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MEDIDAS DE VALORES MÁXIMOS, MEDIOS Y EFICACES DE MAGNITUDES ELÉCTRICAS

1.-OBJETIVO: Analizar y determinar en forma experimental los valores: Máximos, medio y eficaz en diferentes circuitos: Utilizar un circuito AC, Circuito rectificador de media onda que alimenta a una carga resistiva y Circuito rectificador de Onda completa.

2.-FUNDAMENTO TEÓRICO:

La siguiente práctica de laboratorio se basa en la comparación de valores medios y eficaces para lo cual debemos tener en cuenta una teoría base, esta se presenta a continuación: * Ahora bien, si consideramos el comportamiento a través del tiempo de las magnitudes recién mencionadas, tendremos un voltaje v(t) y una corriente i(t), es decir, tanto el voltaje como la corriente dependen del tiempo. Si alguna de estas magnitudes tiene un valor constante en el tiempo, se hablará de voltaje continuo y/o de corriente continua, según sea el caso; por otro lado, cuando el voltaje o la corriente tienen un comportamiento sinusoidal, se hablará de voltaje alterno o de corriente alterna. Para esta última situación, se definen algunos conceptos útiles:

Valor medio y valor eficaz

En la clasificación del apartado anterior, hay que añadir en las señales periódicas, que estas se van a caracterizar por los denominados valores medios y eficaces.

Valor medio : Por definición, para una función periódica de periodo T, es la media algebraica de los valores instantáneos durante un periodo:

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Valor eficaz : Es la media cuadrática de los valores instantáneos durante un periodo completo:

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 Máximo : Es el valor más alto que alcanza la señal y, por lo tanto, corresponde a la amplitud de la señal sinusoidal.

3.-ELEMENTOS A UTILIZAR:

Amperímetro Multímetro Voltímetro Resistencia Fuente de alimentación

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4.-PROCEDIMIENTO DE EJECUCIÓN:

1.-Regular la salida del transformador a 50Vrms, el cual actuará como fuente de alimentación para todos los ensayos y su valor será el valor de referencia para los cálculos que se tengan que realizar (Vrms y Vmáx ).

DATOS

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

2.-Reconocer y armar un circuito resistivo tipo serie donde se medirá el valor eficaz de tensión y de corriente en cada componente y el que provee la fuente.

3.-Identficar instrumentos de medición analógicos a utilizarse:

Características Tipos de Escalas Formas de utilización en medición de:

TensiónCorriente Resistencia

4.-Armar un circuito rectificador de media onda y alimentar a un circuito resistivo donde se medirá valores medios de Tensión y Corriente.

La información recogida tabularla en el siguiente cuadro tomando como referencia de control la corriente del circuito.

Corriente (A)

Voltaje de Entrada

variable (V)

Vmed-Experimental

(v)

Vrms-Experimental

(v)

Vmed-Teórico

(v)

Vrms-Teórico

(v)

Error(med)(V)

Error(rms)(V)

1.1 50 21.5 33.5 22.51 35.36 0.04% 5.26%2 49 21 32.8 22.06 34.65 4.81% 5.34%3 48 20 31.6 21.61 33.94 7.45% 6.89%

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5.-Armar un circuito rectificador de Onda Completa y alimentar a un circuito resistivo donde se medirá valores medios de Tensión y Corriente.

La información recogida tabularla en el siguiente cuadro tomando como referencia de control la corriente del circuito, semejante al paso 4.

Corriente (A)

Voltaje de Entrada

variable (V)

Vmed-Experimental

(v)

Vrms-Experimental

(v)

Vmed-Teórico

(v)

Vrms-Teórico

(v)

Error(med)(V)

Error(rms)(V)

1.1 50 44 48.6 45.02 50 2.26% 2.8%2 48.5 43 47.4 43.67 48.5 1.53% 2.27%3 47.5 41.5 46.3 42.77 47.5 2.97% 2.53%

5.-CUESTIONARIO:

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

Formulación matemática para media onda:

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Formulación matemática para onda completa:

5.2.- ¿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.

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

Un amperímetro sirve para medir intensidades de corriente, como ya hemos dicho, para realizar esta medida se conecta en serie con el receptor de corriente y se intercala en el conductor por el cual circula la intensidad de corriente que se ha de medir.

. Los sistemas de medida más importantes son los siguientes: magnetoeléctrico, electromagnético y electrodinámico.

Vamos a ver cómo funciona un amperímetro con sistema de medida "magnetoeléctrico". Para medir la corriente que circula por un circuito tenemos que conectar el amperímetro en serie con la fuente de alimentación y con el receptor de corriente. Así, toda la corriente que circula entre esos dos puntos va a pasar antes por el amperímetro.

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

Si, ya que una onda cuadrada es una onda alterna, entonces cualquier instrumento de medida como un Amperímetro, Voltímetro pueden medir el valor eficaz. Además se sabe que matemáticamente el valor eficaz de una onda cuadrada es igual al valor medio de la onda cuadrada.

5.5.- ¿Explique las razones de la no coincidencia de los valores medios con los valores calculados en las tablas.

La diferencia que se obtuvo entre los valores experimentales y los valores teóricos se debe a los instrumentos utilizados en el laboratorio, ya que dichos instrumentos están desgastados.

6.-OBSERVACIONES Y CONCLUCIONES:

Es muy importante conocer los diferentes instrumentos de laboratorio así como su funcionamiento y partes que lo conforman.

El modelo del diodo en el primer circuito armado corresponde al 1M5399 mientras que el del segundo es unos puentes rectificadores de diodos ideales.

Se observó que los valores obtenidos tanto experimentales como teóricos son diferentes esto se debe a los instrumentos empleados.

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

Se debe tener en cuenta que al iniciar el armado de cualquier circuito uno debe percatarse que los instrumentos a utilizar deben estar en buen estado para que no se cometan errores.

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

7.- BIBLIOGRAFIA:

: http://www.monografias.com/trabajos60/instrumentos-electricos-medicion/instrumentos-electricos-medicion2.shtml#ixzz3C6nQFzz8

Circuitos Eléctricos; Colección Schaum; EDMINISTER. www.wikipedia.com