hojas guia acii 2015b

CONTROL INDUSTRIAL

2015-B QUITO-ECUADOR

ANLISIS DE CIRCUITOS ELCTRICOS II

DEPARTAMENTO DE

AUTOMATIZACIN Y

HOJAS GUAS PRCTICAS DE LABORATORIO

LCETexto tecleadoCampus Politcnico "J. Rubn Orellana R."

Direccin: Ladrn de Guevara E11-253 Telfono: (02) 2976300 Ext.2209 Correo: [email protected] Quito - Ecuador

CODIFICACIN DEL REGLAMENTO DEL SISTEMA DE ESTUDIOS DE LAS

CARRERAS DE FORMACIN PROFESIONAL Y DE POSGRADO

TTULO V. DE LA GESTIN ACADMICA

CAPTULO I. DE LA EVALUACIN Y APROBACIN DE ASIGNATURAS

Art. 42.- Los profesores otorgarn a cada estudiante dos calificaciones correspondientes a los resultados obtenidos a travs de los eventos de evaluacin continua propuestos en la planificacin semestral por asignatura, una en la mitad del perodo lectivo y otra al final del mismo, conforme al calendario acadmico. Cada calificacin ser sobre diez puntos y se podr pasar hasta con un decimal. Ningn evento de evaluacin tendr una valoracin superior al 40% de cada calificacin. Dentro de las fechas indicadas en el calendario acadmico, cada profesor ingresar las calificaciones en el SAEW. Al final del semestre deber entregar un reporte impreso de las mismas en la secretara de la unidad acadmica correspondiente. Art. 46.- Para aprobar asignaturas de las carreras de ingeniera, ciencias o tecnlogos que consistan exclusivamente de prcticas de laboratorio, es necesario realizar todas las prcticas de laboratorio programadas para el perodo y alcanzar como mnimo 24 puntos sobre 40. Art. 47.- Para asignaturas que tengan integradas componentes de teora y prcticas de laboratorio, en la planificacin semestral por asignaturas el profesor establecer los porcentajes de ponderacin con los que aportar cada componente a la calificacin. El profesor de la asignatura realizar la integracin de la calificacin. En todo caso, para aprobar la asignatura se requiere haber realizado, al menos, el 80% de todas las prcticas de laboratorio programadas y obtener la calificacin global mnima de 24 puntos sobre 40, para el caso de las carreras de tercer nivel y tecnologas, y de 28 puntos sobre 40, para el caso de los programas de postgrado. Art. 48.- Es obligacin del profesor dar a conocer a los estudiantes las calificaciones y revisar los documentos de evaluacin escritos o digitales, antes de ingresar las calificaciones al SAEW. Art. 49.- Los profesores, en caso de error en la calificacin o demora en su entrega, debern solicitar al Decano de la Facultad, al Director del Instituto Superior Tecnolgico o al Coordinador de los Cursos de Nivelacin, segn el caso, la rectificacin de la calificacin o la autorizacin para el ingreso tardo, explicando el motivo correspondiente. El tiempo mximo para la rectificacin de calificaciones ser de cinco das laborables contados a partir de la fecha del cierre informtico del SAEW. Luego de este cierre, las solicitudes de rectificacin o de ingreso tardo de calificaciones debern ir dirigidas al Vicerrector, quien resolver lo pertinente. Art. 51.- Si un estudiante estimare que la calificacin de un evento de evaluacin escrito no es justa, podr solicitar la recalificacin del mismo, para lo cual presentar una solicitud al Decano de la Facultad, al Director del Instituto Superior Tecnolgico o al Coordinador de los Cursos de Nivelacin, segn corresponda, tendiente a conseguir la autorizacin respectiva y el sealamiento de dos profesores de reas afines para que procedan a la recalificacin, entre los cuales no debe constar el profesor de la asignatura.

Esta solicitud solamente se podr presentar dentro de los tres das laborables

posteriores al ingreso de la calificacin al SAEW. Los profesores designados, en el

plazo de dos das laborables de recibido el instrumento de evaluacin, remitirn por

separado al Decano de la Facultad, al Director del Instituto Superior Tecnolgico o al


Coordinador de los Cursos de Nivelacin, segn el caso, los resultados de la

recalificacin. El Decano de Facultad, el Director del Instituto Superior Tecnolgico o el

Coordinador de los Cursos de Nivelacin, determinar, mediante provedo, la nueva

calificacin como el promedio de las recalificaciones y entregar dicho documento a la

Secretara correspondiente para que se la registre.

CAPTULO IV. DE LA ASISTENCIA ESTUDIANTIL, JUSTIFICACIN Y SANCIONES. Art. 61.- Los estudiantes deben asistir obligatoria y puntualmente a los eventos de evaluacin y prcticas de laboratorio en las fechas establecidas; en caso de no hacerlo, debern presentar al profesor de la asignatura una solicitud para rendir o cumplir con dichas actividades, adjuntando los documentos justificativos debidamente certificados por la Unidad de Bienestar Estudiantil y Social, dentro de los tres das laborables siguientes a la fecha de terminacin del motivo que impidi su asistencia. Las solicitudes presentadas fuera de este plazo sern negadas. Si la solicitud es justificada, el profesor fijar la fecha y hora para la realizacin de los referidos eventos, sin sancin. Art. 62.- Si el estudiante no justifica su inasistencia, el profesor aplicar una sancin equivalente al 20% de la calificacin obtenida en el evento o prctica de laboratorio. El plazo mximo para la recepcin de eventos de evaluacin o prcticas de laboratorio atrasados sin justificacin, ser de diez das laborables despus de la fecha inicial.

Art. 63.- Una vez cerrado el Sistema de Administracin Estudiantil (SAEW), quienes

deben autorizar cualquier solicitud de examen atrasado son el Decano de Facultad, el

Director del Instituto Superior Tecnolgico o el Jefe del Departamento de Formacin

Bsica, segn corresponda.


NORMAS INTERNAS

1.- RESPONSABILIDAD:

a. Son responsables del equipo de laboratorio los profesores y estudiantes que participan en cada sesin.

b. De la buena marcha y el xito de las sesiones, as como, del cumplimiento de las normas son responsables los instructores de cada sesin de laboratorio.

c. Del correcto funcionamiento de los equipos de laboratorio, as como del arreglo y mantenimiento de laboratorio son responsables los jefes de laboratorio.

d. Fuera de sesiones de laboratorio la coordinacin del uso del rea y equipos, sern autorizados por el jefe del laboratorio.

2.- ASISTENCIA:

a. El inicio de cada sesin ser a la hora programada (ingreso de

estudiantes atrasados con un mximo de 10 MINUTOS).

b. La adquisicin de datos de cada sesin finalizar como mximo 10

MINUTOS antes del tiempo establecido para la sesin.

3.- DISCIPLINA:

a. Cada grupo debe trabajar en su respectiva mesa.

b. Cada grupo debe usar solo el equipo de la mesa de trabajo (el equipo

adicional se debe solicitar al instructor).

c. En la mesa de trabajo solo debe estar el material necesario (el resto de

la indumentaria estudiantil ubicar en un sitio pre-establecido).

4.- ACADMICO:

a. Cada estudiante debe traer elaborado el TRABAJO PREPARATORIO

correspondiente a la prctica a desarrollar.

b. Todos los trabajos deben ser legibles y en REDACCIN

IMPERSONAL.

5.- EVALUACION:

Los instrumentos de evaluacin durante el desarrollo de las prcticas sern los

siguientes:


TRABAJO PREPARATORIO

Requisito indispensable para realizar la prctica.

EVALUACION PREVIA Hoja de datos, coloquio antes del inicio del experimento.

DESARROLLO Se evaluar el desarrollo y desempeo de cada estudiante durante la ejecucin de la prctica.

INFORME Posterior a la ejecucin de la prctica y es sujeto de comprobacin.

6.- Pautas Generales.

a. La prdida y/o deterioro de equipo y herramientas implica

responsabilidad pecuniaria (reposicin de equipo de mejores o iguales

caractersticas) por parte de la persona o las personas que se

encontraban en la mesa de trabajo (en el caso de sesiones de

laboratorio) o de todo el grupo que se encontraba en un determinado

tiempo en el laboratorio cuando ocurri la prdida y/o deterioro de

equipos y herramientas

b. Incumplimiento de plazos: 2 puntos por cada da calendario en la

entrega del informe con un mximo de 5 das calendario, para tener

calificacin es obligacin entregar el informe.

c. Si el estudiante no justifica su inasistencia, o se presenta a la prctica

de laboratorio sin la preparacin respectiva el profesor tiene la potestad

de negar la realizacin de la misma. Bajo estas circunstancias el

estudiante podr recuperar nicamente una prctica por bimestre previa

solicitud al instructor.

GUA GENERAL DE CARACTERSTICAS Y CONTENIDO DE UN

INFORME

1. Cartula: - Identificacin del tipo de Laboratorio. - Nmero y tema de la prctica. - Fecha de realizacin de la prctica. - Nmina de los integrantes y cdigo del grupo. - Fecha de entrega del informe. - Espacio para datos de recepcin. - Perodo lectivo.

2. Sustentacin terica: - Ttulo de la prctica.

- Objetivo general. - Resumen terico de sustentacin del experimento (acorde a las

indicaciones del instructor) 3. Procedimiento prctico: - Elementos utilizados en la prctica y sus caractersticas generales.

- Resumen del procedimiento prctico del experimento con los modelos circuitales.

4. Datos tericos y medidos: - Modelo de clculo.

- Tabulacin de valores tericos, medidos y errores (absolutos, relativos o porcentuales).

5. Desarrollo del cuestionario: - Responder en forma clara y plenamente justificada el cuestionario

propuesto en las hojas guas 6. Anlisis de resultados: - Anlisis de los resultados obtenidos.

- Justificacin de los errores. - Conclusiones en base al objetivo del experimento.

7. Aplicaciones: - Directas o indirectas del experimento. 8. Bibliografa especfica: - Autor(es), Nombre del texto, Editorial, Edicin, Pas, Ao, Captulo(s),

Pgina(s). 9. Hoja de datos: - Nmero y Ttulo de la Prctica.

- Nombres de los integrantes del Grupo. - Cdigo del Grupo. - Grfica de circuito(s) y tabla(s) con los datos experimentales. - Fecha de realizacin de la Prctica. - Fecha de entrega del Informe. - Firma del Instructor.

CONTENIDO Y CARACTERSTICAS DEL TRABAJO

PREPARATORIO

1. Cartula: - Identificacin del tipo de Laboratorio. - Nmero y tema de la Prctica.

- Nmina de los integrantes y cdigo del grupo.

- Fecha de entrega del Trabajo Preparatorio.

- Espacio para datos de recepcin.

- Perodo lectivo.

2. Sustentacin terica: - Ttulo de la prctica. - Objetivo de la prctica

- Desarrollo del cuestionario propuesto en las hojas guas de la prctica a

desarrollarse.

3. Bibliografa especfica: - Nombre del texto, Autor(es), Editorial, Edicin, Ao, Pas, Captulo(os), Pgina(as).


ESCUELA POLITCNICA NACIONAL Campus Politcnico "J. Rubn Orellana R."

FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA

LABORATORIO DE CIRCUITOS ELCTRICOS II

PRCTICA N1

1. TEMA

SECUENCIA DE FASES EN CIRCUITOS TRIFSICOS

2. OBJETIVO

2.1. Utilizar diseos de secuencmetros para la deteccin de la secuencia de fases en

fuentes trifsicas simtricas.

3. TRABAJO PREPARATORIO

3.1. Considere el circuito de la figura 1, con una fuente 3 simtrica de secuencia

positiva, un voltaje entre lneas de 210 [Vrms] y una frecuencia f = 60 [Hz].

D1: 1N4007

Rn=

200 [

]

O

A

N

R2=600 []

D2: 1N4007

B

R3=300 []

D3: 1N4007

C

IA

IB

IC

FIGURA 1

Carrera de Ingeniera Electrnica y Control Carrera de Ingeniera Electrnica y Telecomunicaciones

Carrera de Ingeniera Electrnica y Redes de Informacin Carrera de Ingeniera Elctrica

R1=200 []

a) Calcule las corrientes de lnea (IA, IB e IC) adems de la corriente del neutro (IN), sin considerar el efecto de los diodos.

b) Dibuje en un mismo grfico los voltajes VAO, VBO, VCO e identifique en los mismos el valor pico de cada onda considerando diodos ideales.


negativa, un voltaje entre lneas de 210 [Vrms] y una frecuencia f = 60 [Hz].

Resuelva el circuito y obtenga el valor de las corrientes en cada uno de los focos,

para valores de resistencia de cada foco, dados por: Foco lnea A = 520 [], foco

lnea C = 300 [].

10 [F]

100W/220V

100W/220V

O

A

B

C

Ia

Ic

>

>

FIGURA2

4. EQUIPO Y MATERIALES

Tablero trifsico

2 Focos 110[W] / 220V

Capacitor decdico (10uf)

3 Restatos 600 [], 1 restato de 170 []

Tablero para diodos

Voltmetro, Ampermetro y Osciloscopio

Juego de Cables

Elementos de maniobra y proteccin

3.3. Por qu no se puede calcular la resistencia de un foco con los datos: 100W/220V?

3.4. Cul es el principio de funcionamiento del secuencmetro rotativo?




5. PROCEDIMIENTO

NOTA 1: Antes de proceder con la prctica, el Instructor har una breve introduccin al

desarrollo del tema, as como una explicacin de los aspectos que se deben tomar en cuenta

en el manejo de los elementos y equipos de medida.

5.1. Diseo de secuencmetro con diodos:

a) Armar el circuito trifsico de la figura 3 y proceder a dibujar la grfica de las 3

seales que aparecen en el osciloscopio. Identificar en la grfica, la seal de

cada una de las fases, mediante la variacin del valor del restato

correspondiente (uno a la vez), alrededor del valor inicial y realizar mediciones

del valor pico de cada fase.

R1

D1: 1N4007

Rn

O

A

B

C

N

CH A

REF

R2

R3

D2: 1N4007

D3: 1N4007

FIGURA 3

5.2. Diseo de secuencmetro con sealizacin: Armar el circuito trifsico de la figura

4 y proceder a tomar datos de voltajes y corrientes, en ambas secuencias.

b) Con el mismo valor de los restatos cambiar la secuencia de fases y realizar

las mismas mediciones que en el literal a. Al final de sta, medir los valores de R1, R2, R3 y Rn con los cuales se trabajaron.

NOTA 2: El grupo de estudiantes debe traer 3 diodos (1N4007) y 1 punta de prueba.


10 [F]

100W/220V

100W/220V

O

A

B

C

Ia

Ic

>

>

FIGURA 4

NOTA 3: El valor de la resistencia de cada foco (para clculos tericos), debe ser obtenido

en base a sus valores de voltaje y corriente y no tomando los datos de voltaje y

potencia que aparecen en la caracterstica del foco.

6. INFORME

6.1. Explicar qu es la secuencia de fases en un circuito trifsico y cul es su efecto.

6.2. Justificar analticamente, en forma adecuada, las formas grficas del circuito de la

figura 3, considerando la secuencia positiva, calcular el error en los valores pico

de la grfica resultante con los valores de resistencia medidos.

6.3. Presentar el desarrollo terico de los fasores de corriente Ia e Ic , del circuito de

la figura 4, en cada una de las secuencias. En qu secuencia se cumple la

relacin : 1Ic

Ia

6.4. Explicar el efecto de la secuencia de fases en elemento rotativos.

6.5. Conclusiones y Recomendaciones

6.6. Bibliografa.

Responsable: Ing. Malena Loza Revisado por: Ing. Aracely Yandn. Jefe de Laboratorio





FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA Carrera de Ingeniera Electrnica y Control

Carrera de Ingeniera Electrnica y Telecomunicaciones Carrera de Ingeniera Electrnica y Redes de Informacin

Carrera de Ingeniera Elctrica


PRCTICA N2

1. TEMA

SIMULACIN: SECUENCIA DE FASES EN CIRCUITOS TRIFSICOS

2. OBJETIVO

2.1. Simular fuentes trifsicas simtricas en secuencia positiva y negativa acopladas a

diseos de secuencmetros, mediante el uso de Simulink del Matlab.


grfica las formas de onda de las corrientes de las lneas A y C en la misma

figura y poder exportarla hacia el Workspace.

b) Para la figura del literal anterior obtener la grfica de la corriente del neutro.

c) En una sola figura las grficas de los voltajes Vao, Vbo y Vco.

3.1. En Simulink, en base a un circuito similar al de la figura 1 considerando: Una Fuente trifsica simtrica en Y, VL=230 y las resistencias de los valores

especificados en la misma figura presentar:

a) El circuito con todos los elementos necesarios para visualizar en la misma



FIGURA 1

3.2. En el circuito de la figura 1, cambiar la secuencia de fases y realizar lo


5. PROCEDIMIENTO

NOTA 1: Antes de proceder con la simulacin, el Instructor har una breve introduccin al


en la simulacin.

Continuous

powergui

Vabc

IabcA

B

C

a

b

c

Three-PhaseV-I Measurement

N

A

B

C

Three-PhaseProgrammableVoltage Source

Diode2

Diode1

Diode500 ohms

350 ohms

150 ohms

correspondiente al punto 3.1

3.3. Qu tipo de informacin se encuentra en el bloque POWERGUI?3.4. Por qu no es conveniente copiar directamente la figura del SCOPE a Word al

momento de presentar un preparatorio o informe?

MATLAB

5.1. Diseo de secuencmetro con diodos:

En Simulink construir un modelo similar al de la figura 2. Correr la simulacin

para cada secuencia considerando VL=215 [V], 60 [Hz].

Elaborar un archivo en Word con la copia del modelo, los datos de POWERGUI y

las grficas de los osciloscopios.



FIGURA 2

5.2. Diseo de secuencmetro con sealizacin:

En el Simulink construir un modelo similar al de la figura 3. Correr la simulacin

para cada secuencia considerando VL=215 [V], 60 [Hz].

Elaborar un archivo en Word con la copia del modelo, los datos de POWERGUI

que contenga los valores rms de las corrientes de lnea, de los voltajes de lnea y

de fase adems de las grficas de los osciloscopios.

FIGURA 3

NOTA 2: Los valores de resistencia son aquellos obtenidos de las medidas de voltaje y

corriente para cada secuencia (prctica con elementos fsicos). Para los grupos que empiecen

con la prctica de Simulacin considerar secuencia positiva: R1=333.9 , R2=542.3 .

Secuencia negativa: R1=537.1 , R2=341.9

Continuous

powergui

v+-

Vn

V3

V2

V1

Vabc

IabcA

B

C

a

b

c

Three-PhaseV-I

Scope2

Scope1

Scope

D3

D2

D1

500 ohm

400 ohm

300 ohm

170 ohm

Continuous

powergui

v+-

Va-0

V3

V2

V1

Vabc

IabcA

B

C

a

b

c

Three-PhaseV-I

Scope1

Scope

signal rms

RMS1

signal rms

RMS

R2

R1

i+

-

Ic

i+

-

Ia

Display1

Display

10 uF



6. INFORME

6.1. Presentar los resultados de las simulaciones realizadas en el laboratorio.

6.2. Presentar la simulacin (en Simulink) del modelo de la figura 2, considerando

elementos resistivos de igual valor, para cada una de las secuencias de fase.

Comentar los resultados.

elementos resistivos de igual valor, para cada una de las secuencias de fase.

Segn los resultados de la simulacin, para que secuencia se cumple la relacin

. Comentar.

los de la simulacin, para cada uno de los circuitos involucrados y en cada una de

las secuencia de fase utilizadas.

6.3. Presentar la simulacin (en Simulink) del modelo de la figura 3, considerando

6.4. Escribir conclusiones generales, relacionadas con los resultados de la prctica y









PRCTICA N3

1. TEMA

VOLTAJES Y CORRIENTES EN CIRCUITOS TRIFSICOS

2. OBJETIVO

2.1. Medir magnitudes de voltaje y corriente en circuitos con fuente trifsica simtrica y

cargas asimtricas en Y (con y sin neutro) y .




A

B

C

N

R1

R2

0.16 [H], 4 []

10 [uF]

FIGURA 1

a) Resuelva el circuito y obtenga el valor de los voltajes y de las corrientes en

cada uno de los elementos, tomando en cuenta: un circuito sin neutro, R1 =

200, R2 = 420 .



b) Resuelva el circuito y obtenga el valor de los voltajes y de las corrientes en

cada uno de los elementos, tomando en cuenta: un circuito con neutro, R1 =

570, R2 = 550 .



10[uF]

R1

R2

A

B

C

0.16 [H], 4 []

FIGURA2

3.3. Cul es el efecto de usar o no el conductor neutro en una carga 3 no simtrica?.

3.4. Cmo se podra conectar el neutro a un circuito trifsico en Delta?. Explique con

un ejemplo.


Tablero trifsico

2 Focos 110[W] / 220V


Inductacia 0.16 H

Secuencmetro

Voltmetro, Ampermetro

Juego de Cables


5. PROCEDIMIENTO




Resuelva el circuito y obtenga el valor de los voltajes y las corrientes en cada uno

de los elementos para valores de resistencia de R1 = 570 [] y R2 = 450 [].



5.1. Circuito trifsico con carga en configuracin Y (con y sin neutro).

Armar el circuito trifsico de la figura 3 en secuencia positiva y proceder a tomar

medidas de voltajes y corrientes tanto de lnea como de fase con y sin neutro.

Adems medir la corriente en el neutro en la configuracin con neutro y el voltaje

entre el punto comn de la carga y el neutro de la fuente (carga sin neutro).

Verificar que el foco del tablero sea de 220V/100W

A

B

C

N

110W/220V

110W/220V

0.16 [H], 4 []

10 [uF]

FIGURA 3

NOTA 2: El valor de la resistencia de cada foco (para clculos tericos), debe ser obtenido en

base a sus valores de voltaje y corriente y no tomando los datos de voltaje y


5.2. Circuito trifsico con carga en configuracin .

Armar el circuito trifsico de la figura 4 en secuencia negativa y proceder a tomar

medidas de voltajes y corrientes, tanto de fase como de lnea. Verificar que el

foco del tablero sea de 220V/100W.

10[uF]

110W/220V

110W/220V

A

B

C

0.16 [H], 4 []

FIGURA 4



6. INFORME

6.1. Presentar el desarrollo terico del circuito de la figura 3, con y sin neutro.

6.2. Dibujar el diagrama fasorial de los voltajes de fase del circuito (figura 3) sin

neutro.

6.3. Dibujar el diagrama fasorial de las corrientes del circuito (figura 3) con neutro.

6.4. Considerar una carga trifsica simtrica de tipo R-L y analizar el efecto del

conductor neutro. Justificar con el respectivo desarrollo terico.

6.5. Presentar el desarrollo terico del circuito de la figura 4 y dibujar el diagrama

fasorial de voltajes y corrientes superponiendo los de fase y los de lnea.

6.6. Presentar un cuadro comparativo de valores tericos y prcticos, de cada circuito,

con sus respectivos errores. Comentar por qu ciertos errores son significativos.

6.7. Conclusiones y Recomendaciones de la prctica.









PRCTICA N4

1. TEMA

SIMULACIN: VOLTAJES Y CORRIENTES EN CIRCUITOS TRIFSICOS

2. OBJETIVO

2.1. Simular circuitos con fuente trifsica simtrica y cargas asimtricas, para obtener

magnitudes de voltaje y corriente, mediante el uso de Simulink del Matlab.


3.1. En Simulink, para un circuito similar al de la figura 1 considerando una fuente

trifsica simtrica en Y, VL=230[V] y un tiempo de simulacin de 3/60 s

presentar:

FIGURA 1

a) La simulacin en secuencia positiva para el circuito con y sin neutro, para

un valor de impedancia adecuado para cada lnea y los instrumentos

necesarios para obtener todos los valores de todos los voltajes y corrientes

(El estudiante elige los valores de impedancia).

Continuous

powergui

Z3

Z2

Z1Vabc

IabcA

B

C

a

b

c

Three-PhaseV-I

N

A

B

C

Three-PhaseProgrammableVoltage Source



b) El contenido del POWERGUI para cada caso simulado.

3.2. Cambiar la secuencia de fases y la carga trifsica al modelo delta y con los

mismos valores de impedancia repetir lo correspondiente al punto anterior.

3.3. Para el circuito de la figura 2, considerando un VL=2100o [V], 60 [Hz] y

secuencia negativa obtener:

a) El diagrama de simulacin en SIMULINK con todos los valores de

impedancia, elementos de medida para todos los valores de voltajes y

corrientes.

b) El contenido del POWERGUI para el caso simulado

1

2

3

1I

2I

3I

a

b

c

300

50 + j188.5

-j2.65

10 + j37.7

FIGURA 2




MATLab

5. PROCEDIMIENTO

NOTA 1: Antes de proceder con la simulacin, el Instructor har una breve introduccin al


en la simulacin.

5.1. Circuito trifsico con carga en configuracin Y (con y sin neutro) secuencia

positiva.

En Simulink construir un modelo similar al de la figura 3 para un valor de VL=215

V, 60 Hz con todos los elementos de medida necesarios.

Elaborar un archivo en Word con la copia del modelo y los datos de POWERGUI.



FIGIRA 3

NOTA 2: Los valores de resistencia son aquellos obtenidas de las medidas de voltaje y

corriente para cada secuencia (prctica con elementos fsicos), en caso de iniciar con

la prctica de simulacin considerar: Y sin neutro R1=526.7 , R2= 350.4 Y con

neutro R1=392.6 , R2=400.1 Delta R1=524.9 , R2=519.7

5.2. Circuito trifsico con carga en configuracin secuencia negativa.

FIGURA 4

Continuous

powergui

V3

V2

V1

Vabc

IabcA

B

C

a

b

c

Three-PhaseV-I

R2

R1

4 ohm + 0.16H

1ohm 10uF

Continuous

powergui

V3

V2

V1

Vabc

IabcA

B

C

a

b

c

Three-PhaseV-I

R23

R12

4 ohm + 0.16H

1ohm 10uF

En Simulink construir un modelo similar al de la figura 4 para un valor de VL=215

V, 60 Hz con todos los elementos de medida necesarios

Elaborar un archivo en Word con la copia del modelo y los datos de POWERGUI.



6. INFORME

6.1. Presentar los resultados de las simulaciones realizadas en el laboratorio.

6.2. Presentar la simulacin (en Simulink) del modelo de la figura 1, para una

configuracin simtrica con fases de carga R - L serie, en las dos secuencias.

6.3. Presentar la simulacin (en Simulink) del modelo de la figura 2, para una

configuracin simtrica con fases de carga R C serie, en las dos secuencias.

6.4. Escribir conclusiones relacionadas con los resultados de la prctica y los de la

simulacin, para cada uno de los circuitos.

Jefe de Laboratorio

Responsable: Ing. Malena Loza Revisado por: Ing.Aracely Yandn .








PRCTICA N5

1. TEMA

POTENCIA EN CIRCUITOS TRIFSICOS

2. OBJETIVO

2.1. Medir magnitudes de potencia en circuitos trifsicos con fuente trifsica simtrica

y configuraciones Y y con cargas asimtricas.




Resuelva el circuito y obtenga el valor de las potencias (activa y reactiva) en cada

una de las fases, tomando en cuenta:

a) Circuito sin neutro, valor de resistencia: foco lnea A = 420 [], foco lnea

B = 630 [].

b) Circuito con neutro, valor de resistencia: foco lnea A = 480 [], foco lnea

B= 490 [].



A

B

C

N

110W/220V

110W/220V

0.16 [H], 4 []

30 [uF]

FIGURA 1



10[uF]

110W/220V

110W/220V

A

B

C

0.16 [H], 4 []

FIGURA 2

Resuelva el circuito y obtenga el valor de las potencias (activa y reactiva) en cada

uno de los elementos para valores de resistencia de cada foco, dados por: foco

lneas AB = 400 [], foco lneas BC = 410 [].


Tablero trifsico

2 Focos 110[W] / 220V


Inductacia 0.16 H

Secuencmetro


3.3. Cules son los procesos prcticos para obtener la potencia activa total de una carga 3 no simtrica?.

3.4. Cules son las caractersticas que debe tener un circuito 3, para que mediante la aplicacin del Teorema de Blondel, se pueda obtener el valor de la

potencia reactiva total del circuito?



Vatmetro monofsico y trifsico

Juego de Cables


5. PROCEDIMIENTO




5.1. Circuito trifsico en configuracin Y (con y sin neutro).

Armar el circuito trifsico de la figura 3 en secuencia positiva y proceder a medir

todos los voltajes y luego todas las corrientes (con y sin neutro).

Medir la potencia en cada fase (con y sin neutro), utilizando el vatmetro 1.

Medir la potencia total del circuito (sin neutro), utilizando el vatmetro 3.

A

B

C

N

110W/220V

110W/220V

0.16 [H], 4 []

10 [uF]

FIGURA 3




5.2. Circuito trifsico en configuracin .

Armar el circuito trifsico de la figura 4 en secuencia negativa y proceder a medir

todos los voltajes y luego todas las corrientes.

Medir la potencia en cada fase, utilizando el vatmetro 1.



Medir la potencia total del circuito, utilizando el vatmetro 3.

10[uF]

110W/220V

110W/220V

A

B

C

0.16 [H], 4 []

FIGURA 4

6. INFORME


6.2. Construir el tringulo de potencias de cada fase y el tringulo total, superpuestos

en un solo grfico, en base a los datos tericos del numeral anterior.

6.3. Presentar un cuadro comparativo de valores tericos y prcticos, del circuito de la

figura 3, con sus respectivos errores. Comentar por qu ciertos errores son

significativos.

6.4. Repetir los numerales anteriores para el circuito de la figura 4.

6.5. Por qu la secuencia de fases no influye en la potencia compleja de los circuitos

trifsicos. Ilustrar con un ejemplo.

6.6. Por qu el vatmetro 3, utilizado en la prctica, no sirve para medir la potencia

del circuito trifsico con neutro.

6.7. Conclusiones y Recomendaciones

Responsable: Ing. Malena Loza Revisado por: Ing. Aracely Yandn Jefe de Laboratorio








PRCTICA N6

1. TEMA

FACTOR DE POTENCIA EN CIRCUITOS TRIFSICOS

2. OBJETIVO

2.1. Medir magnitudes de factor de potencia en circuitos trifsicos con fuente trifsica

simtrica y configuraciones Y y con cargas asimtricas y simtricas.




Resuelva el circuito y obtenga el valor del factor de potencia trifsico, tomando en

cuenta:

A

B

C

N

110W/220V

110W/220V

0.16 [H], 4 []

10 [uF]

FIGURA 1

a) Circuito sin neutro, valor de resistencia: foco lnea A = 460 [], foco lnea B

= 600 [].



b) Circuito con neutro, valor de resistencia: foco lnea A = 290 [], foco lnea B

310 [].



10[uF]

110W/220V

110W/220V

A

B

C

0.16 [H], 4 []

FIGURA 2

Resuelva el circuito y obtenga el valor del factor de potencia trifsico para valores

de resistencia de cada foco, dados por: foco lneas AB = 470 [], foco lneas BC =

490 [].


5. PROCEDIMIENTO




3.3. Cules son las caractersticas que debe tener un circuito 3, para que mediante el uso del cosfmetro trifsico, se pueda medir el factor de potencia total?.

Tablero trifsico

2 Focos 110[W] / 220V

Capacitor decdico (10uf) Inductancia 0.16 H

Secuencmetro


Cosfmetro trifsico

Juego de Cables




5.1. Circuito trifsico en configuracin Y (con y sin neutro).

Armar el circuito trifsico de la figura 3 en secuencia positiva y proceder a medir

todos los voltajes y luego todas las corrientes (con y sin neutro).

Utilizar el cosfmetro en modo 1 y medir el factor de potencia en cada fase (con

y sin neutro).

A

B

C

N

110W/220V

110W/220V

0.16 [H], 4 []

10 [uF]

FIGURA 3




5.2. Circuito trifsico en configuracin .

Armar el circuito trifsico de la figura 4 en secuencia negativa (una de las dos

opciones) y proceder a medir todos los voltajes y luego todas las corrientes.

Medir el factor de potencia en cada fase, utilizando el cosfmetro en modo 1.

Medir el factor de potencia total del circuito, utilizando el cosfmetro en modo

3.Circuito trifsico en configuracin Y (con y sin neutro).

A

B

C

110W/220V

110W/220V

110W/220V

L + Ri

L + Ri

L + Ri FIGURA 4



6. INFORME


6.2. Presentar un cuadro comparativo de valores tericos y prcticos, del circuito de la

figura 3, con sus respectivos errores. Comentar por qu ciertos errores son

significativos.

6.3. Repetir los numerales anteriores para el circuito de la figura 4.

6.4. Por qu la secuencia de fases no influye en el factor de potencia de los circuitos

trifsicos. Ilustrar con un ejemplo.

6.5. Por qu el cosfmetro en modo 3, utilizado en la prctica, no sirve para medir el

factor de potencia del circuito con carga 3 asimtrica.

6.6. Qu formas de corregir el factor de potencia se pueden encontrar en la industria.

6.7. Conclusiones y recomendaciones de la prctica.

Responsable: Ing. Malena Loza Revisado por: Ing. Aracely Yandn Jefe de Laboratorio








PRCTICA N7

1. TEMA

RESPUESTA EN CIRCUITOS DE PRIMER Y SEGUNDO ORDEN

2. OBJETIVO

2.1. Obtener la forma grfica de la respuesta completa en circuitos de primer y

segundo orden en serie, con fuentes de ondas peridicas: cuadrada, triangular y

pulso.


3.1. Considere el circuito de la figura 1, con una fuente de voltaje de seal peridica y

frecuencia f = 1200 [Hz]. Adems R = 2500 [].

R

L

V(t)

CH A CH B

REF

f

0.16 [H], 4 []

FIGURA 1

Resuelva el circuito y grafique (mnimo 10 valores entre 0 y 5 segundos) la

respuesta de la corriente total, tomando en cuenta :

a) Una fuente tipo paso donde V(t) = 2e-3t U(t)

b) Una fuente tipo rampa con pendiente -3.



3.2. Considere el circuito de la figura 2, Dependiendo del caso de amortiguamiento,

elija un valor de Resistencia R, halle la respuesta completa de Vo(t) y graficar la

ecuacin resultante mediante software (Ej. Derive o Matlab), teniendo en cuenta:

V(t)

t=0160 mH

10

uF

R

+

Vo(t)

-

FIGURA 2

a) Considerando V(t) = 20 [V] calcule un valor de R para los tres casos de

amortiguamiento de la respuesta completa de Vo(t)

b) Para un rango de t entre 0 5[s] dibuje las tres respuestas de Vo(t). Se

puede emplear software para graficar (Ej, Matlab, Derive, etc. presentar la

grfica de la ecuacin no simulaciones)

3.3. Cmo se podra representar matemticamente una fuente cuya seal sea la

correspondiente a la de la figura 3 (No representacin por tramos). Justifique su

respuesta.

FIGURA 3


Capacitor decidido (10uf)

Inductancia 0.16 H

Osciloscopio

3 puntas de prueba

Generador de funciones

Juego de Cables


-1 0 1 2 3 4 5 6

-3

-2

-1

0

1

2

3

tiempo [s]

vo

lta

je [

V]



cuadrada. Los valores de R y frecuencia deben ser tales que las grficas en el

osciloscopio, visualizadas en un solo perodo, correspondan a una exponencial

Dibujar formas de onda y anotar valores de amplitud, pico pico y frecuencia.

FIGURA 4

5.2. Circuito serie R L - C.

R

L C

V(t)

CH A CH B

REF

f

5.1. Circuito serie R - L



en el manejo de elementos y equipos de medida. NOTA 2: 3 puntas de prueba en buen estado

5. PROCEDIMIENTO

con su constante de tiempo alrededor de T81 (T = perodo).

frecuencia ][1100][900 HzfHz , correspondiente a una forma de onda

Armar el circuito de la figura 4, con valores de ][2.2][8.1 KRK y

0.16 [H], 4 []

f

REF

CH BCH A

V(t)

L

R

Armar el circuito de la figura 6, con valores de L=0.16 [H], RL=4 [], C=0.64[uF] y 90[Hz]



amortiguamiento, de acuerdo a las frmulas (Cada caso debe distinguirse

claramente):

LCL

R 1,

2

20

a) Caso crticamente amortiguado: 0 seal cuadrada

b) Caso sobre amortiguado: 0 (usar una relacin 02 ) seal

triangular

c) Caso sub amortiguado: 0 (usar una relacin 50 ) seal

6. INFORME

6.2. Realizar el desarrollo terico de la respuesta de voltaje en la resistencia R (figura

4), para un periodo de la seal cuadrada que se emple en la prctica.

6.3. La respuesta del desarrollo terico del numeral anterior graficarla con el mayor

detalle mediante un software (Ej. Derive o Matlab). Realizar los comentarios en

relacin a la grfica correspondiente obtenida en la prctica.

6.4. Realizar el desarrollo terico de la respuesta de voltaje en la resistencia R (figura

5), para el caso sub amortiguado con su fuente respectiva.

6.5. La respuesta del desarrollo terico del numeral anterior graficarla con el mayor

detalle mediante un software (Ej. Derive o Matlab). Realizar los comentarios en

relacin a la grfica correspondiente obtenida en la prctica.


impulsiva

Para cada tipo de amortiguamiento (3 casos), dibujar un solo periodo de las

seales del osciloscopio, correspondiente a cada forma de onda peridica

especificada.

Dibujar formas de onda y anotar valores de amplitud, pico pico y frecuencia.

FIGURA 5

5.3. Calcular el valor de R, para que se cumpla con cada una de las condiciones de

6.1. Cul es la diferencia entre PULSO e IMPULSO.

Responsable: Ing. William Chamorro Revisado por: Ing. Andrs Cela MsC. Jefe de Laboratorio








PRCTICA N8

1. TEMA

SIMULACIN: RESPUESTA EN CIRCUITOS DE PRIMER Y SEGUNDO ORDEN

2. OBJETIVO

2.1. Obtener la respuesta grfica de voltaje y corriente en circuitos serie con fuentes

paso, rampa y pulso mediante el uso de Simulink del Matlab.


3.1. En Simulink realice el diseo del circuito similar al de la figura 1. Determine los

parmetros de: Las fuentes V1, V2, V3, la ganancia del integrador y el valor de la

constante para que las grficas de cada SCOPE correspondan a las de las figuras

1.a y 1.b respectivamente. Tiempo de simulacin 7 [seg]. Justifique los valores de

k y C seleccionados.

FIGURA 1

V3

V2

V1

1

s

Integrator

-K-

Ganancia

del integrador

Figura 1.b

Figura 1.a

-C-

ConstantAdd



FIGURA 1.A

FIGURA 1.B

3.2. Obtenga la funcin de transferencia del circuito de la figura 2, utilizando Simulink

y los comandos de Matlab, para valores de C tales que se obtengan los tres

casos de amortiguamiento. Presente dichas funciones y los grficos

correspondientes de entrada y salida para una fuente paso unitario. Justifique

mediante clculos el valor de C seleccionado.

50

C

125

0.8 H i(t)

+ Vo(t)

-

FIGURA 2

3.3. Para las tres funciones que se obtienen con la figura 2, correspondientes a cada

caso de amortiguamiento, obtener la respuesta para una seal triangular

empleando el comando sawtooth. Tiempo de simulacin 3/100 [seg], amplitud = 5

[A], frecuencia = 100 [Hz]

0 1 2 3 4 5 6 7

-1

-0.5

0

0.5

1

0 1 2 3 4 5 6 7

-1

-0.5

0

0.5

1




MATLab

5. PROCEDIMIENTO

NOTA: Antes de proceder con la simulacin, el Instructor har una breve introduccin al


en la simulacin.

5.1. Circuito serie R - L.

Mediante uso de comandos del Matlab, obtener la Funcin de Transferencia del

circuito de la figura 3. Implementar en el Simulink el modelo de la figura 4, con la

Funcin de Transferencia (TransferFcn) de la figura 3. Simular el sistema para

una fuente (bloque Source): Cuadrada (Pulse Generator), considerando un tiempo

de simulacin para visualizar un perodo completo.

Clock WorkspaceTo WorkspaceTo

FcnTransferSource

4 H16.0

RV

t v

FIGURA 3 FIGURA 4

Copiar las grficas, tanto del osciloscopio as como tambin la obtenida con el

comando plot (t, v). Las variables t y v son las generadas en cada bloque To

Workspace.

Considerar los mismos valores de R, amplitud y frecuencia de la prctica anterior

si an no se ha realizado la prctica tomar como datos R=2K, Amplitud= 20[V], T

= 1.2 [ms].

5.2. . Circuito serie R L - C.

5.3. Mediante uso de comandos del Matlab, obtener la Funcin de Transferencia del

circuito de la figura 5. Para cada caso de amortiguamiento, implementar en el

Simulink el modelo de la figura 6, con la Funcin de Transferencia (TransferFcn)

obtenida en Matlab correspondiente a cada caso de amortiguamiento. Simular el

sistema para una considerando un tiempo de simulacin adecuado para observar

1 perodo completo.



Clock WorkspaceTo WorkspaceTo

FcnTransferSource

t v

V

4

H16.0

][64.0 uF

R

FIGURA 5 FIGURA 6

Copiar las grficas, tanto del osciloscopio as como tambin la obtenida con el

comando plot (t, v). Las variables t y v son las generadas en cada bloque To

Workspace.

Considerar los mismos valores de R, amplitud y frecuencia de la prctica anterior

si an no se ha realizado la prctica tomar como datos R de la tabla 1, Amplitud=

20[V], T = 1.2 [ms] (para las seales cuadrada y tren de impulsos).

Amortiguamiento Fuente Tiempo simulacin R

Sobre

amortiguamiento

Rampa

8x10-3 [s] 2 [K] Triangular

Amortiguamiento

critico

Paso

3x10-3 [s] 1 [K] Cuadrada

Sub

amortiguamiento

Impulso

8x10-3 [s] 200 [] Paso

TABLA 1



6. INFORME

6.2. Presentar la simulacin (en Simulink) del modelo de la figura 3, utilizando el

comando sawtooth (seal triangular) para una amplitud de 5[V] y frecuencia de 10

[Hz]

6.3. Escribir conclusiones generales, relacionadas con los resultados de la prctica y

los de la simulacin.

6.5. Escribir conclusiones relacionadas con los resultados de la prctica y los de la

simulacin, para cada uno de los circuitos.

6.1. Comentar sobre los resultados de la simulacin respecto a los obtenidos en la

parte prctica, tanto para el circuito R-L como para el circuito R-L-C.

6.4. Presentar la simulacin (en Simulink) de los modelos de las figuras 5 y 6,

utilizando el bloque Source (Signal Generator, en seal cuadrada y f = 1000 [Hz]),

las Funciones de Transferencia respectivas y un tiempo de simulacin considerable









PRCTICA N9

1. TEMA

RESPUESTA EN FRECUENCIA DE CIRCUITOS DE PRIMER Y SEGUNDO ORDEN

2. OBJETIVO

2.1. Analizar la respuesta en frecuencia de circuitos elctricos de primer y segundo

orden en base a los diagramas de Bode de magnitud y fase.


3.3. Si el voltaje de entrada es 120 [Vrms] a f = 60 [Hz] Cul ser el voltaje de salida?

3.4. Qu voltaje de entrada se requiere para tener en la salida 120 [Vrms] a f =

60[Hz]?

3.5. Considerando el circuito de la Fig. 1 (Salida Vc(t) ) con una fuente de voltaje

existe un Vp-in=10 [V] la salida ser Vp-out = 0.1 [V]? (Vp = Voltaje pico)

de salida y entrada de un circuito elctrico y equivale a Fdb = -3 [db] para f = 60[Hz].

3.1. Qu representa la magnitud en [db] de un diagrama de bode?

3.2. Considere una funcin de transferencia F(s) que representa la relacin de voltajes

sinusoidal.

3.6. Calcule el valor de C para que la atenuacin a 60 [Hz] sea de -3. [db].

3.7. A qu frecuencia en [Hz] el ngulo tiene un atraso de 70?

3.8. Considerando el circuito de la Fig. 2. (Salida Vc(t) )

3.9. Dibuje los diagramas de Bode de magnitud y fase.

3.10. Suponiendo una fuente sinusoidal, a qu frecuencia, si en la entrada



FIGURA 1 FIGURA2


5. PROCEDIMIENTO



en el manejo de elementos y equipos de medida.

5.1. Respuesta en frecuencia del Filtro RC (Vout=Vc(t))

Armar el circuito de la Fig. 3 con C = 1[uf].

Variar la frecuencia w de la fuente de entrada desde 100 [rad/s] hasta 10000

[rad/s]. Tomar tres datos por dcada de los voltajes de entrada, salida y del

ngulo de fase de salida en []. Calcular las ganancias en [db] para cada

frecuencia y graficar los diagramas de Bode de magnitud y fase.

Vi C

1000 ohm

Vi

4 ohm 0.16 H

1uf

10K ohm

0.1 uF

Generador de funciones

Osciloscopio

Capacitor decdico 0.1uF Resistor decdico

Puntas de prueba

Juego de cables

Inductor 0.16H 4ohm Elementos de maniobra y proteccin



FIGURA 3

5.2. Respuesta en frecuencia del circuito en serie RLC (Vout=Vc(t))

Armar el circuito de la Fig. 2 y proceder de la misma forma que en el numeral 1.

Para este caso la frecuencia mxima debe ser la ms alta posible del generador.

Aproximadamente entre 100 [rad/s] - 1000 [rad/s]

NOTA 2: Cada grupo de estudiantes debe traer 3 puntas de prueba y calculadora.

NOTA 3: Para la prctica la hoja de datos debe contener una tabla para cada circuito para

anotar los valores de frecuencias en [Hz] y [rad/s], Vin, Vout, Ganancia y Fase.

6. INFORME

6.1. Grafique los diagramas de Bode de los circuitos de las Figs. 2 y 3 y comprelos

con los obtenidos durante la prctica.

6.2. Comente las diferencias entre los diagramas de Bode del circuito de primer orden

vs el de segundo orden.



6.3. Presente una tabla de errores y explique a qu se deben.


Jefe de Laboratorio

Responsable: Ing. Malena Loza Revisado por: Ing. Aracely Yandn.








PRCTICA N10

1. TEMA

SIMULACIN RESPUESTA EN FRECUENCIA DE CIRCUITOS DE PRIMER Y

SEGUNDO ORDEN

2. OBJETIVO

2.1. Analizar la respuesta en frecuencia de circuitos elctricos de primer y segundo

orden en base a los diagramas de Bode de magnitud y fase.


3.1. Qu representa el diagrama de Bode de fase?

3.2. Qu aplicaciones tienen los filtros pasivos RLC?

3.3. Cmo afecta el atraso o adelanto del ngulo de la seal de salida en un circuito?

3.4. Considerando el circuito de la Fig. 1 (Salida Vc(t) ) con una fuente de voltaje

magnitud y fase para las funciones de transferencia de las dos salidas.

3.9. Comente las diferencias entre los diagramas de bode de ambas salidas.

sinusoidal.

3.5. Calcule el valor de C para que el atraso del voltaje en la salida sea de 45.

3.6. A qu frecuencia en [rad/s] la ganancia es -3[db]?

3.7. Usando las herramientas de MATLAB obtenga los diagramas de Bode de



FIGURA 1 FIGURA 2


MATLab

5. PROCEDIMIENTO



en el manejo de elementos y equipos de medida.

5.1. Respuesta en frecuencia del Filtro RC (Vout=Vc(t))

Usando las herramientas de Matlab obtenga los diagramas de bode del circuito de

la Fig.3 (C = 0.1[uf], Vp = 10 [V]).

En Simulink: vare la frecuencia w de la fuente de entrada desde 100 [rad/s] hasta

10000 [rad/s]. Tomar tres datos por dcada de los voltajes de entrada, salida y del

ngulo de fase de salida en [] y calcular las ganancias en [db] para cada

frecuencia. Comparar los resultados con los diagramas de Bode obtenidos.

FIGURA 3

Vi C

1000 ohm

Vi

4 ohm 0.16 H

1uf

10K ohm

Continuous

powergui

v+-

Vout

v+-

Vin

ViScope

1000 ohm

1 uF



FIGURA 4

5.2. Respuesta en frecuencia del circuito en serie RLC (Vout=Vc(t))

Considerando el circuito de la Fig. 4 proceder de la misma manera que en el

numeral 1. Para este caso la frecuencia debe variar desde 10 [rad/s] hasta 104

[rad/s]. Tomar dos muestras por cada dcada.

NOTA 2: Para la prctica el estudiante debe almacenar los datos obtenidos (frecuencias en [Hz] y

[rad/s], Vin, Vout, Ganancia y Fase) en una tabla y compararlos con los datos de la prctica 9.

6. INFORME

6.1. Compare los diagramas de Bode obtenidos con los de la prctica 9. Justifique las

diferencias.

6.2. Ubique la posicin de los polos en los diagramas de Bode y explique qu efecto

producen en magnitud y fase.



6.4. Presente una tabla de errores y explique a qu se deben.


Jefe de Laboratorio

Vi

4 ohm 0.16 H

1uf

10K ohm

0.1 uF

Responsable: Ing. Malena Loza Revisado por: Ing. Aracely Yandn.

hojas guia acii 2015b

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