Informe de Laboratorio

Conversión

Electromecánica de la Energía

Integrantes: Diego Fernández Silva Jonathan Cheuquian Caicheo

Paralelo: 01

Profesor: Carlos Ávila Muñostes

Fecha: 23 de agosto de 2010

Introducción

Este informe nos dedicaremos a analizar el comportamiento de los instrumentos del laboratorio tanto análogos como digitales (SAMTE), sus capacidades, rangos de medida y su forma de uso, también a construir los circuitos, junto con los cuidados que se deben tener al armarlos como el seguimiento de las conexiones descritas en las placas de cada instrumento. Asimismo a ver las diferencias y similitudes que hay en el circuito al conectar cada carga. Luego por último a examinar y comparar las mediciones que indican los instrumentos análogos y digitales utilizados en clase.

Objetivos

Aprender procedimientos de medición de corriente, tensión, potencia activa y reactiva, factor de potencia y formas de onda mediante instrumentos electromecánicos y electrónicos.

Marco teórico.

Wattmetro: es un instrumento electrodinámico para medir la potencia eléctrica o la tasa de suministro de energía eléctrica de un circuito eléctrico dado. El dispositivo consiste en un par de bobinas fijas, llamadas «bobinas de corriente», y una bobina móvil llamada «bobina de potencial».

Las bobinas fijas se conectan en serie con el circuito, mientras la móvil se conecta en paralelo. Además, en los wattmetros analógicos la bobina móvil tiene una aguja que se mueve sobre una escala para indicar la potencia medida. Una corriente que circule por las bobinas fijas genera un campo electromagnético cuya potencia es proporcional a la corriente y está en fase con ella. La bobina móvil tiene, por regla general, una resistencia grande conectada en serie para reducir la corriente que circula por ella.

Amperímetro: es un instrumento que sirve para medir la intensidad de corriente que está circulando por un circuito eléctrico.Si hablamos en términos básicos, el amperímetro es un simple galvanómetro (instrumento para detectar pequeñas cantidades de corriente) con una resistencia en paralelo, llamada shunt. Disponiendo de una gama de resistencias shunt, podemos disponer de un amperímetro con varios rangos o intervalos de medición. Los amperímetros tienen una resistencia interna muy pequeña, por debajo de 1 ohmio, con la finalidad de que su presencia no disminuya la corriente a medir cuando se conecta a un circuito eléctrico.

Cosenofimetro: El Cosenofimetro es un instrumento diseñado para medir y presentar en forma análoga o digital la variable factor de potencia en tableros eléctricos y en los trabajos de medición en laboratorios. 

Este es un instrumento que presenta la relación entre la potencia real y la potencia aparente así: 

Kilowatts = kilo voltamperios * coseno ø... o sea que 

Coseno ø = kilowatts / kilo voltamperios 

Cargas capacitivas: El condensador es un dispositivo formado por dos conductores o armaduras, generalmente en forma de placas o láminas, separados por un material dieléctrico, que sometidos a una diferencia de potencial adquieren una determinada carga eléctrica.

Cargas inductivas: Un inductor o bobina es un componente pasivo de un circuito eléctrico que, debido al fenómeno de la autoinducción, almacena energía en forma de campo magnético. Un inductor está constituido usualmente por una bobina de material conductor, típicamente cable de cobre.

Carga resistiva: Se denomina resistencia eléctrica, R, de una sustancia a la oposición que encuentra la corriente eléctrica para recorrerla. Su valor se mide en ohmios y se designa con la letra griega omega mayúscula (Ω).

Desarrollo

1) En primer lugar describiremos como está compuesto el circuito:

El circuito está alimentado por una fuente de poder trifásica variable la que regulamos para que entregue 220 [v] al circuito, luego continua un interruptor que conectamos al SAMTE (el cual adquiere los datos para enviarlos a un programa computacional que los va digitando y graficando) .Desde el mismo SAMTE sale el cableado, el cual antes de conectarse a las cargas lo intervinimos, conectando los instrumentos de medición análogos que consisten en un amperímetro, luego dos wattmetros, un cosenofimetro y por ultimo un voltímetro. Finalmente el circuito se divide para conectarse a tres interruptores, saliendo de cada uno, cables para conectar a cada tipo de carga (resistiva, inductiva y capacitiva, respectivamente).

2) Una vez realizado toda la conexión en circuito procedimos a energizar las cargas y comenzamos a observas las mediciones que obtenemos de los instrumentos tanto análogos, como en el SAMTE. Cuyas comparaciones se verán en las siguientes tablas:

Tablas de valoresCarga resistiva:

Instrumento SAMTEPotencia [watts] Wattmetro1: 670

Wattmetro2: 630Total: 1300

R 428S 430T 410

Voltaje(rms) [v] 220 R 126S 127T 125

Int. De corriente [A] 3,5 R 3,36S 3,34T 3,25

FP 1 1

Carga inductiva:

Instrumento SAMTEPotencia [watts] Wattmetro1: 630

Wattmetro2: 200Total: 830

R 278S 270T 262

Voltaje(rms) [v] 220 R 126S 126T 125

Int. De corriente [A] 2,9 R 2,8S 2,7T 2,8

FP 0,8 en atraso R-0,77S-0,76T-0,75

Carga capacitiva:

Instrumento SAMTEPotencia [watts] Wattmetro1: 280

Wattmetro2: 550Total: 820

R 270S 264T 263

Voltaje(rms) [v] 220 R 127S 128T 126

Int. De corriente [A] 2,7 R 2,6S 2,5T 2.5

FP 0,8 en adelanto R 0,8S 0,8T 0,81

Comparando las mediciones obtenidas desde los instrumentos análogos y el SAMTE, podemos decir que ambos arrojan valores similares, pero con una mínima diferencia, debido a que los instrumentos análogos poseen errores de inserción (mínimas resistencias internas) y los valores entregados varían en +-3%, además se puede agregar el factor humano al momento de realizar las mediciones, ya que el observador no es tan preciso al momento de ver y anotar los datos obtenidos, mientras que los valores obtenidos del SAMTE son más exactos y de fácil interpretación.

3) Grafico de factor de potencia v/s razón de potencias:

-0,8

-0,6

-0,4

-0,2

0

0,2

0,4

0,6

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

factor de potencia

razo

n d

e p

ote

nci

a

Serie1

A través del gráfico, podemos concluir que la razón de potencia activa medida por el método de los dos wattmetros, va cambiando de manera aproximadamente lineal con respecto a la variación del factor de potencia

Conclusión

De una manera general, podemos confirmar al final de este informe que los instrumentos de medición análogos y el SAMTE presentan mínimas diferencias entre si, pero a grandes rasgos se pueden despreciar, ya que tanto por el método análogo y digital podemos apreciar el comportamiento del circuito con sus diferentes cargas, y obtener las variables eléctricas (potencia, intensidad de corriente, voltaje, factor de potencia) y confirmar las leyes básicas que rigen a los circuitos.

A través del SAMTE fuimos capaces de apreciar la forma de onda de las variables al momento de conectar las diferentes cargas, y observar el atraso o adelanto de la corriente con respecto al voltaje.

Con respecto al gráfico podemos decir que la razón de potencia activa va aumentando a medida que el factor de potencia se va acercando a 1. Esto se produce de manera aproximadamente lineal.