MEDIDA DE VALORES MÁXIMOS, MEDIOS Y EFICACES DE MAGNITUDES ELÉCTRICAS

1-OBJETIVOS

Analizar y determinar en forma experimental los valores: máximo, medio y eficaces en diferentes circuitos: utilizar un circuito ac, circuito rectificador de media honda que alimenta a una carga resistiva y circuito rectificador de media honda.

2.-FUNDAMENTO TEORICO:

VALOR MEDIO Y VALOR EFICAZ:

VALOR MEDIO

Se llama valor medio de una tensión (o corriente) alterna a la media aritmética de todos los valores instantáneos de tensión (o corriente), medidos en un cierto intervalo de tiempo. En una corriente alterna sinusoidal, el valor medio durante un período es nulo: en efecto, los valores positivos se compensan con los negativos. Vm = 0

VALOR EFICAZ

En electricidad y electrónica, en corriente alterna, el valor cuadrático medio , de una corriente variable es denominado valor eficaz. Se define como el valor de una corriente rigurosamente constante (corriente continua) que al circular por una determinada resistencia óhmica pura produce los mismos efectos caloríficos (igual potencia disipada) que dicha corriente variable (corriente alterna). De esa forma una corriente eficaz es capaz de producir el mismo trabajo que su valor en corriente directa o continua. Como se podrá observar derivado de las

ecuaciones siguientes, el valor eficaz es independiente de la frecuencia o periodo de la señal.

VALOR MAXIMO

Es el mayor de los valores instantáneos que toma la función. Puede ser positivo o negativo, ambos iguales (función simétrica). Al valor máximo también se le llama valor de pico.

Valor máximo=Valor de pico=V0=I0

3.-EQUIPO UTILIZADO

Voltímetro analógico. Amperímetro analógico. Multímetro. Fuente de alimentación regulable de señal alterna. Diodos Puente de diodos Herramientas de taller.

4.-PROCEDIMIENTO DE EJECUCIÓN

1. Regular la salida del autotransformador a 50v (AC) 2. Regular la resistencia para obtener la primera corriente(1A)3. Armar el circuito rectificador de media onda y alimentar al circuito resistivo4. Medir los valores de tensión y corriente

Diagrama para el primer experimento.

Diagrama para el primer experimento.

2. identificar los instrumentos de medición analógicos a utilizarse:

Voltímetro analógico

Un voltímetro es un instrumento destinado a medir la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito. Observemos que el voltímetro se conecta en paralelo. Los voltímetros se suelen construir utilizando un micro amperímetro (o galvanómetro) como aparato base al que se añade en serie una resistencia. Esta resistencia, junto a las características del aparato base, define el margen de medida del voltímetro. Los voltímetros usuales disponen de varias escalas, lo que significa que el fabricante ha montado en su interior las resistencias adecuadas para cada una de ellas.

Amperímetro analógico

Un amperímetro, es un instrumento destinado a medir la intensidad de la corriente eléctrica que recorre una rama dada de un circuito. Los amperímetros usuales requieren para ello interrumpir la rama en un punto e intercalar el aparato, de modo que la corriente a medir circule por el interior del mismo los amperímetros se conectan en serie. Los amperímetros analógicos se suelen construir utilizando un micro amperímetro como aparato base al que se conecta una resistencia en paralelo. Esta resistencia, junto a las características del aparato base, define el margen de medida del amperímetro. Los amperímetros usuales disponen de varias escalas, que el fabricante define montando en el interior del aparato las resistencias adecuadas para cada una de ellas.

FORMAS DE UTILIZACION DE MEDICION

MEDICION DE TENSIONES

Para medir una tensión, colocaremos las bornes en las clavijas, y no tendremos más que colocar ambas puntas entre los puntos de lectura que queramos medir. Si lo que queremos es medir voltaje absoluto, colocaremos la borne negra en cualquier masa (un cable negro de molex o el chasis del ordenador) y la otra borne en el punto a medir. Si lo que queremos es medir diferencias de voltaje entre dos puntos, no tendremos más que colocar una borne en cada lugar.

MEDICION DE RESISTENCIAS

El procedimiento para medir una resistencia es bastante similar al de medir tensiones. Basta con colocar la ruleta en la posición de ohmios y en la escala apropiada al tamaño de la resistencia que vamos a medir. Si no sabemos cuántos ohmios tiene la resistencia a medir, empezaremos con colocar la ruleta en la escala más grande, e iremos reduciendo la escala hasta que encontremos la que más precisión nos da sin salirnos de rango.

MEDICION DE INTENSIDADES

El proceso para medir intensidades es algo más complicado, puesto que en lugar de medirse en paralelo, se mide en serie con el circuito en cuestión. Por esto, para medir intensidades tendremos que abrir el circuito, es decir, desconectar algún cable para intercalar el amperímetro en medio, con el propósito de que la intensidad circule por dentro de este. Precisamente por esto, hemos comentado antes que un amperímetro analógico con las bornes puestas para medir intensidades tiene resistencia interna casi nula, para no provocar cambios en el circuito que queramos medir.

DATOS

Una Resistencia variable = 48Ω Fuente de voltaje regulada a 50V

TABLAS

TABLA N° 1 –utilizando un solo diodo

Corriente(A)Voltaje

variac (V)Vmed-med(V)

Vrms-med(V)

V medio-teorico (V)

Vrms-teorico(V)

1.1 50 21.5 20.5 22.50 35.36

2 49 21 19.5 22.05 34.64

3 48 20 19 21.61 33.94

TABLA N° 2 –utilizando el puente de diodos

Corriente(A)Voltaje

variac (V)Vmed-med(V)

Vrms-med(V)

V medio-teorico (V)

Vrms-teorico(V)

1.1 50 44 42 45.02 50

2 48.5 43 41 43.67 48.5

3 47.5 41.5 39.7 42.77 47.5

CALCULOS:

RECTIFICADOR UTILIZANDO UN DIODO

f 60 HzTensión máxima de la fuente 1 Vm1 70.71 V

La velocidad angular de la tension R 5 Ω'

VcdVm1

Vcd 22.508

VefVm1

2

Vef 35.355

Tensión máxima de la fuente 2 Vm2 69.30 V

La velocidad angular de la tensión

VcdVm2

Vcd 22.059

VefVm2

2

Vef 34.65Tensión máxima de la fuente 3 Vm3 67.88 VLa velocidad angular de la tensión Vcd

Vm3

Vcd 21.607Vef

Vm3

2

Vef 33.94

RECTIFICADOR UTILIZANDO EL PUENTE DE DIODOS

Tensión máxima de la fuente 1 f 60 Hz

R 37.5 ΩVm1 70.71 V

V02Vm1

V0 45.015

VefVm1

2 Vef 50

Tensión máxima de la fuente 2

Vm2 68.59 V

V02Vm2

V0 43.666

VefVm2

2 Vef 48.5

Tensión máxima de la fuente 3

Vm3 67.18 V

V02Vm3

V0 42.768

VefVm3

2 Vef 47.503

5.-CUESTIONARIO

1.- ¿Cuál es la formulación matemática que se aplica en los instrumentos de medición analógicos para la medición de los valores eficaces de tensión y corriente en las fuentes de media onda y onda completa?

Formulación matemática para media onda:

Formulación matemática para onda completa:

2.- ¿Cómo se define al factor de forma para ondas senoidales?

Factor de forma ( ): Cociente entre el valor eficaz y su valor medio en un semiperíodo. En la siguiente tabla se indican los valores de algunas corrientes

3.- ¿Cuál es el tipo de instrumento de medición que se debe utilizar para medir señales de corriente continua?

El instrumento que debemos usar es un amperímetro magnetoeléctrico para medir directamente corriente continua. Se construye conectando una resistencia en

paralelo, denominada shunt, a un galvanómetro magnetoeléctrico. De esta forma el galvanómetro se transforma en un instrumento de medición de corriente

4.-Con los instrumentos de medición analógicos del laboratorio se puede medir con precisión el valor medio de una forma de onda cuadrada de tensión. Explique las razones.

Como una onda cuadrada es una forma de onda alterna, entonces un instrumento de medición como el voltímetro puede medir su valor eficaz ósea (rms) y como matemáticamente el valor eficaz de una onda cuadrada, es igual al valor medio de la onda cuadrada.

Onda cuadrada :

5.- Explique las razones de la no consideración de los valores medidos con los valores calculados en las tablas

6.-OBSERBACIONES Y CONCLUCIONES

Se comprobó que la tensión inicial utilizada (50V) tiende a disminuir al estar todo el circuito en funcionamiento, y se llegó la conclucion que esto es originado por las resistencias internas de la fuente y de los instrumentos utilizados

Se armaron dos circuitos rectificadores de media y onda completa, logrando así obtener sus valores promedios y eficaces de salida

Los errores hallados son grandes debido a que los instrumentos analógicos utilizados no estaban calibrados,Los errores de apreciación también estuvieron presentes

Antes de energizar el circuito se debe comprobar que todo este bien conexionado para asi evitar accidentes

El variac debe ser regulado en forma independiente a el circuito a armar

7.-BILBLIOGRAFIA

www.monografias.com Circuitos Eléctricos; DORF SVOBODA Circuitos Eléctricos 1; LOPEZ, MORALES Circuitos Eléctricos; Colección Schaum; EDMINISTER