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Instituto Tecnológico de Querétaro

Departamento de Ingeniería

Eléctrica y Electrónica

Guía de Prácticas de Laboratorio

Materia: Análisis de Circuitos

Laboratorio de Ingeniería Eléctrica

“Adolfo Equihua Tapia”

Santiago de Querétaro, Qro. Junio 2012

Elaboró

Ing. Timoteo Leal García

Editora

Dulce María de Guadalupe Ventura Ovalle

Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Av. Tecnológico S/N, Esq. M. Escobedo, Col. Centro,

CP.76000 Tel: 2274400 ext. 4418

CONTENIDO

PRÁCTICA No. 0. RECONOCIMIENTO DEL LABORATORIO .................................................................. 6

1. OBJETIVO ................................................................................................................................. 6

2. INTRODUCCIÓN ....................................................................................................................... 6

3. MARCO TEÓRICO ..................................................................................................................... 6

4. EQUIPO Y MATERIALES ............................................................................................................ 7

5. METODOLOGÍA ........................................................................................................................ 7

PRÁCTICA No. 1. CONOCIMIENTO DEL MULTÍMETRO ...................................................................... 11

1. OBJETIVO ............................................................................................................................... 11

2. INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................... 11

3. MARCO TEÓRICO ................................................................................................................... 11

4. EQUIPO Y MATERIALES .......................................................................................................... 13

5. METODOLOGÍA ...................................................................................................................... 13

PRÁCTICA No. 2. CÓDIGO DE COLORES EN RESISTENCIAS ............................................................... 16

1. OBJETIVO ............................................................................................................................... 16

2. INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................... 16

3. MARCO TEÓRICO ................................................................................................................... 16


5. METODOLOGÍA ...................................................................................................................... 19

PRÁCTICA No. 3. REDUCCIÓN DE CIRCUITOS .................................................................................. 21

1. OBJETIVO ............................................................................................................................... 21

2. INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................... 21

3. MARCO TEÓRICO ................................................................................................................... 21


5. METODOLOGÍA ...................................................................................................................... 22

PRÁCTICA No. 4. MEDICIÓN DE PARÁMETROS ELÉCTRICOS ............................................................. 25

1. OBJETIVO ............................................................................................................................... 25

2. INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................... 25

3. MARCO TEÓRICO ................................................................................................................... 25


5. METODOLOGÍA ...................................................................................................................... 26

PRÁCTICA No. 5. LEY DE VOLTAJES DE KIRCHOFF ............................................................................. 29

1. OBJETIVO ............................................................................................................................... 29

2. INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................... 29

3. MARCO TEÓRICO ................................................................................................................... 29


5. METODOLOGÍA ...................................................................................................................... 30

PRÁCTICA No. 6. LEY DE CORRIENTES DE KIRCHOFF ......................................................................... 33

1. OBJETIVO ................................................................................................................................... 33

2. INTRODUCCIÓN ......................................................................................................................... 33

3. MARCO TEÓRICO ....................................................................................................................... 33

4. EQUIPO Y MATERIALES .............................................................................................................. 33

5. METODOLOGÍA .......................................................................................................................... 34

PRÁCTICA No. 7. DIVISOR DE VOLTAJE .............................................................................................. 36

1. OBJETIVO ............................................................................................................................... 36

2. INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................... 36

3. MARCO TEÓRICO ................................................................................................................... 36


5. METODOLOGÍA ...................................................................................................................... 37

PRÁCTICA No. 8. DIVISOR DE CORRIENTE ......................................................................................... 40

1. OBJETIVO ............................................................................................................................... 40

2. INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................... 40

3. MARCO TEÓRICO ................................................................................................................... 40


5. METODOLOGÍA ...................................................................................................................... 41

PRÁCTICA No. 9. PARÁMETROS DE LA SEÑAL SENOIDAL ............................................................. 43

1. OBJETIVO ............................................................................................................................... 43

2. INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................... 43

3. MARCO TEÓRICO ................................................................................................................... 43


5. METODOLOGÍA ...................................................................................................................... 44

PRÁCTICA No. 10. POLARIZACIÓN DE CONTACTOS Y MEDICIONES MONOFÁSICAS ........................ 46

1. OBJETIVO ............................................................................................................................... 46

2. INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................... 46

3. MARCO TEÓRICO ................................................................................................................... 46


5. METODOLOGÍA ...................................................................................................................... 47

PRÁCTICA No. 11. SECUENCIA POSITIVA Y NEGATIVA ...................................................................... 50

1. OBJETIVO ............................................................................................................................... 50

2. INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................... 50

3. MARCO TEÓRICO ................................................................................................................... 50


5. METODOLOGÍA ...................................................................................................................... 51

PRÁCTICA No. 12. ANALIZADOR DE PARÁMETROS DE CARGAS RESISTIVAS .................................... 53

1. OBJETIVO ............................................................................................................................... 53

2. INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................... 53

3. MARCO TEÓRICO ................................................................................................................... 53


5. METODOLOGÍA ...................................................................................................................... 56

PRÁCTICA No. 13. ANALIZADOR DE CARGAS INDUCTIVAS................................................................ 59

1. OBJETIVO ............................................................................................................................... 59

2. INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................... 59

3. MARCO TEÓRICO ................................................................................................................... 59


5. METODOLOGÍA ...................................................................................................................... 60

PRÁCTICA No. 14. CONEXIÓN TRIFÁSICA DEL TRANSFORMADOR .................................................... 63

1. OBJETIVO ............................................................................................................................... 63

2. INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................... 63

3. MARCO TEÓRICO ................................................................................................................... 63


5. METODOLOGÍA ...................................................................................................................... 64

PRÁCTICA No. 15. CONEXIÓN DE UN TRANSFORMADOR TRIFÁSICO ............................................... 66

1. OBJETIVO ............................................................................................................................... 66

2. INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................... 66

3. MARCO TEÓRICO ................................................................................................................... 66


5. METODOLOGÍA ...................................................................................................................... 68

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE QUERÉTARO

INGENIERÍA MECÁNICA

MATERIA: ANÁLISIS DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS

CLAVE DE LA MATERIA: MCT-0501

PRÁCTICA No. 0.

Página 6 de 71 Elaboró: Ing. Timoteo Leal García

PRÁCTICA No. 0. RECONOCIMIENTO DEL

LABORATORIO

No. DE ALUMNOS: 4 DURACIÓN DE LA PRÁCTICA: 2 HORAS

1. OBJETIVO El alumno será capaz de identificar las diferentes áreas del laboratorio así como, las mesas

de trabajo.

2. INTRODUCCIÓN

Es importante que los alumnos reconozcan las áreas de trabajo, tablero de distribución,

fuentes de suministro y el equipo con el que trabajarán, por lo que además de la explicación

recibida deberán de elaborar croquis, diagramas y dibujos de cada una de las áreas y de las

diferentes configuraciones de las mesas de trabajo.

3. MARCO TEÓRICO

Un laboratorio es un lugar dotado de los medios necesarios para realizar investigaciones,

experimentos, prácticas y trabajos de carácter científico, tecnológico o técnico. Los laboratorios

están equipados con instrumentos de medida o equipos con los que se realizan experimentos,

investigaciones o prácticas diversas, según la rama de la ciencia a la que se dedique. También puede

ser un aula o dependencia de cualquier centro docente acondicionada para el desarrollo de clases

prácticas y otros trabajos relacionados con la enseñanza.

Su importancia, sea en investigaciones o a escala industrial y en cualquiera de sus especialidades

(química, dimensional, electricidad, biología, etc.), radica en el hecho de que las condiciones

ambientales están controladas y normalizadas, de modo que:

1. Se puede asegurar que no se producen influencias extrañas (a las conocidas o previstas) que

alteren el resultado del experimento o medición: control.

2. Se garantiza que el experimento o medición es repetible, es decir, cualquier otro laboratorio

podría repetir el proceso y obtener el mismo resultado: normalización.

Los registros eléctricos son cajas construidas en concreto a nivel del suelo o subsuelo, cuyas

dimensiones pueden ser desde 50 x 50 x 50 centímetros, hasta tamaños donde un hombre puede

estar de pie en su interior, estas última se llaman [man-holes]. Poseen tapas en concreto o en acero,

tienen drenajes para evitar acumulación de agua en su interior.

http://es.wikipedia.org/wiki/Instrumento_de_medici%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Experimento

http://es.wikipedia.org/wiki/Investigaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Ciencia

http://es.wikipedia.org/wiki/Industria

http://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmica

http://es.wikipedia.org/wiki/Electricidad

http://es.wikipedia.org/wiki/Biolog%C3%ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/Control

http://es.wikipedia.org/wiki/Normalizaci%C3%B3n





PRÁCTICA No. 0.


Los registros eléctricos forman parte de las rutas o de los tendidos subterráneos de circuitos o

cableados de conductores eléctricos, de control, telefónicos, de comunicaciones o de fibra óptica; se

utilizan como puntos de halado, puntos para hacer cambios de dirección (curvas) y/o puntos para

realizar empalmes o derivaciones eléctricas.

Se denomina transformador o trafo (abreviatura), a un dispositivo eléctrico que permite aumentar

o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la frecuencia. La

potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto es, sin pérdidas), es igual

a la que se obtiene a la salida. Las máquinas reales presentan un pequeño porcentaje de pérdidas,

dependiendo de su diseño, tamaño, etc.

4. EQUIPO Y MATERIALES

Cámara digital.

Metro o flexómetro.

Lápiz y papel.

5. METODOLOGÍA

5.1 Pasos a seguir para la realización de la práctica

5.1.1 El profesor indicará una serie de instrucciones, se dará una breve explicación de las

instalaciones, mesas, áreas de trabajo, equipo y materiales que conforman el laboratorio de Ing.

Eléctrica, el nombre de cada equipo así como su utilidad.

5.1.2 Adicionalmente se comentarán las reglas básicas de seguridad y los dispositivos básicos

de seguridad con los que cuenta el laboratorio.

5.1.3 Los alumnos procederán a tomar nuestras notas, tomar evidencia grafica para reportar

observaciones.

http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_el%C3%A9ctrica

http://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencial

http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alterna

http://es.wikipedia.org/wiki/Frecuencia

http://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_el%C3%A9ctrica





PRÁCTICA No. 0.


5.2 Diagramas o dibujos

Fig. 1. Tablero principal de laboratorio

Fig. 2. Mesa del laboratorio





PRÁCTICA No. 0.


Fig. 3. Paro de emergencia de las mesas




CLAVE DE LA MATERIA: MCT0501

PRÁCTICA No. 0.


Fig. 4. Zonas del laboratorio





PRÁCTICA No. 1


PRÁCTICA No. 1. CONOCIMIENTO DEL MULTÍMETRO


1. OBJETIVO El alumno será capaz de identificar las diferentes partes del multímetro que se tienen en

laboratorio de Ingeniería Eléctrica.

2. INTRODUCCIÓN

Es importante que el alumno conozca y maneje los diferentes modelos de multímetros

para la utilización en las prácticas que tendrán en el transcurso del semestre, por lo que

conocerá los multímetros marca Fluke, LG y Tektronix.

3. MARCO TEÓRICO

El Multímetro analógico: Es el instrumento que utiliza en su funcionamiento los

parámetros del amperímetro, el voltímetro y el Ohmímetro. Las funciones son

seleccionadas por medio de un conmutador. Por consiguiente todas las medidas de Uso y

precaución son iguales y es multifuncional dependiendo el tipo de corriente (C.C o C.A.)

El Multímetro Digital (DMM): Es el instrumento que puede medir el amperaje, el voltaje

y el Ohmiaje obteniendo resultados numéricos - digitales. Trabaja también con los tipos de

corriente

El Amperímetro: Es el instrumento que mide la intensidad de la Corriente Eléctrica. Su

unidad de medida es el Amperio y sus Submúltiplos, el miliamperio y el micro-amperio.

Los usos dependen del tipo de corriente, ósea, que cuando midamos Corriente Continua, se

usara el amperímetro de bobina móvil y cuando usemos Corriente Alterna, usaremos el

electromagnético.

El Voltímetro: Es el instrumento que mide el valor de la tensión. Su unidad básica de

medición es el Voltio (V) con sus múltiplos: El Megavolt (MV) y el Kilovolt (kV) y sub.-

múltiplos como el milvolt (mV) y el microvolt (μV). Existen voltímetros que miden

tensiones continuas llamados voltímetros de bobina móvil y de tensiones alternas, los

electromagnéticos.





PRÁCTICA No. 1


El Ohmiómetro: Es un arreglo de los circuitos del Voltímetro y del Amperímetro, pero

con una batería y una resistencia. Dicha resistencia es la que ajusta en cero el instrumento

en la escala de los Ohmios cuando se cortocircuitan los terminales. En este caso, el

voltímetro marca la caída de voltaje de la batería y si ajustamos la resistencia variable,

obtendremos el cero en la escala.

Fig. 1.1 Partes del multímetro digital

Referencias

1- Display de cristal líquido.

2- Escala o rango para medir resistencia.

3- Llave selectora de medición.

4- Escala o rango para medir tensión en continua (puede indicarse DC en vez de una línea continua

y otra punteada).

5- Escala o rango para medir tensión en alterna (puede indicarse AC en vez de la línea ondeada).

6- Borne o “jack” de conexión para la punta roja, cuando se quiere medir tensión, resistencia

y frecuencia (si tuviera), tanto en corriente alterna como en continua."

7- Borne de conexión o “jack” negativo para la punta negra.

8- Borne de conexión o “jack” para poner la punta roja si se va a medir mA (miliamperes), tanto en

alterna como en continua.

9- Borne de conexión o “jack” para la punta roja cuando se elija el rango de 20A máximo, tanto en

alterna como en continua.





PRÁCTICA No. 1


10-Escala o rango para medir corriente en alterna (puede venir indicado AC en lugar de la línea

ondeada).

11-Escala o rango para medir corriente en continua (puede venir DC en lugar de una línea continua

y otra punteada).

12-Zócalo de conexión para medir capacitores o condensadores.

13-Botón de encendido y apagado.


3 Multímetros digitales: Fluke, LG y Tektronix

5. METODOLOGÍA


5.1.1 Pedir tres multímetros digitales en caseta.

5.1.2 Identificar las partes de cada uno de los multímetros.

5.1.3 Conectar las puntas probadoras en los orificios que tienen estos mismos. La punta

de color rojo se conecta a la corriente (orificio color rojo) y la punta de color negro se

conecta a la común (orificio color negro). Considerando también el nivel de la corriente

con la que se desea trabajar.

5.1.4 Encender los multímetros y mover la perilla al parámetro que se desea trabajar.

Para este caso se prueba con todos los parámetros para conocer su función. Observar que

ciertas funciones de medición presentan escalas.


Fig. 1.2. Multímetros digitales





PRÁCTICA No. 1


Fig. 1.3. Bornes del multímetro

Fig. 1.4. Funciones del multímetro





PRÁCTICA No. 1


5.3 Precauciones y/o Notas

• Los voltajes se medirán siempre en paralelo con la carga.

• Las corrientes se medirán siempre en serie con la carga.

Fig. 1.5. Medición de voltaje

Fig. 1.6. Medición de corriente





PRÁCTICA No. 2


PRÁCTICA No. 2. CÓDIGO DE COLORES EN

RESISTENCIAS


1. OBJETIVO El alumno manejará el código de colores y aplicaciones prácticas para detectar los valores

de las resistencias.

2. INTRODUCCIÓN Es importante que los alumnos sepan manejar adecuadamente el código de colores

sobretodo en cuestiones prácticas por lo que además de conocerlo de manera teórica lo

utilizarán obteniendo valores de resistencia y lo comprobarán éstos con los diferentes

multímetros que hay en el laboratorio.

3. MARCO TEÓRICO

Resistencias

Resistencia eléctrica es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por un circuito

eléctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulación de las cargas eléctricas

o electrones. Cualquier dispositivo o consumidor conectado a un circuito eléctrico

representa en sí una carga, resistencia u obstáculo para la circulación de la corriente

eléctrica.

Fig. 2.1. Resistencias de carbón comerciales





PRÁCTICA No. 2


Tabla de código de colores

Para caracterizar un resistor hacen falta tres valores: resistencia eléctrica, disipación

máxima y precisión o tolerancia. Estos valores se indican normalmente en el encapsulado

dependiendo del tipo de éste; para el tipo de encapsulado axial, el que se observa en las

fotografías, dichos valores van rotulados con un código de franjas de colores.

Estos valores se indican con un conjunto de rayas de colores sobre el cuerpo del elemento.

Son tres, cuatro o cinco rayas; dejando la raya de tolerancia (normalmente plateada o

dorada) a la derecha, se leen de izquierda a derecha.

La última raya indica la tolerancia (precisión). De las restantes, la última es el multiplicador

y las otras indican las cifras significativas del valor de la resistencia.

El valor de la resistencia eléctrica se obtiene leyendo las cifras como un número de una, dos

o tres cifras; se multiplica por el multiplicador y se obtiene el resultado en Ohmios (Ω). El

coeficiente de temperatura únicamente se aplica en resistencias de alta precisión o

tolerancia menor del 1%).





PRÁCTICA No. 2


Color de

la banda

Valor de la

1°cifra

significativa

Valor de la

2°cifra

significativa

Multiplicador Tolerancia

Coeficiente

de

temperatura

Negro

- 0 1 - -

Marrón

1 1 10 ±1% 100 ppm/°C

Rojo

2 2 100 ±2% 50 ppm/°C

Naranja

3 3 1 000 - 15 ppm/°C

Amarillo

4 4 10 000 ±4% 25 ppm/°C

Verde

5 5 100 000 ±0,5% -

Azul

6 6 1 000 000 ±0,25% 10 ppm/°C

Violeta

7 7 - ±0,1% 5 ppm/°C

Gris

8 8 - - -

Blanco

9 9 - - 1 ppm/°C

Dorado

- - 0,1 ±5% -

Plateado

- - 0,01 ±10% -

Ninguno

- - - ±20% -

Como leer el valor de una resistencia

En una resistencia tenemos generalmente 4 (Cuatro) líneas de colores, aunque podemos

encontrar algunas que contenga 5 líneas (4 de colores y 1 que indica tolerancia) vamos a

tomar la más general las de 4 líneas, las primeras 3 y dejamos aparte la tolerancia que es

plateada o dorada

• La primera línea representa el dígito de las decenas.

• La segunda línea representa el dígito de las unidades.

• El número así formado se multiplica por la potencia de 10 expresada por la tercera

línea (multiplicador).


10 Resistencias

2 Multímetros

Código de colores

http://es.wikipedia.org/wiki/Negro_(color)

http://es.wikipedia.org/wiki/Marr%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Rojo

http://es.wikipedia.org/wiki/Naranja_(color)

http://es.wikipedia.org/wiki/Amarillo

http://es.wikipedia.org/wiki/Verde

http://es.wikipedia.org/wiki/Azul

http://es.wikipedia.org/wiki/Violeta_(color)

http://es.wikipedia.org/wiki/Gris

http://es.wikipedia.org/wiki/Blanco_(color)

http://es.wikipedia.org/wiki/Color_dorado

http://es.wikipedia.org/wiki/Plateado





PRÁCTICA No. 2


5. METODOLOGÍA


5.1.1 Pedir el material en la caseta. 5.1.2 De cada resistencia obtener su valor con el código de colores y anotar sus valores

en la Tabla 2.1.

5.1.3 Se realiza la medición de las resistencias con cada uno de los multímetros y se

anotan los resultados en la Tabla 2.2.


Fig. 2.2. Resistencias

Fig. 2.3. Medición de la resistencia con multímetro.





PRÁCTICA No. 2


5.3 Tablas

No. de Resistencia

Código de

colores

Valor

teórico [Ω] Tolerancia

Valor mínimo

aceptable [Ω]

Valor

máximo

aceptable [Ω]

Valor real

[Ω]

¿Dentro o

fuera del

rango?

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Tabla 2.1. Valores teórico y real de las resistencias

Resistencia Medición Multímetro 1 Medición multímetro 2

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Tabla 2.2. Medición de la resistencia con cada uno de los multímetros





PRÁCTICA No. 3


PRÁCTICA No. 3. REDUCCIÓN DE CIRCUITOS


1. OBJETIVO El alumno aprenderá de manera práctica la reducción de circuitos y obtendrá el circuito

equivalente para cada caso.

2. INTRODUCCIÓN Es importante que los alumnos refuercen su conocimiento teórico de la reducción de

circuitos de resistencias en serie y paralelo, por lo que de manera práctica obtendrán valores

reales de circuitos complejos.

3. MARCO TEÓRICO Cuando dos o más resistores están interconectados mediante el mismo cable se dice que están serie,

como se muestra en la siguiente imagen:

Fig. 3.1. Resitencias en serie

Para una combinación en serie de resistores, las corrientes son las mismas en todos ellos, ya que la

cantidad de carga que pasa a través de los resistores es la misma. Por lo tanto, la resistencia

equivalente de una conexión en serie de resistores es la suma algebraica de las resistencias

individuales y es siempre mayor a cualquier resistencia individual. Matemáticamente:

𝑅𝑒𝑞 = 𝑅1 + 𝑅2 + 𝑅3 + ⋯ + 𝑅𝑛

Se dice que dos o más resistores están en paralelo cuando se conectan mediante diferentes cables y

la corriente eléctrica circula en más de un sentido, como se muestra en la siguiente imagen:

Fig. 3.2. Resistencias en paralelo

Para calcular la resistencia equivalente; el inverso de la resistencia equivalente de dos o más

resistores conectados en paralelo es igual a la suma de los inversos de las resistencias individuales.





PRÁCTICA No. 3


Además, la resistencia equivalente siempre es menor que la resistencia más pequeña en el grupo.

Matemáticamente:

1

𝑅𝑒𝑞=

1

𝑅1+

1

𝑅2+

1

𝑅3+ ⋯ +

1

𝑅𝑛


10 resistencias en acrílico

20 puntas cortas con conector banana

Multímetro digital

Masquin tape

5. METODOLOGÍA


5.1.1 Pedir el equipo en caseta.

5.1.2 Enumerar las resistencias aleatoriamente con el masquin tape cada resistencia. 5.1.3 Identificaron los valores teóricos de las resistencias mediante el código de colores. 5.1.4 Obtener los valores reales de las resistencias con el multímetro. 5.1.5 Realizar una tabla de los mismos. 5.1.6 Seleccionar seis de las resistencias con valores próximos y se anotan en una nueva

tabla. 5.1.7 Armar los circuitos (Fig. 3.3 – Fig. 3.10).

5.1.8 Obtener resistencia equivalente (valor teórico).

5.1.9 Obtener valor real con el multímetro. 5.1.10 Completar la tabla.


Fig. 3.3. Circuito 1





PRÁCTICA No. 3











PRÁCTICA No. 3




5.3 Tablas

Tabla 3.1. Valor de las seis resistencias seleccionadas

No. de circuito Resistencia equivalente

teórica [kΩ]

Resistencia equivalente

real [kΩ] Porciento de error

1

2

3

4

5

6

7

8

Tabla 3.2. Valor real y teórico de las resistencias equivalentes

No. de Resistencia Valor real [kΩ]

1

2

3

4

5

6





PRÁCTICA No. 4.


PRÁCTICA No. 4. MEDICIÓN DE PARÁMETROS

ELÉCTRICOS


1. OBJETIVO El alumno identificará de manera práctica los parámetros eléctricos.

2. INTRODUCCIÓN Es importante que los alumnos puedan identificar cada uno de los parámetros eléctricos

como lo es el voltaje, la corriente, la potencia y resistencia en cada uno de los elementos

que consumen energía (cargas).

3. MARCO TEÓRICO

Ley de Ohm

Establece que la intensidad que circula por un conductor, circuito o resistencia, es

inversamente proporcional a la resistencia (R) y directamente proporcional a la tensión (V).

La ecuación matemática que describe esta relación es:

𝐼 = 𝑉 𝑅⁄

Donde, I es la corriente que pasa a través del objeto en ampere (A), V es la diferencia de

potencial de las terminales del objeto en volt (V), y R es la resistencia en ohm (Ω).

Potencia eléctrica

Establece que “La potencia eléctrica suministrada por un receptor es directamente

proporcional a la tensión de la alimentación (V) del circuito y a la intensidad (I) que circule

por él”, la ecuación es:

P = V ∙ I En donde:

P = Potencia en watt

V = Tensión en volt

I = Intensidad en ampere

http://es.wikipedia.org/wiki/Amperio

http://es.wikipedia.org/wiki/Voltio

http://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctrica

http://es.wikipedia.org/wiki/Ohmio





PRÁCTICA No. 4.


Voltaje

Sinónimo de tensión y de diferencia de potencial, siendo el trabajo por unidad de carga

ejercido por el campo eléctrico sobre una partícula para que ésta se mueva de un lugar a

otro. En el Sistema Internacional de Unidades, dicha diferencia de potencial se mide en volt

(V), y esto determina la categorización en “bajo” o “alto voltaje”.

Un voltímetro es aquel aparato o dispositivo que se utiliza a fin de medir, de manera

directa o indirecta, la diferencia potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico.

Un amperímetro es un instrumento que sirve para medir la intensidad de corriente que está

circulando por un circuito eléctrico. Un micro amperímetro está calibrado en millonésimas

de amperio y un miliamperímetro en milésimas de amperio.

La resistencia eléctrica de un objeto es una medida de su oposición al paso de corriente.

Para una gran cantidad de materiales y condiciones, la resistencia eléctrica depende de la

corriente eléctrica que pasa a través de un objeto y de la tensión en los terminales de este.

Esto significa que, dada una temperatura y un material, la resistencia es un valor que se

mantendrá constante.

La corriente o intensidad eléctrica es el flujo de carga por unidad de tiempo que recorre

un material. Se debe al movimiento de los electrones en el interior del material. En el

Sistema Internacional de Unidades se expresa en 𝐶 𝑠⁄ (coulomb sobre segundo), unidad que

se denomina ampere. Una corriente eléctrica, es por tanto un movimiento de cargas, que

produce un campo magnético, lo que se aprovecha en el electroimán.


3 focos (100 watts, 75 watts y 40 watts)

2 multímetros (voltímetro y amperímetro)

1 clavija con puntas

1 soquet

Conectores punta banana

5. METODOLOGÍA


5.1.1 Pedir el material.

5.1.2 Armar el circuito (Fig. 4.1)

5.1.3 Calcular los parámetros de voltaje, corriente y resistencia para cada foco y

después obtener el valor real de los mismos con el multímetro.





PRÁCTICA No. 4.


5.1.4 Medir el voltaje que llega a la clavija.

5.1.5 Para medir la corriente, el amperímetro debe estar en serie con el foco.

5.1.6 Para medir el voltaje el amperímetro se conecta en paralelo con la carga.

5.1.7 Calcular la resistencia y potencia del foco.

5.1.8 Comparar resultados con la potencia especificada para cada foco.


Fig. 4.1. Medición de voltaje






PRÁCTICA No. 4.


5.3 Tablas

Tabla 4.1




Foco Teórico Real

Voltaje Corriente Potencia Voltaje Corriente Potencia

1

2

3





PRÁCTICA No. 5


PRÁCTICA No. 5. LEY DE VOLTAJES DE KIRCHOFF


1. OBJETIVO El alumno identificará de manera práctica y comprobará la Ley de Voltajes de Kirchoff.

2. INTRODUCCIÓN El conocimiento teórico de la Ley de Voltajes de Kirchoff es necesario que el alumno sea

capaz de comprobar prácticamente dicha Ley.

3. MARCO TEÓRICO La ley del voltaje de Kirchhoff (o la regla del bucle de Kirchhoff) es un resultado del

campo electrostático conservador. Indica que el voltaje total alrededor de un bucle cerrado

debe ser cero. Entonces la suma de los voltajes es igual a cero.

Fig. 5.1. Trayectoria cerrada

La ley de Kirchhoff se basa en la conservación de la energía y la carga en los circuitos

eléctricos. Fue descrita por primera vez en 1845 por Gustav Kirchhoff y es ampliamente

usada en ingeniería eléctrica. Con lo anterior se puede decir que todo conjunto de

conductores que forman un circuito cerrado, se verifica que la suma de las caídas de tensión

en las resistencias que constituyen la malla, es igual a la suma de las f.e.ms. Intercaladas.

Considerando un aumento de potencial como positivo (+) y una caída de potencial como

negativo (-), así la suma algebraica de las diferencias de potenciales (tensiones, voltajes) en

una malla cerrada es cero.





PRÁCTICA No. 5


Fig. 5.2. Ley de Voltajes de Kirchhoff


3 Focos.

Cables punta banana.

Clavija con punta.

2 multímetros

5. METODOLOGÍA


5.1.1 Pedir el material en la caseta. 5.1.2 Conectar los tres focos en serie.

5.1.3 Medir voltaje y corriente en cada uno de los focos desconectando y conectando la

fuente. 5.1.4 Calcular la potencia y resistencia total del circuito.

5.1.5 Lo siguiente es conectar los tres focos en serie como se muestro en la Fig. 5.4 y

tomar las mismas lecturas (corriente, voltaje). 5.1.6 Registrar los datos obtenidos en la siguiente Tabla 5.1.

5.1.7 Medir el voltaje en cada una de los focos y registrarlo en la Tabla 5.2.





PRÁCTICA No. 5



Fig. 5.1.

Fig. 5.2.

Fig. 5.3.

Foco 1

Foco 2

Foco 3

A

A

A





PRÁCTICA No. 5


Fig. 5.4.

5.3 Tablas

Foco Potencia (W) Corriente (A) Voltaje (V) Resistencia (Ω)

1

2

3

∑ 𝑉=

Tabla 5.1

Foco Voltaje (V)

1

2

3

∑ 𝑉=

Tabla 5.2.





PRÁCTICA No. 6


PRÁCTICA No. 6. LEY DE CORRIENTES DE KIRCHOFF


1. OBJETIVO El alumno identificará de manera práctica y comprobará la Ley de Corrientes de Kirchoff.

2. INTRODUCCIÓN El conocimiento teórico de la Ley de Corrientes de Kirchoff es necesario que el alumno sea

capaz de comprobar prácticamente dicha Ley.

3. MARCO TEÓRICO LA LEY DE CORRIENTES DE KIRCHHOFF

Conocida también como Ley de los Nodos establece que en todo nodo, donde la densidad de la

carga no varíe en un instante de tiempo, la suma de corrientes entrantes es igual a la suma de

corrientes salientes.

𝐼𝐹 = 𝐼𝑅1 = 𝐼𝑅2 = 𝐼𝑅3. ..

La Ley de Corriente Eléctrica de Gustav Kirchhoff establece que la suma de las corrientes que

entran a un punto en particular deben ser 0. Matemáticamente, está dada por:

∑ in = 0

Advierta que la corriente positiva sale de un punto, y la que entra a un punto es considerada

negativa.


3 Focos

Cables Banana

2 Multímetros

Clavija con punta





PRÁCTICA No. 6


5. METODOLOGÍA


5.1.1 Pedir el material. 5.1.2 Calcular los parámetros eléctricos con los focos solicitados y llenar la Tabla 6.1.

5.1.3 Armar el circuito (Fig. 6.1) para cada foco.

5.1.4 De cada foco medir la corriente y voltaje con el multímetro. 5.1.5 Conectar los focos en paralelo y obtener corriente y resistencia (Fig. 6.2).

5.1.6 Llenar la Tabla 6.2 con los datos obtenidos en la práctica.


Fig. 6.1.

A

A A A

V

Fig. 6.2.





PRÁCTICA No. 6


5.3 Tablas


1

2

3

Tabla 6.1. Valores Teóricos


1

2

3

Tabla 6.2. Valores Prácticos


Argumentar la comparación de resultados entre los valores teóricos y prácticos obtenidos.





PRÁCTICA No. 7


PRÁCTICA No. 7. DIVISOR DE VOLTAJE


1. OBJETIVO Obtener de manera práctica los valores obtenidos y calculados teóricamente.

2. INTRODUCCIÓN El alumno será capaz de obtener de manera práctica y teórica el cálculo del divisor de

voltaje.

3. MARCO TEÓRICO

Un divisor de tensión es una configuración de circuito eléctrico que reparte la tensión de

una fuente entre una o más impedancias conectadas en serie.

𝑉𝑎 =𝑉𝑡𝑅𝑎

𝑅𝑎 + 𝑅𝑏

También hay que mencionar que se hace uso de la ley de ohm que postula lo siguiente:

“El flujo de corriente en ampere que circula por un circuito eléctrico cerrado, es

directamente proporcional a la tensión o voltaje aplicado, e inversamente proporcional a la

resistencia en ohm de la carga que tiene conectada”.

Observemos lo siguiente en lo cual se deduce la fórmula para calcular el voltaje en un

circuito.

𝑉𝑠(𝑡) = 𝑣1(𝑡) + 𝑣2(𝑡) = 𝑖(𝑡) ∙ (𝑅1 + 𝑅2) ⟹ 𝑖(𝑡) =𝑉𝑠(𝑡)

𝑅1 + 𝑅2

𝑣2(𝑡) = 𝑖(𝑡) ∙ 𝑅2 =𝑅2

𝑅1 + 𝑅2∙ 𝑉𝑠(𝑡)

𝑣2(𝑡)

𝑉𝑠(𝑡)=

𝑅2

𝑅1 + 𝑅2





PRÁCTICA No. 7


Los Divisores de Tensión se usan frecuentemente en el diseño de circuitos porque son útiles

para generar un voltaje de referencia, para la polarización de los circuitos activos, y

actuando como elementos de realimentación.


5 Resistencias

Cables Banana

Multímetro

Fuente de alimentación

5. METODOLOGÍA


5.1.1 Pedir el material en caseta.

5.1.2 Obtener con el multímetro el valor de las resistencias y registrarlo los resultados

en la Tabla 7.1. 5.1.3 Seleccionar 3 resistencias con valores cercanos.

5.1.4 Obtener la resistencia equivalente y corriente, considerando que se debe de tener

una potencia menor o igual que 0.5 W. 𝑅𝑒𝑞 = 𝑅1 + 𝑅2 + 𝑅3

𝑃 = 𝐼2𝑅𝑒𝑞

I = √𝑃

𝑅𝑒𝑞

5.1.5 Medir el voltaje del circuito (Fig. 7.1) con el multímetro.

5.1.6 Obtener el voltaje en cada una de las resistencias mediante el divisor de voltaje.


Fig. 7.1. Circuito





PRÁCTICA No. 7


5.3 Tablas

Tabla 7.1. Valor de las resistencias

Tabla 7.2. Resistencias escogidas para armar el circuito

Resistencia Voltaje (v)

1

2

3

∑ V=

Tabla 7.3. Voltaje en cada una de las resistencias




Fig. 7.2 Medición de voltaje

No. Valor (Ω)

1

2

3

4

5

No. Valor (Ω)

1

2

3





PRÁCTICA No. 7







PRÁCTICA No. 8


PRÁCTICA No. 8. DIVISOR DE CORRIENTE


1. OBJETIVO Obtener de manera práctica los valores obtenidos y calculados teóricamente.

2. INTRODUCCIÓN El alumno será capaz de obtener de manera práctica y teórica el cálculo del divisor de

corriente.

3. MARCO TEÓRICO

DIVISOR DE CORRIENTE

Cuando se aplica una corriente a un circuito paralelo y se toma la intensidad que circule por una de

las resistencias, se obtiene un divisor de corriente, ya que la de la salida es una fracción de la

corriente de entrada i de dicha fracción viene determinada por la relación entre las resistencias.

𝐼𝑅𝑥 =𝐼𝑇𝑅𝑥

𝑅𝑥 + 𝑅𝑎

Siendo:

𝑅𝑥 el valor de la resistencia de la cual se desea obtener el corriente

𝐼𝑇 el valor de la corriente en la fuente

𝑅𝑎 el valor de las demás resistencias reducidas

Fig. 8.1.





PRÁCTICA No. 8



5 Resistencias

Cables Banana

Multímetro

Fuente de alimentación.

5. METODOLOGÍA


5.1.1 Pedir el material en caseta. 5.1.2 Medir las el valor de las 5 resistencias, posteriormente escoger las 3 con valor más

cercano entre sí. Registrar sus valores en la Tabla 8.1 y la Tabla 8.2. 5.1.3 Armar el circuito con las resistencias en paralelo, aplicar un voltaje de 10 a 12 volt para

no rebasar la potencia de 0.5 watt. 5.1.4 Obtener la 𝑅𝑒𝑞 para calcular la corriente total 𝐼𝑇 del circuito para obtener la corriente en

cada resistencia. 1

𝑅𝑒𝑞=

1

𝑅1+

1

𝑅2+

1

𝑅3

𝐼𝑇 =𝑉𝑡

𝑅𝑒𝑞

5.1.5 Obtener la corriente en cada resistencia de forma analítica utilizando la técnica de divisor

de corriente. 5.1.6 Con el multímetro medir el valor de la corriente en cada resistencia. 5.1.7 Registrar resultados en la Tabla 8.3.


Fig. 8.2. Circuito armado

5.3 Tablas

Tabla 8.1. Valor de las resistencias

No. Valor

1

2

3

4

5





PRÁCTICA No. 8


No. Valor

1

2

3

Tabla 8.2. Resistencias escogidas

Resistencia Valor analítico (I) Valor medido (I)

1

2

3 ∑I= ∑I=

Tabla 8.3. Valor de la corriente de forma analítica y práctica.




Fig. 8.3 Medición de voltaje






PRÁCTICA No. 9


PRÁCTICA No. 9. PARÁMETROS DE LA SEÑAL

SENOIDAL


1. OBJETIVO Identificar de manera práctica los diferentes parámetros de la señal senoidal.

2. INTRODUCCIÓN

El alumno será capaz de obtener de manera práctica los parámetros de la señal senoidal

como lo son el periodo, la frecuencia, valor máximo, valor pico y valor medio.

3. MARCO TEÓRICO

Corriente alterna

Se denomina a la corriente eléctrica en la que la magnitud y dirección varían cíclicamente.

La forma de onda de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una onda

sinusoidal, puesto que se consigue una transmisión más eficiente de la energía. Sin

embargo, en ciertas aplicaciones se utilizan otras formas de onda periódicas, tales como la

triangular o la cuadrada.

Periodo

El período de una oscilación u onda (T) es el tiempo transcurrido entre dos puntos

equivalentes de la oscilación o ciclo.

Frecuencia

Es una medida para indicar el número de repeticiones de cualquier fenómeno o suceso

periódico en la unidad de tiempo.

Valor de pico

Es el valor máximo (valor del pico positivo) o mínimo (valor de pico negativo) que alcanza

la señal. El valor de pico de una señal sinusoidal sin componente continua es la amplitud de

la señal





PRÁCTICA No. 9


Valor pico a pico

La separación entre el valor de pico positivo y el valor de pico negativo se denomina valor

pico a pico de la señal. Este valor se expresa en voltpico-pico (Vpp), y en el caso de la señal

sinusoidal es el doble de la amplitud.

Valor medio

Corresponde al valor de la componente continua que tiene la onda.

Valor eficaz

Es un parámetro que se utiliza para caracterizar formas de onda y se define como el valor

de tensión continua que sería capaz de suministrar la misma potencia (a un elemento del

circuito que disipa toda la potencia que se le suministra), que la potencia que le proporciona

la forma de onda con dicho valor eficaz.


Multímetro digital

Transformador monofásico (120 – 24 V o 120 -12 V)

Clavija con puntas

Osciloscopio

Punta para osciloscopio

5. METODOLOGÍA



5.1.2 Alimentar el transformador y medir con el multímetro el voltaje de 1-2, 3-4, 3-5 y

de 4-5 V, de acuerdo a la Fig. 9.2. Anotar los resultados en la Tabla 9.1.

5.1.3 Obtener la relación de transformación a

𝑎 =𝑉𝑝𝑟𝑖𝑚𝑎𝑟𝑖𝑜

𝑉𝑠𝑒𝑐𝑢𝑛𝑑𝑎𝑟𝑖𝑜

5.1.4 Medir la frecuencia, voltaje eficaz, voltaje pico-pico y el periodo en el

osciloscopio para las terminales 3-4, 3-5 y 4-5. 5.1.5 Registrar los valores en la Tabla 9.2.





PRÁCTICA No. 9



Fig. 9.2. Transformador

5.3 Tablas

Fuente Voltajes Frecuencia

1-2

3-4

3-5

4-5

Tabla 9.1. Valor del voltaje en el transformador

Parámetros 3-4 3-5 4-5

Frecuencia

Periodo

Vrms o eficaz

Vpico-pico

Velocidad angular

Tabla 9.2. Parámetros a medir en el osciloscopio


Se requiere eliminar o suprimir la tierra física del osciloscopio para no causar un corto.





PRÁCTICA No. 10


PRÁCTICA No. 10. POLARIZACIÓN DE CONTACTOS Y

MEDICIONES MONOFÁSICAS


1. OBJETIVO Realizar la polarización de contactos y obtener mediciones monofásicas.

2. INTRODUCCIÓN El alumno será capaz de comprobar que los contactos del laboratorio estén polarizados de

manera correcta y posteriormente obtendrá mediciones monofásicas (voltaje fase-neutro,

voltaje fase- tierra, voltaje fase - persona) en las diferentes zonas del laboratorio.

3. MARCO TEÓRICO Contacto eléctrico

También conocido como tomacorriente generalmente se sitúa en la pared, ya sea colocado de forma

superficial (enchufe de superficie) o empotrado en la pared montado en una caja (enchufe de cajillo

o tomacorriente empotrado), siendo éste el más común. Constan, como mínimo, de dos piezas

metálicas que reciben a sus homólogas macho para permitir la circulación de la corriente eléctrica.

Estas piezas metálicas quedan fijadas a la red eléctrica por tornillos o, actualmente con mayor

frecuencia, por medio de unas pletinas plásticas que, al ser empujadas, permiten la entrada del hilo

conductor y al dejar de ejercer presión sobre ellas, unas chapas apresan el hilo, impidiendo su

salida.

Fig. 10.1. Tomacorriente


Probador de corriente 100-500 V

Multímetro digital





PRÁCTICA No. 10


5. METODOLOGÍA


5.1.1 Localizar las seis zonas del Laboratorio de Ingeniería Eléctrica para hacer la

medición.

5.1.2 Con el probador de corriente verificar la polarización de los contactos.

5.1.3 Una vez que se conoce la fase y el neutro con el multímetro medir el voltaje.

5.1.4 Se deben hacer seis mediciones:

5.1.4.1 Fase- Neutro

5.1.4.2 Fase- Tierra

5.1.4.3 Neutro- Tierra

5.1.4.4 Fase- Persona

5.1.4.5 Neutro- Persona

5.1.4.6 Tierra-Persona

5.1.5 Ver el comportamiento de las diferentes zonas y anotar los resultados.


Fig. 10.2. Contacto





PRÁCTICA No. 10


Fig. 10.3. Zonas del laboratorio





PRÁCTICA No. 10


5.3 Tablas

Voltaje Zona 1 Zona 2 Zona 3 Zona 4 Zona 5 Zona 6

Fase- Neutro Fase- Tierra Neutro- Tierra Fase- Persona Neutro- Persona Tierra-Persona

Tabla 10.1


No medir los contactos trifásicos de 220 y 440 V únicamente los monofásicos.





PRÁCTICA No. 11


PRÁCTICA No. 11. SECUENCIA POSITIVA Y NEGATIVA


1. OBJETIVO

2. INTRODUCCIÓN

3. MARCO TEÓRICO Secuencia positivas y negativa trifásica

En la representación fasorial de voltajes, se dice que una secuencia es positiva cuando es

ABC, lo que significa que VBn se retrasa de VAn por 120°.

Si la tensión en la bobina A alcanza el máximo en primer término, luego lo alcanza B y

después C, nos encontramos ante una secuencia de fases ABC (positiva). Esta secuencia es

evidente a partir del diagrama fasorial con su rotación en sentido contrario al de las agujas

del reloj, ya que los fasores pasarán por un punto fijo en el orden A-B-C-A-B-C……

Fig. 11.1. Representación fasorial de voltajes Fig. 11.2. Forma de onda

La rotación de las bobinas en sentido opuesto da lugar a la secuencia CBA o ACB

(negativa).

A continuación se observa el nuevo diagrama fasorial y la secuencia que provoca con su

rotación en sentido antihorario:





PRÁCTICA No. 11


Fig. 11.3. Representación fasorial de voltajes en diferente sentido Fig. 11.4. Forma de onda


Secuencimetro.

Cables conectores banana.

Multímetro.

Mesa de trabajo.

5. METODOLOGÍA


5.1.1 Pedir el material en la caseta.

5.1.2 Prender el transformador para encender el tablero principal. Para ello es necesario jalar la

palanca que tiene. 5.1.3 Accionar el interruptor. 5.1.4 El tablero está dividido en tres secciones, apretar el botón verde de la segunda sección

para obtener el voltaje de 220 V. Revisar el voltaje en el voltímetro analógico. 5.1.5 En la última sección apretar el botón verde para obtener 440 V. Revisar que el medidor

diga qué voltaje tienen las mesas de trabajo. 5.1.6 Abrir el interruptor de la mesa para los diferentes voltajes a utilizar. 5.1.7 Hacer los cálculos teóricos del voltaje de línea y fase. 5.1.8 Medir los voltajes de línea y fase de las mesas tanto a 220 V como a 440 V. 5.1.9 Conectar el secuencímetro al las terminales de la mesa, intercambiar líneas y ver la

secuencia.


Fig. 11.5. Conexión al secuencimetro





PRÁCTICA No. 11


5.3 Tabla

Tensión en corriente alterna

220 V 440 V

VAB

VBC

VCA

VAN

VBN

VCN

VAT

VBT

VCT Tabla 11.1. Medición de voltaje a 220 V y 440 V

Al utilizar el secuencimetro obtuvimos las siguientes lecturas, considerando que la

secuencia ABC de nuestra mesa era la notación RST.

Secuencia

RST Positiva

TSR Negativa

Tabla 11.2. Secuencias






PRÁCTICA No. 12


PRÁCTICA No. 12. ANALIZADOR DE PARÁMETROS DE

CARGAS RESISTIVAS


1. OBJETIVO

2. INTRODUCCIÓN

3. MARCO TEÓRICO

Carga resistiva

Una carga es un componente que recibe energía en oposición a un generador, que suministra

energía. Una carga resistiva, en este caso, el foco es una carga puramente resistiva, es la parte real

de la impedancia (oposición de la corriente alterna). Por lo tanto la resistencia es la oposición al

paso de la corriente.

En una carga resistiva tiene la característica que sus ondas de corriente y voltaje están en fase, es

decir, que empiezan y terminan en el mismo punto. En cada instante la potencia es igual a la

corriente en ese instante multiplicado por el voltaje de ese instante, el producto de los valores

instantáneos de corriente y voltaje crea una potencia, la cual es positiva en corrientes y voltaje en

fase. Esto significa que la carga resistiva convierte energía eléctrica en energía calorífica durante el

ciclo completo.

Fig. 12.1. Potencia hacia una carga puramente resistiva. El valor vico de 𝑝 es 𝑉𝑚𝐼𝑚

a) Circuito de una carga resistiva, b) Formas de onda de voltaje y corriente para una carga resistiva.





PRÁCTICA No. 12


Fig. 12.2. Diagrama fasorial de una carga resistiva: voltaje y corriente están en fase

Potencia

La potencia eléctrica es la relación de paso de energía de un flujo por unidad de tiempo; es decir, la

cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado. La unidad en

el Sistema Internacional de Unidades es el vatio (watt).

Tipos de potencia (Triángulo de potencias)

Potencia Activa (P)

Es la potencia capaz de desarrollar un trabajo útil. Originada por la componente de la

corriente que está en fase con el voltaje. Sus unidades son kW o MW. Se calcula como:

𝑃 = 𝑉𝑟𝑚𝑠𝐼𝑟𝑚𝑠cos (𝜑)

Potencia Reactiva (Q)

Genera campos magnéticos y campos eléctricos. Es originada por dispositivos de tipo

inductivo y capacitivo. La origina la componente de la corriente que está a 90° con el

voltaje, en adelanto o en atraso. Sus unidades son kV∙AR o MV∙AR. Se calcula como:

𝑄 = 𝑉𝑟𝑚𝑠𝐼𝑟𝑚𝑠sen (𝜑)

Potencia Aparente (S)

Es la potencia total que requiere la carga, definida como la potencia total que pueden

entregar generadores, transformadores y UPS. Se obtiene por medio de la suma vectorial de

la potencia activa y la reactiva. Con esta potencia los equipos eléctricos alcanzan su

calentamiento máximo permisible. Sus unidades son kV∙A o MV∙A. Se calcula como:

𝑆 = 𝑉𝑟𝑚𝑠𝐼𝑟𝑚𝑠





PRÁCTICA No. 12


Fig. 12.3. Triángulo de Potencias

Factor de Potencia

Es la relación de la potencia activa (P) con la potencia aparente (S).

𝑓𝑝 =𝑃

𝑆

Es la proporción de potencia que se transforma en trabajo útil (P) de la potencia

total (S) requereida por la carga.

Bajo condiciones de voltajes y corrientes senoidales el factor de potencia es:

𝑓𝑝 = cos (𝜑)

Wattmetro

El wattmetro es un instrumento capaz de medir la potencia promedio consumida

en un circuito. Según la definición de potencia, un wattmetro debe ser un instrumento que

realice el producto de dos señales eléctricas, ya que 𝑃 = 𝑉 ⋅ 𝐼.

Analizadores de parámetros eléctricos

De entre los importantes destacan:

• Marca AEMC

El cual permite la medición de RMS verdadero para 1, 2 o 3 fases a 256 muestras por segundo más

DC. Muestra las formas de onda a colores en tiempo real. Escala automática hasta 6500 A.

• Fluke 43.

Como Analizador de calidad de la energía eléctrica, está optimizado para medidas industriales en la

frecuencia fundamental de 50 Hz. El Fluke 43 es el único instrumento que combina las funciones

de un Analizador de calidad de la energía eléctrica, un osciloscopio de 20 MHz, un multímetro y un

registrador de datos en una única herramienta. Puesto que su rango de frecuencia fundamental se





PRÁCTICA No. 12


extiende de 10 a 400 Hz, resulta ideal también para aplicaciones aeronáuticas, navales y

ferroviarias.


Amperímetro de gancho

Wattmetro

Analizador de parámetros AEMC y Fluke 43

3 Focos de diferentes potencias

Conectores banana- banana

Clavija

5. METODOLOGÍA



5.1.2 Calcular la corriente:

𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑤𝑎𝑡𝑡𝑠

𝑣𝑜𝑙𝑡𝑎𝑗𝑒=

300

120= 2.5

Tomar una corriente de 5 ampere.

5.1.3 Medir con el multímetro el voltaje de los contactos.

5.1.4 Conectar los focos en paralelo.

5.1.5 Conectar la carga (focos) a los diferentes medidores de la siguiente manera:

5.1.5.1 Wattímetro o wattmetro

5.1.5.1.1 Conectar la clavija al watmetro, y este a los focos como se muestra en la

Fig. 12.3. 5.1.5.1.2 Encender el watmetro y ajustarlo a cero mediante la manivela para lograr

una correcta medición. 5.1.5.1.3 Conectar la clavija a la fuente y tomar las mediciones de potencia, voltaje

y corriente tanto con el watmetro como con los multímetros. 5.1.5.1.4 Anotar los resultados. 5.1.5.1.5 Calcular el triangulo de potencias para los focos y anotar los resultados.

5.1.5.2 AEMC

5.1.5.2.1 Configurar los parámetros de voltaje, corriente, potencia real, potencia

aparente, potencia reactiva y factor de potencia. Para lograr esto en el menú dar Shift

en KP para pasar de un rango de √3 (que usaría una carga trifásica) a 1, siendo

monofásica nuestra carga.

La corriente se debe ajustar a 5 ampere, apretar el botón Range I para este fin y

modificar los valores con el botones de adelanto y atraso.

5.1.5.2.2 Conectar el analizador de parámetros con los focos como se muestra en la

Fig. 12.4.





PRÁCTICA No. 12


5.1.5.2.3 Ya conectado el circuito encender el analizador de parámetros.

5.1.5.2.4 Conectar la carga, en este caso los focos, a la fuente de voltaje.

5.1.5.2.5 Anotar los resultados.

5.1.5.3 FLUKE 43

5.1.5.3.1 Conectar el analizador de parámetros con la carga como se muestra en la

Fig. 12.5. Considerar que la pinza debe ir en el sentido de la corriente sino se tendrá

una media negativa

5.1.5.3.2 Encender el analizador de parámetros y en el botón MENU escoger qué

parámetro se desea medir y después apretar ENTER.

Para la corriente revisar que esté en un rango de 5 amperes, sino puede dañarse el

aparato.

5.1.5.3.3 Ya preparado, conectar la carga a la fuente y tomar las medidas de

corriente y voltaje, potencia real, aparente, reactiva, así como el factor de potencia de

la carga, en este caso los focos.


Fig. 12.4. Conexión al Wattmetro

Fig. 12.5 Conexión del analizador AEMC con la carga a medir





PRÁCTICA No. 12


Fig. 12.6. Conexión al analizador Fluke 43

5.3 Tablas

Parámetros Valores obtenidos

Wattmetro AEMC FLUKE 43

Potencia aparente (VA)

Potencia reactiva (VAR)

Potencia Real (W)

Angulo (°)

Potencia eficaz (W)

Voltaje eficaz (V)

Corriente eficaz (A)

Factor de potencia (FP)

Tabla 12.1






PRÁCTICA No. 13


PRÁCTICA No. 13. ANALIZADOR DE CARGAS

INDUCTIVAS


1. OBJETIVO

2. INTRODUCCIÓN

3. MARCO TEÓRICO

En la corriente alterna por la combinación de los componentes: resistencia (oposición al

paso de la corriente), inductancia (almacena energía eléctrica en forma de campo

magnético) y capacitancia (almacena energía eléctrica en forma de campo eléctrico) se

tiene tres tipos de potencia que son: potencia real (P), potencia consumida o aparente (S) y

potencia reactiva (Q).

Fig. 13.1. Tipos de cargas

En el consumo de electricidad por parte de un usuario están implicadas la Potencia Efectiva

P (kW), la Potencia Reactiva Q (kV∙AR) y la suma vectorial de estas dos denominada

Potencia Aparente S (kV∙A). La potencia reactiva está asociada a cargas de tipo inductivo

(motores) y a cargas capacitivas, mientras que la potencia efectiva es la que

verdaderamente se convierte en trabajo. La potencia reactiva por tratarse de elementos

inductivos y capacitivos (que idealmente no generan pérdidas) no se transforma en trabajo

sino que es requerida por algunas cargas para el transporte de la activa.





PRÁCTICA No. 13


Fig. 13.2. Triángulo de potencias



Wattmetro

Analizador de parámetros: AEMC y Fluke 43

Motor monofásico

Conectores punta banana - banana

5. METODOLOGÍA



5.1.2 Para saber la corriente que utiliza el motor ver la placa de datos sino conectar la

clavija al motor y con un amperímetro medir los amperes. El motor que utilizamos tiene

una corriente de 2 amperes. 5.1.3 Medir con el multímetro el voltaje de los contactos.

5.1.4 Conectar la carga (motor) a los diferentes medidores de la siguiente manera:

5.1.4.1 Wattímetro o wattmetro

5.1.4.1.1 Conectar la clavija al watmetro, y este al motor como se muestra en la Fig.

13.3. 5.1.4.1.2 Encender el watmetro y ajustarlo a cero mediante la manivela para lograr

una correcta medición. 5.1.4.1.3 Conectar la clavija a la fuente y tomar las mediciones de potencia, voltaje

y corriente tanto con el watmetro como con los multímetros. 5.1.4.1.4 Anotar los resultados en la tabla. 5.1.4.1.5 Calcular el triangulo de potencias para el motor y anotar los resultados.





PRÁCTICA No. 13


5.1.4.2 AEMC

5.1.4.2.1 Configurar los parámetros de voltaje, corriente, potencia real, potencia

aparente, potencia reactiva y factor de potencia. Para lograr esto en el menú dar Shift

en KP para pasar de un rango de √3 (que usaría una carga trifásica) a 1, siendo

monofásica nuestra carga.

La corriente se debe ajustar a 5 amperes, apretar el botón Range I para este fin y

modificar los valores con el botones de adelanto y atraso.

5.1.4.2.2 Conectar el analizador de parámetros con los focos como se muestra en la

Fig. 13.4.

5.1.4.2.3 Ya conectado el circuito encender el analizador de parámetros.

5.1.4.2.4 Conectar la carga, en este caso el motor, a la fuente de voltaje.

5.1.4.2.5 Anotar los resultados en la tabla.

5.1.4.3 FLUKE

5.1.4.3.1 Conectar el analizador de parámetros con la carga como se muestra en la Fig.

13.5. Considerar que la pinza debe ir en el sentido de la corriente sino se tendrá una media

negativa 5.1.4.3.2 Encender el analizador de parámetros y en el botón MENU escoger qué

parámetro se desea medir y después apretar ENTER. Para la corriente revisar que esté en un rango de 5 amperes, sino puede dañarse el aparato. 5.1.4.3.3 Ya preparado, conectar la carga a la fuente y tomar las medidas de corriente y

voltaje, potencia real, aparente, reactiva, así como el factor de potencia de la carga, en este

caso, el motor. 5.1.4.3.4 Anotar los resultados en la Tabla 13.1.


Fig. 13.3. Conexión al Wattmetro





PRÁCTICA No. 13


Fig. 13.4 Conexión del analizador AEMC con la carga a medir

Fig. 13.5. Conexión al analizador Fluke

5.3 Tablas

Parámetros Valores obtenidos

Wattmetro AEMC FLUKE 43

Potencia aparente (VA)

Potencia reactiva (VAR)

Potencia Real (W)

Angulo (°)

Potencia eficaz (W)

Voltaje eficaz (V)

Corriente eficaz (A)

Factor de potencia (FP)

Tabla 13.1






PRÁCTICA No. 14


PRÁCTICA No. 14. CONEXIÓN TRIFÁSICA DEL

TRANSFORMADOR


1. OBJETIVO

2. INTRODUCCIÓN

3. MARCO TEÓRICO

Conexión Estrella

En este tipo de conexión, se unen en un punto común las puntas finales de las bobinas y

esta conexión puede o no salir al exterior.

Conexión Delta

En este tipo de conexión se une el final de la primera bobina con el inicio de la segunda, el

final de la segunda bobina con el inicio de la tercera y el final de la tercera con el inicio de

la primera.

Fig. 14.1. Conexión estrella y conexión delta

Transformador

Los transformadores son dispositivos electromagnéticos estáticos que permiten partiendo

de una tensión alterna conectada a su entrada, obtener otra tensión alterna mayor o menor

que la anterior en la salida del transformador.

Permiten así proporcionar una tensión adecuada a las características de los receptores.

También son fundamentales para el transporte de energía eléctrica a largas distancias a

tensiones altas, con mínimas perdidas y conductores de secciones moderadas.





PRÁCTICA No. 14


Fig. 14.2. Transformador

4. EQUIPO Y MATERIALES Puntas banana


Multímetro

Transformador eléctrico

5. METODOLOGÍA



5.1.2 Identificar las conexiones de los bornes de transformador (definidas ya en el

transformador) y realizar la medición de la resistencia que existen entre cada borne del

transformador. 5.1.3 Anotar las mediciones en la Tabla 14.1. 5.1.4 Realizar las conexiones del primario y secundario del transformador conforme lo que

establezca la placa del mismo. 5.1.5 Con el multímetro obtener el voltaje entre cada fase. 5.1.6 Anotar las mediciones en la Tabla 14.2.





PRÁCTICA No. 14



Fig. 14.3 Conexión de transformador de 3 bobinas.

5.3 Tablas

Tabla 14.1. Resistencia de los bornes del transformador

Conexión del transformador

Voltaje en el transformador Primario Secundario

Vab

Vbc

Vac

Tabla 14.2. Voltaje en cada lado del transformador


Bornes Resistencia

1-4 Ω

2-5 Ω 3-6 Ω

7-10 Ω 8-11 Ω 9-12 Ω





PRÁCTICA No. 15


PRÁCTICA No. 15. CONEXIÓN DE UN TRANSFORMADOR

TRIFÁSICO


1. OBJETIVO

2. INTRODUCCIÓN

3. MARCO TEÓRICO

Motor eléctrico

Es una máquina eléctrica que transforma energía eléctrica en energía mecánica por medio de

interacciones electromagnéticas. Algunos de los motores eléctricos son reversibles, pueden

transformar energía mecánica en energía eléctrica funcionando como generadores.

Fig. 15.1. Motor trifásico

Conexión trifásica en estrella.

En este tipo de conexión se unen en un punto común las finales de las bobinas o

embobinados, también se le conoce como conexión Y, al punto común se le conoce como

neutro y puede salir al exterior de la conexión.

http://es.wikipedia.org/wiki/Electromagnetismo





PRÁCTICA No. 15


Fig. 15.2. Conexión estrella (𝑌)

Conexión delta

En este tipo de conexión se une el final de la primera bobina con el principio de la segunda,

el final de la segunda bobina con el principio de la tercera y la final de la tercera con el

principio de la primera, a esta conexión también se conoce con el nombre de ∆ (triangulo).

Fig. 15.3. Conexión en delta o tríangulo (∆ 𝑜 𝐷)





PRÁCTICA No. 15



Puntas banana


Motor trifásico eléctrico

Multímetro

5. METODOLOGÍA



5.1.2 Prender el transformador para encender el tablero principal. Para ello es necesario

jalar la palanca que tiene.

5.1.3 Accionar el interruptor.

5.1.4 El tablero está dividido en tres secciones, apretar el botón verde de la segunda

sección para obtener el voltaje de 220 V. Revisar el voltaje en el voltímetro analógico.

5.1.5 En la última sección apretar el botón verde para obtener 440 V. Revisar que el

medidor diga qué voltaje tienen las mesas de trabajo.

5.1.6 Abrir el interruptor de la mesa para los diferentes voltajes a utilizar.

5.1.7 Revisar la resistencia de cada una de las bobinas del motor con el multímetro.

5.1.8 Con el multímetro verificar continuidad de cada bobina.

5.1.9 Medir los voltajes de línea y fase de las mesas tanto a 220 V como a 440 V.

5.1.10 Revisar la conexión que pide la placa del motor para cada voltaje.

5.1.11 Medir la corriente de cada línea, cada dos líneas y de las tres líneas con el

amperímetro.

5.1.12 Revisar la secuencia del motor.





PRÁCTICA No. 15



Fig. 15.1. Conexión doble estrella a 220 V

Fig. 15.2. Conexión estrella del motor a 440 V.





PRÁCTICA No. 15


5.3 Tablas

Bobinas Resistencia (Ω)

1-4

3-6

7-8

7-9

8-9

Tabla 15.1. Medición de la resistencia de las bobinas

220 VAC

VAB

VBC

VCA

VFN

VFT

Tabla 15.2. Medición de voltaje a 220 V en la mesa

Línea Corriente (A) Línea Corriente (A) Línea Corriente (A)

1 1-2 1-2-3

2 1-3

1 2-3

Tabla 15.3 .Corrientes de línea

Secuencia

123 Negativa (contrahorario)

321 Positiva (horario)

Tabla 15.4. Secuencia





PRÁCTICA No. 15


440VAC

12

VBC

VCA

VFN

VFT

Tabla 15.5. Medición de voltaje a 440 V en la mesa

Línea Corriente (A) Línea Corriente (A) Línea Corriente (A)

1 1-2 1-2-3

2 1-3

1 2-3

Tabla 15.6 .Corrientes de línea


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