E = ∗ I = (80)(1) = 80 V E = R∗ I = (60)(1) = 60 V Valores medidos: ES = 92.4 V E = 75 V E = 57 V 2. Para la
.
Z = R X Z = √ 80 60 = 100 Ω θ = cos− θ = cos− = 36.869° Valores calculados:
ES = Z ∗ I = (100)(0.5) = 50 V E = X ∗ I = (60)(0.5) = 30 V E = R∗ I = (80)(0.5) = 40 V Valores medidos: ES = 53.13 V E = 28 V E = 39 V
3. Para la
.
Z = ()∗+( ) Z = ()∗ +() = 48 Ω θ = tan− θ = tan− = 36.869° Valores calculados:
IS = = = 2.5 A I = = = 1.5 A I = = = 2 A Valores medidos: IS = 2.5 A I = 1.5 A I = 2 A 4. Para la
.
Z = R (X X) = 100 Ω Z = 80 (300 240) θ = cos− θ = cos− = 36.869° Valores calculados:
ES = Z ∗ I = (100)(0.5) = 50 V E = X ∗ I = (240)(0.5) = 120 V E = X ∗ I = (300)(0.5) = 150 E = R∗ I = (80)(1) = 40 V Valores medidos: ES = 58 V E = 119.5 V E= 138 V E = 39 V
5. Para la
.
() = () ( ) = = Ω ∴ Z = 80 Ω θ = cos− θ = cos− = 0° Valores calculados:
IS = = = 1.5 A I = = = 2 A I = = = 2 A I = = = 1.5 A Valores medidos: IS = 1.45 A I = 1.9 A I = 1.9 A I = 1.6 A Cálculo de las resistencias, capacitancias, inductancias equivalentes. a) Para la
.
C = 2 = 80Ω R = ( )2( ) = 60Ω
b) Para la
L = ( )2( ) = 60Ω R = 2 = 80Ω
c) Para la
C = 2 = 80Ω R = ( )2( ) = 60Ω
d) Para la
C = ( ) = 240 Ω L = 300 Ω R = 2 = 80Ω
e) Para la
C = ( ) 2( ) = 60Ω R = 2 = 80Ω L = ( )2( ) = 60Ω
Anexo 2
1.
Si un circuito conectado a una línea de alimentación de 120 V toma 3 A de corriente de línea, ¿cuál es la impedancia del circuito?
= = 1203 = 40
2.
¿Puede calcular ahora el ángulo de fase que existe entre la corriente y el voltaje del circuito descrito en la Pregunta 1?
= − = = 0 ; Es igual a cero porque no hay ángulo, es decir, sólo hay un vector. 3.
La ecuación
= se puede aplicar para determinar la potencia dada a un
circuito c-a. ¿Es falsa o verdadera esta afirmación? ¿Por qué?
R/: Sí se puede, pero este valor sólo representaría el valor de la potencia real y la potencia en circuitos c-a se compone de la sumatoria de la potencia real más la potencia imaginaria. 4.
¿Puede considerarse que hay impedancia en un circuito de c-a que sólo tiene una resistencia?
R/: Si puede considerase que existe impedancia. Esto se debe a que la impedancia de un circuito es la razón entre la tensión fasorial (V), y la corriente fasorial (I), medida en ohm. La impedancia en un circuito que solo contenga resistencia será igual al valor de la resistencia equivalente del circuito. 5.
¿Cambia el valor de la impedancia del circuito si varía la frecuencia de línea? Explíquelo.
R/: Si cambia si varía la frecuencia de línea. La impedancia además de ser la relación entre la tensión alterna aplicada a un circuito y la intensidad de la corriente producida, también es una magnitud que depende de la resistencia y la reactancia del circuito, en consecuencia, al depender la reactancia (capacitiva o inductiva) de la frecuencia de línea entonces la impedancia también depende de esta.
Al igual que en informe anterior pudimos notar que las impedancia no es una simple suma aritmética y que se debe tomar en cuenta la diferencia de fase de 90° ebtre los dos voltajes o entre las corrientes.
En esta experiencia medimos las corrientes y voltajes de conexiones a iguales y diferentes reactancias para determinar el cambio de voltaje o corriente que presenta el circuito. Muy parecido al anterior, pero en esta ocasión usamos el teorema de Pitágoras y las leyes del triángulo para determinar la impedancia total y voltaje del circuito a medir o probar. Así mismo medimos la corriente suministrada por la fuente al máximo (200 V), y dependiendo del tipo de conexión (ya sea paralela o serie) calculamos el voltaje o corriente de cada elemento (resistencias, condensadores e inductancias). Luego de obtener estos datos comparamos los resultados con el valor medido, llegando a la conclusión que, ya sea por el método de fasores o utilizando el teorema de Pitágoras, ambos procedimientos fueron adecuados para determinar las diferentes magnitudes físicas en cada elemento del circuito.
Bibliografía
Experimentos con equipo eléctricos, Wilde y De Vito.
