circutos 2 labo 2

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA MECNICA

LABORATORIO N2CIRCUITOS TRIFASICOS BALANCEADOS

CURSO:LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II ML125-A

PROFESOR:ING. TARAZONA BERMUDEZ, BERNABE ALBERTO

ALUMNOS:ALCANTARA TACORA SANDRO 20134120YUPTON LLIUYA DAVID 20122680KCASTRO VELASQUEZ MARCO 20121193IROSALES OLVERA CHRISTIAN 20100334BDAVILA RUIZ LUDWIN 20091142B

2015-II

LABORATORIO N2: CIRCUITOS TRIFASICOS BALANCEADOS

I.- OBJETIVO.-Analizar y evaluar en forma experimental la medida de las magnitudes elctricas existentes en los circuitos trifsicos balanceados.

II.- FUNDAMENTO TERICO.-

CIRCUITOS TRIFASICOS BALANCEADOS:La principal aplicacin para los circuitos trifsicos se encuentra en la distribucin de la energa elctrica por parte de la compaa de luz a la poblacin. Nikola Tesla prob que la mejor manera de producir, transmitir y consumir energa elctrica era usando circuitos trifsicos.

Algunas de las razones por las que la energa trifsica es superior a la monofsica son: La potencia en KVA (Kilo Volts Ampere) de un motor trifsico es aproximadamente 150% mayor que la de un motor monofsico.

En un sistema trifsico balanceado los conductores necesitan ser el 75% del tamao que necesitaran para un sistema monofsico con la misma potencia en VA por lo que esto ayuda a disminuir los costos y por lo tanto a justificar el tercer cable requerido.

La potencia proporcionada por un sistema monofsico cae tres veces por ciclo. La potencia proporcionada por un sistema trifsico nunca cae a cero por lo que la potencia enviada a la carga es siempre la misma.

Conceptos importantes Para comprender como funcionan los circuitos trifsicos es necesarios primero conocer cmo se denominan las partes que lo componen as como todos los conceptos relacionados.Sin un claro entendimiento de todo esto se pueden ocasionar confusiones a la hora de resolver un problema con circuitos trifsicos.Voltajes trifsicos balanceadosPara que los tres voltajes de un sistema trifsico estn balanceados debern tener amplitudes y frecuencias idnticas y estar fuera de fase entre s exactamente 120.

Importante: En un sistema trifsico balanceado la suma de los voltajes es igual a cero:Va + Vb + Vc = 0

Circuito trifsico balanceadoSi las cargas se encuentran de manera que las corrientes producidas por los voltajes balanceados del circuito tambin estn balanceadas entonces todo el circuito est balanceado.

Voltajes de faseCada bobina del generador puede ser representada como una fuente de voltaje senoidal.Para identificar a cada voltaje se les da el nombre de voltaje de la fase a, de la fase b y de la fase c.

Anlisis de circuitos trifsicosDatos importantes- Ya que en un circuito trifsico balanceado las tres fases tienen voltajes con la misma magnitud pero desfasados, y las tres lneas de transmisin, as como las tres cargas son idnticas, lo que ocurre en una fase del circuito ocurre exactamente igual en las otras dos fases pero con un ngulo desfasado. Gracias a esto, si conocemos la secuencia de fase del circuito, para resolverlo (encontrar sus voltajes y corrientes) basta con encontrar el voltaje de una sola fase y despus encontrar las de las otras fases a partir de esta.

- La suma de los voltajes de un sistema trifsico balanceado es cero. Va + Vb + Vc = 0Conexiones posibles entre el generador y las cargas.Tanto la fuente como las cargas pueden estar conectadas en Y o en delta por lo que existen 4 configuraciones posibles:

Para poder resolver circuitos trifsicos basta con entender primero cmo resolver un circuito Y Y ya que cualquier otra configuracin se puede reducir a un circuito Y-Y utilizando transformaciones -Y. Relacin de voltajes de lnea a lnea y de lnea a neutroEs importante conocer la manera de obtener un voltaje de lnea a lnea a partir de los voltajes de lnea a neutro y viceversa

En situaciones en donde se tiene un circuito con la fuente, la carga o ambas en forma de delta se pueden utilizar transformaciones de delta a Y para que quede en forma de Y-Y.Si el circuito trifsico tiene la carga balanceada, es decir, todas las impedancias de la carga son exactamente iguales, entonces podemos obtener la impedancia equivalente para cada una de las ramas de la Y con la frmula:

en donde Zy es una de las tres impedancias de la carga en forma de Y. Como la carga est balanceada entonces todas las impedancias de la carga valen lo mismo.

Relacin entre las corrientes de lnea y las corrientes de fase en un circuito en forma de deltaEn las siguientes imgenes se muestra cuales son las corrientes de lnea y las corrientes de fase para una carga en forma de delta:

Es de mucha utilidad el poder obtener las corrientes de fase a partir de las corrientes de lnea y viceversa en problemas que involucren cargas o fuentes en forma de delta. La razn es que cuando en un circuito trifsico tenemos una carga en forma de delta no podemos obtener un circuito monofsico equivalente ya que no hay lnea neutra. Como un circuito monofsico es ms fcil de resolver que uno trifsico lo mejor en este caso es transformar la delta utilizando transformaciones delta-Y a una Y, posteriormente ya que se tiene la carga y la fuente en forma de Y se puede obtener el circuito equivalente monofsico como se explic anteriormente y as obtener la corriente de lnea. Una vez que obtenemos esta corriente de lnea es posible saber en base a esta cunto vale la corriente en cada una de las ramas de la delta y por lo tanto se da respuesta al problema inicial.

III.- CUESTIONARIO.-1) Tabular los valores de las magnitudes medidas para cada caso, asimismo, comparar la potencia leda por el vatmetro y la obtenida a partir del medidor de energa, con la frmula:P = 3 VFase IFase cos (Indicar el % de error)

Carga resistiva pura conectada en tringulo:VLINEA (V) = VFASE (V)ILINEA (A)IFASE (A)

VRS (V)VST (V)VTR (V)IR (A)IS (A)IT (A)IRS (A)IST (A)ITR (A)

231.4230.4230.32.3182.2942.3011.3341.3141.339

VATIMETRO (W)ANGULO EN EL COSIMETROP=3*VF*IF*COS (W)

9200926.0628

Carga resistiva pura conectada en estrella:VLINEA (V)VFASE (A)ILINEA (A) = IFASE (A)

VRS (V)VST (V)VTR (V)VRN (V)VSN (V)VTN (V)IR (A)IS (A)IT (A)

232.1230.9231.4133.8135.11330.9960.990.981


4000690.5

Carga inductiva pura conectada en estrella:VLINEA (V)VFASE (A)ILINEA (A) = IFASE (A)


222.2222.4225.2129.8128.9131.10.2640.2430.281


12095.89

Carga capacitiva pura conectada en tringulo:VLINEA (V) = VFASE (V)ILINEA (A)IFASE (A)

VRS (V)VST (V)VTR (V)IR (A)IS (A)IT (A)IRS (A)IST (A)ITR (A)

235.5235.5235.13.1673.1483.1351.741.7431.744


0-900

Carga capacitiva pura conectada en estrella:VLINEA (V)VFASE (A)ILINEA (A) = IFASE (A)


235233.7234.4135.4135.2135.21.021.031.02


0-65175

Motor elctrico trifsico:VLINEA (V)ILINEA (A)

VRS (V)VST (V)VTR (V)IR (A)IS (A)IT (A)

222.2222.4225.23.33.33.17

VATIMETRO (W)ANGULO EN EL COSIMETROP=3*VL*IL*COS (W)

1000

Todas las cargas:REACTORES (ESTRELLA)MOTOR (3)FOCOS (TRIANGULO)CONDENSADORES (TRIANGULO)

VFASE (A)VLINEA (V)VLINEA (V) = VFASE (V)VLINEA (V) = VFASE (V)

VRN (V)VSN (V)VTN (V)VRS (V)VST (V)VTR (V)VRS (V)VST (V)VTR (V)VRS (V)VST (V)VTR (V)

133.5134.4132223.4223.4224.8223.4223.4224.82.3072.2952.303

ILINEA (A) = IFASE (A)ILINEA (A)IFASE (A)IFASE (A)

IR (A)IS (A)IT (A)IR (A)IS (A)IT (A)IRS (A)IST (A)ITR (A)IRS (A)IST (A)ITR (A)

2.8182.7482.7370.9181.8382.1181.321.321.320.8420.4260.425

VATIMETRO (W)MEDIDOR DE ENERGIA (W)P=3*VL*IL*COS (W)

400380376.41

2) Elaborar para cada caso y cada secuencia de fases un diagrama fasorial, indicar las tensiones de lnea, de fase y las corriente, obtenidas a partir de los clculos.3) Para cada caso, tomando como referencia, el plano complejo, elaborar el tringulo de potencias obtenido experimentalmente, indicando P, Q, S y cos .Carga resistiva pura conectada en tringulo:COS 0

(S) POTENCIA APARENTE TOTAL (VA)295.73

(P) POTENCIA ACTIVA TOTAL (W)295.73

(Q) POTENCIA REACTIVA TOTAL (VAR)0

Carga resistiva pura conectada en estrella:COS 0



(Q) POTENCIA REACTIVA TOTAL (VAR)0

Carga inductiva pura conectada en estrella:COS 0.939



(Q) POTENCIA REACTIVA TOTAL (VAR)35.11

Carga capacitiva pura conectada en tringulo:COS 0.3




Carga capacitiva pura conectada en estrella:COS 0.82




Motor elctrico trifsico:COS 0.3




Todas las cargas:COS 0.6




4) Para los todos los casos: plantear y verificar el cumplimiento de las Leyes de Kirchhoff en cada uno de los circuitos empleados, asimismo, elaborar un cuadro con los valores de los voltajes y corrientes obtenidos en cada caso y compararlo con los obtenidos analticamente, indicando el % de error del voltaje y corriente suministrada por la red (obtenidas al resolver cada circuito).5) Explicar e indicar la forma como se obtuvieron dichos valores.IV.- CONCLUSIONES.- Se concluye que en todo sistema trifsico balanceado las corrientes de lnea son iguales. Se concluye que en un sistema elctrico, las cargas inductivas retrasan la corriente respecto al voltaje, mientras que cargas capacitivas adelantan la corriente respecto al voltaje, es decir sus efectos se contrarrestan. Se concluye que la potencia reactiva tiene como funcin magnetizar la bobina de los reactores, y a diferencia de la potencia activa o til no puede ser utilizada. Se concluye que en la prctica todos los elementos pasivos, tales como: resistores, inductores y capacitores tienen resistencia elctrica. Se concluye que en los reactores su resistencia es pequea en comparacin con su inductancia y es por ello que la potencia activa en este caso es muy pequea casi cero. Se concluye que el error obtenido se debe a la falta de calibracin de los instrumentos de medida (vatmetro y cosfmetro).V.- RECOMENDACIONES.- Se recomienda trabajar con pinzas amperimtricas cuyas bateras se encuentren cargadas y tener as buenas lecturas. Se recomienda que para tomar medidas adecuadas con la pinza amperimtrica, lo mejor es apartar al cable donde se realizar la medicin de los dems para que el campo magntico de los cables restantes no tengan gran influencia sobre la medicin realizada. Se recomienda tener mucho cuidado al momento de realizar las conexiones en el vatmetro, cosfmetro y medidor de energa trifsicos para tener buenas lecturas.

VI.- BIBLIOGRAFIA.- Gua de laboratorio de circuitos elctricos II. http://www.trifasicos.com/conceptos.php Anlisis de Circuitos Trifsicos.

ALEXANDER, CHARLES K., Fundamentos de circuitos elctricos, Editorial McGraw-Hill, USA, 2006.

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