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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
LAB. DE CIRCUITOS ELECTRICOS 2 (CA) PRACTICAS DE LABORATORIO #1-6
ING. REYNALDO C. MARTINES C. NOMBRE: EDSON IVÁN PÉREZ CONTRERAS MATRICULA: 1605749 SALON: 7106 HORA: N1-N1 LUNES
06/10/2016
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INDICE
PRACTICA # 1………………………………………….3
PRACTICA # 2………………………………………….5
PRACTICA # 3………………………………………….14
PRACTICA # 4………………………………………….19
PRACTICA # 5………………………………………….24
PRACTICA # 6………………………………………….27
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PRACTICA # 1
“MANEJO DE EQUIPO DEL LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS 2 (CA)”
INTRODUCION EN el laboratorio de circuitos eléctricos 2 de corriente altera estaremos trabajando con voltajes monofásicas de 120-128v y voltajes trifásicos de 240 v aproximadamente. En este laboratorio estaremos empleando normalmente para el armado de circuitos 3 elementos estandarizados de carga resistiva-inductiva, capacitiva y resistivas puras.
EQUIPO
TABLERO DE 36 NODOS (PARECIDO)
PUENTES BANANA PUNTES
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MOTORES (CARGA INDUCTIVA)
CAPASITORES (CARGAS CAPASITIVAS)
BANCO DE PRUEBAS DE LABORATORIO CORRIENTE ALTERNA
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PRACTICA # 2
CIRCUITO RESISTIVO EN SERIE
INTRODUCION
Un circuito en serie resistivo es aquel que consiste en una fuente de alimentación y resistencias conectadas en serie. En corriente alterna la resistencia la conocemos como impedancia.
Circuitos resistivos en corriente alterna
El comportamiento de los circuitos resistivos puros en corriente alterna es bastante similar al de corriente continua, pero teniendo en cuenta que la tensión de alimentación es variable con el tiempo según su propia función, por lo tanto la caída de tensión en la resistencia, la corriente, etc., también son variables de esa forma.
La Ley de Ohm también es aplicable en los circuitos resistivos puros, utilizando los valores instantáneos de tensión y corriente. La corriente varía también de forma senoidal con la misma fase que la tensión (no hay desplazamiento entre la curva de tensión y corriente cuando el circuito es resistivo puro).
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En forma fasorial se ven los vectores sobre una misma línea (sin un ángulo de desfasaje).
Impedancia (Z) En corriente alterna, la resistencia al paso de la corriente se denomina impedancia y se representa mediante un número complejo, teniendo una parte real (dependiendo del valor de R) y otra imaginaria (que depende de los valores de las reactancias de capacitores e inductores). En los circuitos resistivos puros (solo resistencias) la impedancia sólo tiene parte real, que es igual a la R.
En
forma
polar
la
expresamos
como
Intensidad Debido a que sobre la resistencia la corriente y la tensión están en fase, la corriente en un determinado instante es igual a la tensión en ese mismo instante dividida por la impedancia, que en este caso es el valor de R. Por ejemplo si el voltaje aplicado tiene la función:
Entonces la intensidad de corriente que pasa por la resistencia tiene la función:
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En forma polar podemos calcular la intensidad como I = V / Z. Si por ejemplo tomamos una tensión con fase cero:
Desarrollo Armar el circuito
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2-.MEDIR CORIENTE Y VOLTAJES EN CADA ELEMENTO VT=Voltaje total:
220 v
Vf1=Voltaje en impedancia 1
153.4 v
Vf2=Voltaje en impedancia 2
72.2 v
IT=Intensidad total
0.376 A
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CALCULO Zf1= Vf1/IT= 153.4/0.376 = 407<0º Zf2= Vf2/IT= 72.2/0.376 = 192<0º ZT= VT/IT = 225/0.376 = 598.40<0º COMPROBAR ZT= Zf1+Zf2 ZT=598.40+0j 598.40+0j= (407+0j)+(192+0j) 598.40+0j=599+0j
VT= Vf1+Vf2 VT=225= 153.4+72.2 VT=225=225.6
1-.ARME EL SIG. CIRCUITO INDUCTIVO
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2-.MEDIR CORIENTE Y VOLTAJES EN CADA ELEMENTO VT= 226.1v. VF= 203.6v. VM= 45v. IT=.434 A
CALCULAR ZF= VF/IT = 206.3v/.434A =469.12<0º ZM=VM/IT = 45v/.434A = 103<δ
ZT= VT/IT= 226v/.434A=520.96<β ΘM= δ =
ΘM=68.83º ΘT= β=
ΘT= 10.69
=
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COMPROBAR
ZT= ZF + ZM ZT= 520.96<10.69º =511.05+96.63J ZT= (469.12)+(37.45+96.67J) ZT=506.57+96.67J
VT= VF+VM= VT=(203.6)+(45)= 248.6
ZM=R+B=37.44+96.68J R=37.44 XL=B=96.68J
L=?
XL=JLW=JL2Πf =96.68J
L= XL/(J2Πf)= 96.68J/( 2Π*60Hz*J) L=.256H
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CIRCUITO CAPACITIVO 1-.ARME EL SIG. CIRCUITO
2-.MEDIR CORIENTE Y VOLTAJES EN CADA ELEMENTO
VT= 226 VF=191.9<0º VC= 117.8<-90º IT=.457
CALCULAR LA IMPEDANCIA EN CADA ELEMENTO ZF= VF/IT =191.9/.457 =419.91<0º ZC=VC/IT =117.8/.457 =257.76<-90º=-257.76J XC=-257.76J = 1/Jcw
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C=1/(J*257.76J*2π*60Hz)
C=10.29µF ZT= VT/IT =226/.457 = 491.52<-31.54 ΘT=- Tg-1(117.8/191.9)=-31.54
COMPROBAR VT= VF+VC= 119.9+(-117j)= VT=226= 208<-44.46
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PRACTICA # 3
CURCUITO PARALELO RESISTIVO
1-. ARMAR EL CIRCUITO
2-. CORIENTE Y VOLTAJES EN CADA ELEMENTO VT= 220v IF1= .440A IF2= .667A IT= 1.12A
3-. CALCULAR ZF1= VT/IF1=500<0º ZF2=VT/IF2= 329.83<0º ZT= VT/IT = 196.42<0º
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4-.COMPROBAR ZT=ZF1+ZF2 ZT= (ZF1*ZF2)/(ZF1+ZF2) ZT= ((500<0º)*( 329.83<0º)) / ((500+0J)+(329.83+0J)) 196.42<0º= 198.73<0º
CIRCUITO PARALELO INDUCTIVO
1.- ARMAR EL CIRCUITO 2-.MEDIR CORIENTE Y VOLTAJES EN CADA ELEMENTO
VT= 220v IF1= .447 IM= 2.31A IT= 2.38A
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3-. CALCULAR ZF1= VT/IF1=492.17<0º = 492.1+0J ZM=VT/IM= 95.23<δ = 95.23<86.43 =5.92 + 95.04J
ZT= VT/IT = 92.43<β = 92.43<75.62 = 22.95+89.53J ΘM= δ =
ΘM= δ = 86.43
ΘT= β=
ΘT= β= 75.62
4-.COMPROBAR ZT=ZF1+ZM ZT= (ZF1*ZM)/(ZF1+ZM) ZT =(492.11<0º* 95.23<86.43) / ((492.1+0J) + (5.92 + 95.04J) ZT= (46863.63<86.43)/(498.02+95.04J) ZT= (46863.63<86.43)/(507.00<10.80) 92.43<75.62=92.43<75.63º
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CIRCUITO PARALELO CAPACITIVO 1-. ARMAR EL CIRCUITO
2-.MEDIR CORIENTE Y VOLTAJES EN CADA ELEMENTO VT= 220v IF1= .673A IC= 1.248A IT= 1.41A
3-. CALCULAR ZF1= VT/IF1=326.89<0º = 326.89+0J ZC=VT/IC= 176.28<-90º = -176.28J ZT= VT/IT = 156.02<βº = 156.02< -61.66 ΘT=- Tg-1(IC/IF)=-61.66
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4-.COMPROBAR ZT=ZF1+ZF2 ZT= (ZF1*ZC)/(ZF1+ZC) ZT= ((326.89<0º)*( 176.28<-90º)) / ((326.89+0J)+(0176.28J)) ZT= (57624.16<-90)/(326.89-176.28J) ZT= (57624.16<-90)/(372.82<-28.78) ZT=156.02<-61.66= 154.56<-61.22
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PRACTICA # 4 1-. ARMAR EL CIRCUITO
“CIRCUITO MIXTO RCL”
2-.MEDIR CORIENTE Y VOLTAJES EN CADA ELEMENTO VT=221.4v VF=197.6v VM=66.5v VC=106.7V Vx=225v IT=.598A
3-.CLCULAR ZF1= VF/IT=197.6/0.598=330.43 < 0º=330.43 ZC=VC/IT= 106.7/0.598=178.42<-90º =-178.42J
ZM=VM/IT=66.5/.598=178.42 <δ
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ΘM= δ =
ΘM=77.80º
ZM= 178.42<77.80= 37.70+ 174.43J
Zx=Vx/IT=225/.598=376.25 ZT=VT/IT= 221.4/.598= 370.29
4-. COMPROBAR ZT= ZF1+ZC+ZM 370.29=(330.43)+(-179.42J)+(37.70+174.43J) 370.29=368.13+4.99J CIRCUITO PARALELO MIXTO RCL 1-.ARME EL SIG. CIRCUITO
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2-.MEDIR CORIENTE Y VOLTAJES EN CADA ELEMENTO IT=1.505A IF=.635 IM=2.223 IC=1.236 Ix=2.46 VT=221.4V
3-.CALCULAR ZC=VT/IC=221.4/1.236=179.12<-90º = -179.12J ZF1= VT/IF= 221.4/.635= 348.66<0º ZM= VT/IM= 221.4/2.223=99.59 <δ
ΘM= δ = ΘM= δ = 75.70º
ZM= 99.59<75.70= 24.59+96.50J ZT= VT/IT= 221.4/1.505= 147.10
4-. COMPROBAR ZT= 1/(1/ZC + 1/ZF +1/ZM) ZT=ZF*ZM/(ZF+ZN) + 1/ZC
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ZT=((348.66<0º*99.59<75.70)/(348.66+24.59+96.50J)) + 1/ZC ZT = 90.06<61.12+ 1/ZC ZT=90.06<61.12*179.12<-90º/(43.49+78.85J+(-179.12J) ZT= 147.06<60.52 ZT= 147.10<β=147.06<60.52
1-.ARME EL CIRCUITO SERIE PARALELO (CA)
2-.MEDIR CORIENTE Y VOLTAJES EN CADA ELEMENTO VT= 221.4 VM= 214.5 VF=354.6 IT=IM=2.157 IF=825 IC=2.006
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3-. DETERMINAR ELEMENTO
LA
IMPEDANCIAEN
ZF=VF/IF=354.6/.825=429.81 <0º ZC=VC/IC= 354.6/2.006=176.96<-90º ZM=VM/IM= 214.5/2.157= 99.44 ZT=VT/IT=221.4/2.157=102.64
”Z”
CADA
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PRCTICA #5 TRANSFORMACION DELTA
–ESTRELLA
1-. ARME EL SIGIENTE CIRCUITO
2-.MEDIR CORIENTE Y VOLTAJES EN CADA ELEMENTO V1=127.3v V2=125.7v VC=217.6v IM=1.124ª IF=.553ª IC=.413A I2=.870A I1=.500A
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3-. ENCONTRAR LA IMPEDANCIA DE CADA ELEMENTO ZF=V1/IF= 230<0º = 230+0J ZC=V1/IC=308.23<-90º= -308.23J ZM = VM/IM= 241.81 <δ δ = Arc Tan(IM/IF) = 69.82º
ZM=241.81<69.82º = 93.45+226.95J 4-. REALIZAR ESTRELLA
LA
TRANSFORMACION
DELTA
Za= ZF*ZM/(ZF+ZM+ZC) Za= 230<0º*241.81<69.82º / (230+0J + (-308.23J) +93.45+226.95J Za= 171.79<55.29º = 97.82+141.21J
Zb= ZF*ZC/(ZF+ZM+ZC) Zb= 230<0º*308.23<-90º/(230+0J + (-308.23J) +93.45+226.95J) Zb=218.79<-75.47º = 53.82-212J
–
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XC= -212J=1/( wcJ)= 1/( 2πFCJ)= C=1/(2π*60*XCJ)= 1/(2π*60* -212J*J)= 12.51µF
Zc= ZM*ZC/ (ZF+ZM+ZC) Zc= 241.81<69.82º *308.23<-90º/ (230+0J + (-308.23J) +93.45+226.95J) Zc= 230.03<-5.65 =228.91-22.64J XC= -22.64=1/ ( wcJ)= 1/( 2πFCJ)= C=1/ (2π*60*XCJ) = 1/(2π*60*-22.64J*J)= 117.16µF
5-. MEDIANTE UN PAQUETE DE SIMULACION COMPARAR EL VALOR DE I1 E I2
I´1=.500A
= I1= 0.841.71 A
I´2=.870A
= I2= 0.438.699 A
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PRACTICA # 6 “ RASONANCIA ELECTRICA”
Resonancia eléctrica ocurre en un circuito eléctrico en un determinado frecuencia de resonancia Cuando las partes imaginarias de impedancias o Admitancia elementos del circuito anulan mutuamente. En algunos circuitos, esto ocurre cuando la impedancia entre la entrada y salida del circuito es casi nulo y la función de transferencia está cerca de uno. Circuitos resonantes exhiben sonando y puede generar mayores tensiones y corrientes que se introducen en ellos. Son ampliamente utilizados en inalámbrico (radio) para transmisión y recepción de la transmisión.
Contenido
1 Circuitos LC 2 Circuito RLC
Circuitos LC
Artículo principal: Circuito LC Resonancia de un circuito que involucra condensadores y inductores se produce porque el campo magnético se derrumbaba del inductor genera una corriente eléctrica en sus bobinas que carga el condensador, y luego descarga el condensador proporciona una corriente eléctrica que se construye el campo magnético en el inductor. Este proceso se repite continuamente. Una analogía es una mecánica péndulo. En la resonancia, la serie impedancia de los dos elementos es mínimo y la impedancia es al máximo. Resonancia se utiliza para Tuning y filtrado, porque se produce en un determinado frecuencia para valores de dados inductancia y capacitancia. Puede ser perjudicial para el funcionamiento de comunicaciones circuitos por causar oscilaciones sostenidas y transitorias no deseadas
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que pueden causar ruido, señal distorsióny daños a los elementos del circuito. Resonancia paralelo o circuitos de cerca-a-resonancia pueden utilizarse para evitar el desperdicio de energía eléctrica, que de lo contrario ocurriría mientras el inductor construyó su campo o el condensador cargado y descargado. Por ejemplo, motores asincrónicos perder corriente inductiva mientras sincrónica los residuos corriente capacitiva. El uso de los dos tipos en paralelo hace que el inductor alimenta el condensador, y viceversa, manteniendo la misma corriente resonante en el circuito y toda la corriente se convierte en trabajo útil. Desde el inductivo reactancia y la reactancia capacitiva son de igual magnitud, ωL = 1/ΩC , así:
donde ω = 2πf , en el cual f es la frecuencia de resonancia en Hertz, L es la inductancia en Henrios, y C es la capacitancia en faradios Cuando estándar Unidades del SI se utilizan. La calidad de la resonancia (hace cuánto sonará cuando emocionado) está determinada por su Q factor, que es una función de la resistencia. Un verdadero circuito LC tendría Q infinito, pero todos los circuitos reales tienen una resistencia y Q más pequeño y generalmente son aproximados con mayor precisión por un circuito RLC. Circuito RLC
Artículo principal: Circuito RLC
Una circuito RLC serie: un resistor, inductor y un condensador Un Circuito RLC (o Circuito LCR ) es un circuito eléctrico consiste en un resistor, un inductory un condensador, conectados en serie o en paralelo. La parte RLC del nombre es debido a esas cartas están los símbolos eléctricos habituales
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para resistencia, inductancia y capacitancia respectivament e. Las formas del circuito un oscilador armónico para la corriente y resuena de manera similar a un Circuito LC. La principal diferencia derivadas de la presencia de la resistencia es que cualquier oscilación inducida en la descomposición del circuito con el tiempo si no es mantenido por una fuente. Este efecto de la resistencia se llama amortiguación. La presencia de la resistencia también reduce la frecuencia de resonancia del pico. Cierta resistencia es inevitable en circuitos reales, aunque no esté específicamente incluido como un componente de un resistor. Un puro circuito LC es un ideal que sólo existe en teoría. Hay muchas aplicaciones para este circuito. Es utilizado en muchos tipos diferentes de circuitos oscilador. Es una aplicación importante para Tuning, como en receptores de radio o Aparatos de televisión, donde se utilizan para seleccionar un rango estrecho de frecuencias de las ondas de radio ambientales. En este papel el circuito se refiere a menudo como un circuito sintonizado. Un circuito RLC puede ser utilizado como un filtro paso banda, filtro Suprime banda, filtro de paso bajo o filtro de paso alto. La aplicación de ajuste, por ejemplo, es un ejemplo de filtro pasa-banda. El filtro RLC es descrito como un segundo orden circuito, lo que significa que cualquier voltaje o corriente en el circuito puede ser descrito por un segundo orden ecuación diferencial en el análisis del circuito. Los elementos del tres circuito pueden combinarse en un número de diferentes topologías. Los tres elementos en serie o los tres elementos en paralelo son los más simples en el concepto y el más directo analizar. Sin embargo, hay otros arreglos, algunos con importancia práctica en circuitos reales. Un tema a menudo es la necesidad de considerar la resistencia de inductor de cuenta. Inductores se construyen típicamente de bobinas de alambre, la resistencia de los cuales no es generalmente accesible, pero a menudo tiene un efecto significativo sobre el circuito.
