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Mediciones EléctricasTrabajos Prácticos de Laboratorio

Jefe de Cátedra: Ing. EstoroniJefe de Trabajos Prácticos: Ing. MartínezAño: 1.998Grupo D:

Martin GuareschiMartin HernanJavier VegaRicardo NaciffRoberto CantonFernando Bertromeu

Mediciones Eléctricas Trabajo Practico de Laboratorio Nº Universidad Tenologica NacionaFacultad Regional Mendoza

Grupo “D” Clase y Contraste de un Instrumento Año: 1.998

Pág. 1

11Índice:

Objetivo:........................................................................................................ 2

Fundamento teórico: ..................................................................................... 2

Clase de un instrumento.................................................................................... 2

Exactitud: ......................................................................................................... 2

Precisión: ......................................................................................................... 2

Tipos de mediciones:......................................................................................... 2

Formas de representar el error .......................................................................... 3

Circuito utilizado en la practica: ................................................................... 3

Circuito Electrico Teorico: .................................................................................. 3

Ciircuito Electrico Practico:................................................................................. 4

Maniobra operativa: ...................................................................................... 4

Características de instrumentos utilizados:.................................................. 5

Donde:............................................................................................................. 5

Valores obtenidos:......................................................................................... 6

Precauciones a tener en cuenta:................................................................... 6

Aplicaciones: ................................................................................................. 6

Conclusiones: ................................................................................................ 6

Integrantes del Grupo “D” ............................................................................ 7



Pág. 2

11

Objetivo:

Nos proponemos identificar las características de un instrumento de medición, en

este caso un voltímetro. Las características a determinar son:

a) La determinación de errores relativos, absolutos y porcentuales.

b) Los errores porcentuales al principio, primera mitad, segunda mitad y fin de la escala

del instrumento.

Fundamento teórico:

Existen diversas causas que producen que un instrumento no indique los valores

medidos con exactitud. Dos de las causas mas importantes son el rozamiento y las

variaciones de temperatura.

Como sabemos medir significa comparar, para lo cual es necesario tener una base

de comparación con el objeto de uniformar dichas condiciones. Para realizar esta

comparación es que se utilizan los instrumentos patrones. Este instrumento patrón es de

mejor clase del instrumento a contrastar.

Como dijimos hay muchos factores que hacen que un instrumento de medición no

indique con exactitud su lectura. Por ello se ha normalizado indicar como calidad de un

instrumento el grado de exactitud de sus lecturas, a la cual la denominamos clase y se

indica con un número que representa su error máximo.

Clase de un instrumento

La clase es el error porcentual máximo que produce ese instrumento respecto al

valor máximo (fondo de escala) que puede indicar.

A medida que poseemos menor clase, decimos que el instrumento es mas

exacto.

Exactitud:

Es el grado de aproximación al valor real o al valor convencionalmente verdadero.

Precisión:

Es la respetabilidad o reiteración de los datos, o también denominada definición

nítida.

Tipos de mediciones:

Básicamente las mediciones que existen o en la forma en que las mismas se

pueden realizar son de tres tipos:



Pág. 3

11Mediciones Directas: son aquellas en que la comparación entre la variable que se

desea medir y la respectiva unidad se realiza en forma simultánea. Ejemplo: Puente de

Wheatstone, para medir resistencias.

Mediciones Semidirectas: son aquellas en las que la comparación no es

simultánea, si no diferida. Ejemplo: las mediciones realizadas con un instrumento

analógicos.

Mediciones Indirectas: como su nombre lo indica es obtener un parámetro

midiendo otros que se relacionan con el anterior por medio de una expresión o leyes

conocidas directamente.

Formas de representar el error

Error Absoluto: es la diferencia entre el valor exacto o verdadero (que se supone

conocido).

VLA VVE −=

Error Relativo: es el error absoluto dividido por el valor verdadero.

V

VL

V

AR V

VVVE

E−

==

Error Relativo Porcentual: es el error relativo referido a 100.

[ ] 100100100 ⋅−

=⋅=⋅=V

VL

V

ARR V

VVVE

EE %

Circuito utilizado en la practica:

Circuito Electrico Teorico:

Vp Vc∼∼

Figura 1



Pág. 4

11Ciircuito Electrico Practico:

Maniobra operativa:

En primer lugar se procede a efectuar la conexión anteriormente ilustrada en la

Figura 2.

a) Conectamos los dos voltímetros en paralelo.

b) Cuidamos de colocar el alcance adecuado en ambos instrumentos para evitar

deteriorarlos.

c) Pusimos el variador de tensión del autotransformador en la posición inicial 0

Volt.

e) Conectamos el autotransformador con el tablero secundario.

f) Tuvimos la precaución de conectar el neutro del tablero con el neutro de la

entrada del autotransformador, la misma precaución tuvimos para con la fase.

Se comenzó a tomar las distintas mediciones, previamente habiendo electrizado

todo el circuito:

a) Empezamos a darle tensión al circuito, girando el regulador de tensión del

autotransformador.

b) Llegamos a la primer medida, a ¼ de la escala del voltímetro patrón y

observamos la medida en el voltímetro a contrastar.

c) Luego, en forma similar a la primer medición, realizamos tres mediciones mas,

a ½ escala, a ¾ escala y a fondo de escala.

N F

SiNo

F N

+- 150

Clase 0,5

0---150

+- 150

Clase 1

0---150

VoltímetroPatrón

Voltímetroa ContrastarTablero

Secundario

Autotransformador

Ent.

Figura 2



Pág. 5

11

2

Características de instrumentos utilizados:

Los Elementos utilizados en esta experiencia son:

8 cables de conexión.

Un autotransformador variable: Marca: CAMEC

Tensión de entrada: 220 Volt.

Tensión de salida: desde 0 a 250 Volt.

Corriente máxima: 12 Amper.

Potencia Aparente: 3 KVA.

Un voltímetro Voltímetro Patrón: Tipo: analógico.

Clase: 0,5

Corriente: Alterna.

Alcance: 0 a 150 Volt.

El Voltímetro a Contrastar: Tipo: analógico.

Clase: 1

Corriente: Alterna.

Alcance: 0 --- 150 Volt.

Donde:

Instrumento de hierro móvil y bobina fija.

Instrumento para utilizarlo estando su cuadrante en posición horizontal.

En su parte superior indica la clase y en la parte inferior el tipo de corriente

(continua o alterna).

El máximo rango de tensión en (KV) al que se puede someter el instrumento.

∼0,5



Pág. 6

11

Valores obtenidos:

Lectura V(PATRON) [Volt] V(LEIDO) [Volt] E(ABSOLUTO) [Volt] E(RELATIVO %) [%]

1 26 28 2 7.69

2 75 77 2 2.66

3 125 127 2 1.6

4 150 152 2 1.3333

Precauciones a tener en cuenta:

a) No conectar el circuito a la red hasta no ser este verificado por el profesor a

cargo.

b) Verificar el rango de tensión o alcance del instrumento.

c) Al conectar a la red, siempre iniciar con el variador de tensión del

autotransformador en las posición mínima, casi de 0 volt.

d) No producir ninguna modificación del circuito, estando éste conectado.

e) Al utilizar instrumentos analógico hay que minimizar el error de paralaje.

f) No sobrepasar los valores indicados por los instrumentos.

g) Debemos tener en cuenta que en corriente continua no aplicarle corriente

alterna.

Aplicaciones:

Sabiendo el error de un instrumento, al realizar podremos estimar el grado de

error de la medición que hemos realizado y corregir dicho error.

Este método se aplica para el contraste de instrumentos.

Conclusiones:

El error de medición en este tipo de instrumentos es menor a medida que la

misma se efectúa cerca del final de la escala. Por lo tanto recomendamos trabajar cerca

de los ¾ de la escala del instrumento. También concluimos que la clase de un

instrumento no indica la exactitud del mismo.



Pág. 7

11

Integrantes del Grupo “D”

Nombre Legajo

Martin Guareschi 19007-6

Martin Hernan 19162-5

Javier Vega 18483-5

Ricardo Naciff 18528-6

Roberto Canton 18248-6

Fernando Bertromeu 18360-3


Grupo “D” Contraste de un Instrumento Año: 1.998

Pág. 1

22Índice:

Objetivo:........................................................................................................ 2


Clase de un instrumento.................................................................................... 2

Exactitud: ......................................................................................................... 2

Precisión: ......................................................................................................... 2

Tipos de mediciones:......................................................................................... 2

Formas de representar el error .......................................................................... 3


Circuito Electrico Teorico: .................................................................................. 3

Ciircuito Electrico Practico:................................................................................. 4



Donde:............................................................................................................. 5


Lectura Ascendente:.......................................................................................... 6

Lectura Descendente:........................................................................................ 6

Representacion Grafica:................................................................................ 7

Medicion Ascendente:........................................................................................ 7

Medicion Descendente:...................................................................................... 7

Correccion: ....................................................................................................... 7


Aplicaciones: ................................................................................................. 8

Conclusiones: ................................................................................................ 8




Pág. 2

22

Objetivo:

Seleccionando los mismos instrumentos de la experiencia anterior cuyas

características conocemos, con el instrumento de mejor calidad o sea con el de mayor

clase (voltímetro patrón) debemos contrastar el voltímetro de menor clase.


Existen diversas causas que producen que un instrumento no indique los valores

medidos con exactitud. Dos de las causas mas importantes son el rozamiento y las

variaciones de temperatura.

Como sabemos medir significa comparar, para lo cual es necesario tener una base

de comparación con el objeto de uniformar dichas condiciones. Para realizar esta

comparación es que se utilizan los instrumentos patrones. Este instrumento patrón es de

mejor clase del instrumento a contrastar.

Como dijimos hay muchos factores que hacen que un instrumento de medición no

indique con exactitud su lectura. Por ello se ha normalizado indicar como calidad de un

instrumento el grado de exactitud de sus lecturas, a la cual la denominamos clase y se

indica con un número que representa su error máximo.

Clase de un instrumento

La clase es el error porcentual máximo que produce ese instrumento respecto al

valor máximo (fondo de escala) que puede indicar.

A medida que poseemos menor clase, decimos que el instrumento es mas

exacto.

Exactitud:

Es el grado de aproximación al valor real o al valor convencionalmente verdadero.

Precisión:

Es la respetabilidad o reiteración de los datos, o también denominada definición

nítida.

Tipos de mediciones:

Básicamente las mediciones que existen o en la forma en que las mismas se

pueden realizar son de tres tipos:



Pág. 3

22Mediciones Directas: son aquellas en que la comparación entre la variable que se

desea medir y la respectiva unidad se realiza en forma simultánea. Ejemplo: Puente de

Wheatstone, para medir resistencias.

Mediciones Semidirectas: son aquellas en las que la comparación no es

simultánea, si no diferida. Ejemplo: las mediciones realizadas con un instrumento

analógicos.

Mediciones Indirectas: como su nombre lo indica es obtener un parámetro

midiendo otros que se relacionan con el anterior por medio de una expresión o leyes

conocidas directamente.

Formas de representar el error

Error Absoluto: es la diferencia entre el valor exacto o verdadero (que se supone

conocido).

VLA VVE −=

Error Relativo: es el error absoluto dividido por el valor verdadero.

V

VL

V

AR V

VVVE

E−

==

Error Relativo Porcentual: es el error relativo referido a 100.

[ ] 100100100 ⋅−

=⋅=⋅=V

VL

V

ARR V

VVVE

EE %


Circuito Electrico Teorico:

Vp Vc∼∼

Figura 1



Pág. 4

22Ciircuito Electrico Practico:

Maniobra operativa:

Esta experiencia se basa en la experiencia anteriormente realizada (Trabajo

Practico Nº1), por lo tanto posee con esta puntos similares.

Comenzamos a tomar las distintas mediciones:

a) Empezamos a darle tensión al circuito, girando el regulador de tensión del

autotransformador.

b) Realizamos diez lecturas en forma consecutivas y ascendentes, hasta llegar a

fondo de escala del instrumento patrón.

c) Inmediatamente después comenzamos a tomar las lecturas ahora en forma

descendente, teniendo en cada una de las 10 lecturas el mismo valor patrón, que

poseíamos cuando íbamos ascendiendo.

d) Realizamos los cuadros de valores correspondientes.

e) Se realiza el desmontaje del circuito.

N F

SiNo

F N

+- 150

Clase 0,5

0---150

+- 150

Clase 1

0---150

VoltímetroPatrón

Voltímetroa ContrastarTablero

Secundario

Autotransformador

Ent.

Figura 2



Pág. 5

22

2



8 cables de conexión.






Un voltímetro Voltímetro Patrón: Tipo: analógico.

Clase: 0,5

Corriente: Alterna.


El Voltímetro a Contrastar: Tipo: analógico.

Clase: 1

Corriente: Alterna.

Alcance: 0 --- 150 Volt.

Donde:

Instrumento de hierro móvil y bobina fija.

Instrumento para utilizarlo estando su cuadrante en posición horizontal.

En su parte superior indica la clase y en la parte inferior el tipo de corriente

(continua o alterna).

El máximo rango de tensión en (KV) al que se puede someter el instrumento.

∼0,5



Pág. 6

22

Valores obtenidos:

Lectura Ascendente:

Lectura V(PATRON) [Volt] V(CONTRASTAR) [Volt] E(ABSOLUTO) [Volt]

1 25 26,5 1,5

2 40 41 1

3 55 56 1

4 70 71 1

5 85 86 1

6 100 101 1

7 115 116 1

8 130 131 1

9 145 147 2

Lectura Descendente:

Lectura V(PATRON) [Volt] V(CONTRASTAR) [Volt] E(ABSOLUTO) [Volt]

1 145 147 2

2 130 132 2

3 115 117 2

4 100 101 1

5 85 86,5 1,5

6 70 72 2

7 55 56,5 1,5

8 40 42 2

9 25 26 1



Pág. 7

22

Representacion Grafica:

Medicion Ascendente:

Medicion Descendente:

Correccion:


Las precauciones a tener en cuenta son las mismas de la experiencia anterior,

cuidando además de realizar todas mediciones de una sola vez, o sea que al terminar las

medidas en forma ascendente no hay que volver a cero y luego aumentar de nuevo y

0

1

2

3

Ea

Er

Serie1 1,5 1 1 1 1 1 1 1 2

1 2 3 4 5 6 7 8 9

0

0,5

1

1,5

2

2,5

Serie1 2 2 2 1 1,5 2 1,5 2 1

1 2 3 4 5 6 7 8 9

-2

-1

0

1

2

Serie2 -0,5 -1 -1 0 -1 -0,5 -1 1

1 2 3 4 6 7 8 9



Pág. 8

22comenzar las mediciones descendente por que aparece un error debido al magnetismo

remanente del instrumento.

Aplicaciones:

Sabiendo el error de un instrumento, al realizar podremos estimar el grado de

error de la medición que hemos realizado y corregir dicho error.

Este método se aplica para el contraste de instrumentos.

Conclusiones:

El error de medición en este tipo de instrumentos es menor a medida que la

misma se efectúa cerca del final de la escala. Por lo tanto recomendamos trabajar cerca

de los ¾ de la escala del instrumento. También concluimos que la clase de un

instrumento no indica la exactitud del mismo. podemos agregar que al producir el

contraste de un instrumento se debe poner énfasis en la secuencia al efectuar la

medición, ya que cualquier omisión o descuido de las personas que realizan la

experiencia pueden producir errores indeseables.

Podemos decir también que de acuerdo a lo observado que: no es lo mismo

realizar medidas en un sentido que en el otro, dado que vamos a tener una cierta

incidencia del magnetismo remanente que queda después de una medición incidiendo

directamente en la medición siguiente.



Pág. 9

22


Nombre Legajo



Javier Vega 18483-5




Mediciones Eléctricas Trabajo Practico de Laboratorio Nº Universidad Tecnológica NacionalFacultad Regional Mendoza

Grupo “D” Osciloscopio Año: 1.998

Pág. 1

33Índice:

Objetivo:...................................................................................................... 2

Introducción:............................................................................................... 2

Fundamento teórico: ................................................................................... 2

Circuito utilizado en la practica: ................................................................. 4

Maniobra operativa: .................................................................................... 4

Características de instrumentos utilizados:................................................ 5

Precauciones a tener en cuenta:................................................................. 6

Aplicaciones: ............................................................................................... 7

Conclusiones: .............................................................................................. 7

Integrantes del Grupo “D” .......................................................................... 8



Pág. 2

33

Objetivo:

Obtener conosimientos generales para realizar las practicas con instrumento.

Reconoser las funciones del instrumento.

Introducción:

El termino osciloscopio significa mirar, ver una oscilación. Es el instrumento

electrónico más versátil por su múltiple uso, y tiene la ventaja sobre los otros

instrumentos comunes ya que podemos observar la variación de la señal a traves del

tiempo.

Esta característica se logra mediante un haz electrónico que traza la forma de la

onda en la pantalla de tubo de rayos catódicos (T.R.C.). El haz es emitido y su

intensidad controlada por un cañón electrónico situado en el cuello del Tubo de Rayos

Catódico (T.R.C.).


Si hacemos circular corriente por el filamento (1) se pondrá incandescente,

suministrándole calor al cátodo (2) quien se encuentra recubierto por una capa de

óxidos ricos en electrones (bario, Silicio, Litio). Por el principio de emisión termoionica el

cátodo emitirá electrones los que son acelerados por el ánodo (5) por efecto de su

potencial que es altamente positivo.

La grilla de control (3) regula la densidad del haz de electrones y el ánodo (4)

y(6) ejercen una acción similar a la de dos lentes ópticas a un rayo de luz, por lo que

reciben el nombre de lentes electrónicas. Luego encontramos las placas de deflexión

vertical que permiten desviar el haz hacia arriba o abajo; las de deflexión horizontal

desplazan el haz hacia la derecha o izquierda.



Pág. 3

33Finalmente el haz de electrones choca contra la pantalla, la cual se encuentra

interiormente recubierta por una sustancia fluorescente, que emite luz visible cuando se

la bombardea con electrones.

Veamos como ejemplo como actúan las placas de deflexión:

En forma similar trabajan las placas de deflexión horizontal. En el caso (D)

hemos aplicado a las placas una señal alterna, creando un campo eléctrico también

alterno, lo cual hace que el haz se desvíe sucesivam3ente de arriba hacia abajo, si la

frecuencia de la señal es pequeña podemos observar el desplazamiento del punto en

la pantalla, caso contrario veremos una línea debido a la persistencia de la imagen en la

retina, ayudada por la fluorescencia de la pantalla.



Pág. 4

33


Maniobra operativa:

El día de la practica , el grupo pidió un osciloscopio del laboratorio de

electromecánica y se dispuso en su mesa de trabajo luego se pidió también un

generador de señal para realizar las observaciones .

El profesor de practica nos dio una introducción en la parte operativa del

instrumento y nos mostró como funciona . Luego el profesor nos impartió la orden de

que tomemos contacto con el aparato , veamos para que sirven sus botoneras ,etc.

Luego de aprender el funcionamiento del instrumento , se nos informo que las

clases siguientes íbamos a comenzar con las mediciones , figuras de lissajous , etc.

Allí finalizo la practica , ya que el objetivo era que el alumno tome contacto y

aprenda a utilizar el osciloscopio .



Pág. 5

33


A continuación vamos a detallar el panel frontal del osciloscopio marca

MONFRINI modelo OM400A.

Llave de Encendido y Control de Brillo:

Es un potenciometro que permite controlar la intensidad o el brillo del haz

electrónico , regulando la tensión de la grilla de control del T.R.C.

Control de Foco o Enfoque:

Ajusta la nitidez de la imagen para que la traza sea lo más delgada posible

Control de Astigmatismo:

Este control se utiliza cuando aparece una imagen difusa

Iluminacion de la Cuadricula:

Control que nos permite iluminar la cuadricula de medida .

Conector Coaxil de Entrada a la PDV:

En este conector se coloca la punta de la prueba con la cual inyectamos la señal.

Boton que Selecciona las Funciones de Balance y Medicion:

Cuando esta oprimido cortocircuita la entrada del osciloscopio por lo cual debe

conectarse el circuito bajo medición .

Tecla para Seleccionar C.C. o C.A.:

Cuando no esta oprimido permite visualizar la señal alterna con su componente

continua si la tuviera . De otra forma es inverso .



Pág. 6

33Ajuste de balance de C.C. del Amplificador Vertical

Control de Pasos de Ganancia del Amplificador Vertical:

Este amplificadores encuentra intercalado entre la entrada ( 5) y PDV .Su función

es amplificar las señales de entrada .Idem para amplificadores verticales ( 9 A ).

Conector de Salida de la Señal de Calibracion de un Vpp:

La punta de prueba se acopla a este conector permitiendo visualizar en la

pantalla una onda cuadrada .

Posicionador Vertical:

Controla el desplazamiento vertical de la imagen, variando el potencial continuo

de los PDV.

Control de Pasos de la Frecuencia del Diente de Sierra Aplicada a las PDH.

Conector de Entrada para una Señal Externa.

Posicionador Horizontal.

Control Continuo o Salto de Ganancia del Amplificador Horizontal.

Control Variador de Fase.

Selección de Fuente de Sincronismo.

Tecla Pend:

Selecciona la pendiente positiva o negativa . Realiza la función de un inversor de

figura .


• Controlar que la intensidad del osciloscopio no sea demasiado alta.

• Verificar que las agujas de los generadores de señales no deflecten cerca del

fondo de escala, mediante un ajuste controlado.

• Verificar los valores colocados en la década de resistencias.

• Verificar los valores colocados en la década de condensadores.

• Controlar detalladamente el esquema de conexiones antes de comenzar el

ensayo.

• Cuidar que ninguna falla afecte al osciloscopio, y le provoque a este el

quemado de su fusible.

• Verificar la correcta continuidad de los cables del osciloscopio.



Pág. 7

33• Tener cuidado el operario cuando realiza el ensayo.

• Se debe tener en cuenta la correcta conexión del cable del eje Z.

• No conectar el circuito a la red hasta no ser este verificado por el profesor a

cargo.

• No producir ninguna modificación del circuito, estando éste conectado.

• No sobrepasar los valores indicados por los instrumentos.

Aplicaciones:

Se pueden medir los siguientes parámetros con este instrumento:

Intensidad, tensión, resistencia, impedancia, ángulo de fase frecuencia,

histeresis.

Conclusiones:

El osciloscopio es un instrumento muy útil para apreciar los parámetros antes

descriptos pero no es muy preciso dado que existen muchas imprecisiones a la hora de

medir dado que aparecen errores de paralaje y también errores de medición de

cuadros y divisiones la cual debido a que la señal no es muy definida como lo es una

aguja sobre una escala.



Pág. 8

33


Nombre Legajo



Javier Vega 18483-5





Grupo “D” Relevamiento de Instrumento Analog. Año: 1.998

Pág. 1

44

Índice:

Objetivo de la experiencia: ......................................................................... 2


Precauciones a tener en cuenta .................................................................. 2

Procedimiento ............................................................................................. 2

Voltímetro Vista inferior.............................................................................. 3

Vista frontal................................................................................................. 4

Descripción:................................................................................................. 4

Aparato de medida: ...................................................................................... 5

Dispositivo de medida:.................................................................................. 5

Instrumento de medida : .............................................................................. 5

Accesorios: .................................................................................................. 6




Pág. 2

44

Objetivo:

El objetivo de la experiencia, es lograr a través de un relevamiento enumerar los

elementos constitutivos del aparato de medición de caída de tensión denominado

voltímetro y explicar el ,principio de funcionamiento del mismo.-

Maniobra operativa:

1º) Se retiran las herramientas del depósito, que necesarias para realizar la

operación de desensamblado del aparato.-

2º) Se dispone a comenzar con el desensamble del aparato, operación que

realizo en un banco de trabajo del laboratorio de electromecánica.-


Durante el proceso conviene ir individualizando las distintas piezas y su

posición en el conjunto final enumerándolas correlativamente por su importancia para

que durante el proceso de rearmado no se produzca sobrantes de las mismas.-

Procedimiento:

Se saca la tapa posterior la cual esta sostenida a través de un único tornillo,

observándose una resistencia soportada por dos tornillos de aislación de papel

Prespan, en su parte inferior tiene 3 cables de conexión como se puede ver en la fig.1

uno va a la resistencia el otro terminal de la resistencia ingresa por un aislante de

porcelana , el 3º tornillo tiene un cable hacia abajo, también por el aislante de

porcelana se conectan los aislantes debajo de la resistencia.- Uno de ellos tiene una

arandela metálica.-



Pág. 3

44Voltímetro Vista inferior

Fig.1

A continuación se procede a sacar 4 tornillos para poder retirar una tapa

interna en la parte posterior fig.2 .

Después retiramos el visor de enfrente el cual esta cromado en su borde, una

vez retirado el mismo se observa la escala fig.3 que consiste en una chapa metálica

revestida en cartón , con cuidado de no dañar la aguja la sacamos y de esta manera se

puede ver el mecanismo interno de el aparato fig.4 y realizar una descripción del

mismo.-

Fig.2



Pág. 4

44

Vista frontal

Fig.4

Descripción:

Al realizar una descripción de las distintos elementos del aparato conviene hacer

una explicación de los conceptos y de los instrumentos de medida con aguja realizando

una separación entre:

.APARATO DE MEDIDA

.DISPOSITIVO DE MEDIDA

.INSTRUMENTO DE MEDIDA

.ACCESORIOS



Pág. 5

44Aparato de medida:

Lo constituye el instrumento de medida y sus accesorios

Dispositivo de medida:

Se compone de todas que provocan un movimiento ( por ejemplo, las bobinas) y

las piezas cuya posición o movimiento dependen de la magnitud a medir en nuestro

caso lo constituyen la suspensión, la aguja, la escala ). En este instrumento de

medición es del por lo que se puede observar en la simbología indicada en al escala y

lo que vemos al desarmarlo es que es del tipo hierro móvil, en donde la bobina fija

(circuito de intensidad ) es recorrida por una corriente que genera un campo

magnético, las plaquitas de hierro(2) quedan imanadas en el mismo sentido y se

repelen. Como una de las dos esta unida a la aguja a través del eje la aguja se

desviara. La desviación será proporcional al cuadrado de la intensidad de la corriente.

Modificando la forma de las plaquitas de hierro puede variarse la división de la

escala(lineal o alinea). Como ambas plaquitas quedan siempre imanadas en el mismo

sentido carece de importancia el que la bobina este recorrida por una corriente alterna

o continua . Como la desviación de la aguja de los instrumentos de hierro móvil

depende del cuadrado de la intensidad a medir se podrá utilizar este tipo de

instrumentos para medir tanto corrientes alternas como continuas en los instrumentos

de hierro móvil suele emplearse como en este caso un amortiguamiento por cámara de

aire , para lo cual se une la aguja a una aleta(4) que comprime el aire en una cámara

(3) lo que impide que la aguja sufra desviaciones excesivas En el extremo posee un

resorte antagónico que introduce un esfuerzo opuesto al ejercido por la corriente , y de

magnitud proporcional a la rotación cumplida , dentro de ciertos limites dados por el

material que lo constituye el resorte dicha cupla será directamente proporcional a la

desviación de la aguja.-

Instrumento de medida :

Comprende el dispositivo de medida con su carcaza y los accesorios

incorporados.-



Pág. 6

44Accesorios:

En general, son las partes del circuito de tensión o de corriente separados del

instrumento de medida pero que pueden unirse a este (resistores en paralelo o en

serie , cables de medida).-



Pág. 7

44


Nombre Legajo

Martín Guareschi 19007-6

Martín Hernán 19162-5

Javier Vega 18483-5


Roberto Cantón 18248-6

Fernando Bertomeu 18360-3


Grupo “D” Ensayo de Polaridad en T.I. Año: 1.998

Pág. 1

88

Índice:

Objetivo:...................................................................................................... 2


Introducción................................................................................................. 2

Medición: ..................................................................................................... 3

Protección:................................................................................................... 3

Ensayo de Polaridad ..................................................................................... 3




Representación Gráfica:.............................................................................. 5


Aplicaciones: ............................................................................................... 6

Conclusiones: .............................................................................................. 6




Pág. 2

88

Objetivo:

Nos proponemos identificar las siguientes características de un Transformador de

Intensidad comprobar la polaridad de las bobinas.


Introducción

El Transformador de Intensidad (T.I.) pertenece a uno de los dos grandes

grupos de medida, estos son:

a) Transformador de Intensidad.

b) Transformador de Tensión.

Además cada uno de estos grupos se subdividen a su vez, de acuerdo a su uso

en:

Transformadores para Interior y Transformador para Intemperie.

EL Transformador de Intensidad o de corriente para mediciones, permite

extender el alcance de un amperímetro en corriente alternada, con un factor de

multiplicación conocido. Por lo tanto el T.I. lo utilizamos para: reducir los valores de

tensión e intensidad a fin de alimentar instrumentos de medida cuyo alcance son

comunes, aislar el sistema secundario de la red primaria, salvaguardar el sistema de

medición, transmite

sobreintensidades alimentando los

sistemas de protección, soporta las

sobretensiones de línea, soporta las

sobreintensidades de línea.

En la Figura se observa un T.I.

modelo.

Los transformadores de

intensidad (T.I.) poseen dos grandes

aplicaciones diferentes:

a) Medición

b) Protección



Pág. 3

88Medición:

En el secundario del transformador están conectados los instrumentos

(amperímetros y bobinas amperométricas de vatímetros, cofímetros, vatímetros, etc.)

que darán a través de la relación de transformación, la corriente del primario. En

condiciones de falla (cortocircuito) el T.I. debe proteger los instrumentos, por esto se

bobina el secundario en un núcleo de muy poca sección como muestra la (fig. Nº2)

para lograr su saturación inmediata, logrando de esta forma que la corriente del

secundario no aumente ante un aumento brusco y grande de la corriente en el

primario, por esta razón se lo hace trabajar en la zona de saturación, ver (fig. Nº3).

Protección:

En condiciones de falla (cortocircuito) necesitamos que actúen las protecciones

(por ejemplo relees, encargados de transmitir la señal de desenganche a los

interruptores de las máquinas, líneas, etc.). Entonces con este fin se conectan las

bobinas de los relés a la salida de protección del T.I., dado que en la salida de

protección acusa de forma muy sensible la variación de corriente del primario. Esto se

logra enrollando el bobinado de protección (secundario) en un núcleo de gran sección,

como vemos en la (fig. Nº2), permitiendo una relación lineal entre las corrientes del

primario y del secundario, por lo cual se lo hace trabajar en la zona lineal de la curva,

ver (fig. Nº3).

El T.I. se intercala en serie con el circuito

a medir. La condición que debe ser satisfecha es

que el conjunto T.I. – Amperímetro

(transformador cargado por el amperímetro) no

debe alterar en grado apreciable la corriente Y

en el circuito.

Figura 3

Ensayo de Polaridad

La polaridad que vamos a verificar es la polaridad relativa de una bobina con

respecto a otra, estando ambas bobinas en un mismo núcleo, es decir recorridas por

un mismo flujo, como sucede en el transformador de intensidad al cual vamos a

ensayar. Debemos definir dos bornes homólogos , uno primario y uno secundario.



Pág. 4

88Cada bobina tiene su polaridad propia, pero si se adopta una polaridad para una

de ellas la polaridad de la otra queda totalmente definida.

Si recordamos el principio de funcionamiento del transformador, si por el

primario circula I1 en ese mismo instante circula por el secundario I2 desfasada 180°.

De acuerdo con esto, verificar la polaridad de un transformador tiene gran

importancia, cuando por ejemplo se tienen que conectar instrumentos de tipo

vatimétrico, que poseen bornes polarizados, que garantizan la correcta deflección de la

aguja de acuerdo al sentido de circulación de la energía.


Maniobra operativa:

Primero debemos identificar los bornes del primario que corresponden a cada

una de las bobinas que la forma en nuestro caso dos, la cual se realiza utilizando un

multímetro ubicado en la posición ohmetro, si es un mutímetro digital colocamos la

llave selectora en la posición comprobador de continuidad.

En nuestro caso lo hicimos con un multímetro digital, haciendo contacto en los

terminales del primario, cuando el aparato emite sonido significa que hay continuidad,

de este modo nos damos cuenta de que en los bornes donde estamos haciendo

contacto son los extremos (principio y fin) de la bobina o devanado, ver Fig. N°3.

Posteriormente con una fuente de tensión continua de baja tensión (2 a 10 Volt)

creadas por pilas, las que se conectan al primario, con la polaridad conocida, el polo



Pág. 5

88positivo (+) al borne polarizado del transformador, y por medio de un pulsador se le

darán pulsos de tensión .

En el secundario, se coloca un voltímetro de C.C. con su polo positivo conectado

al borne de polaridad desconocida. Si al pulsar la llave la aguja deflexiona con sentido

hacia la derecha o positivamente, la polaridad es la correcta, caso contrario es decir la

aguja acusa en sentido negativo los bornes conectados no son homólogos.

Determinando la polaridad de un terminal, el del otro lo descubrimos inmediatamente.

El circuitos utilizado se muestra en la Fig. Nº4.


Transformador de Intensidad Amp. 100 - 200/5

V.A.= 30

Tipo YD5

Fs<5 ; 50 Hz

Ts = 15 KV

Clase 0,5

Nº 12404

Fuente de corriente continua 6 pilas de 1,5 V cada una conectadas en 2 ramas en

paralelo de 3 pilas en serie, total 4,5 V.

Multímetro digital autorango

Voltímetro Ganz H:V-2

Clase: 0,5

Corriente: Continua.

Alcance: 0 --- 24 Volt

Representación Gráfica:

Curva de saturación

I1

I2

Figura 2



Pág. 6

88Precauciones a tener en cuenta:

a) Evitar superar la impedancia mínima en el T.I.

b) Inspeccionar los cables de conexión.

c) Colocar el instrumento de medición en corriente apropiada.

d) No tocar las conexiones cuando tenga tensión.

e) No debe quedar el secundario del T.I. abierto.

Aplicaciones:

La verificación de polaridad se realiza habitualmente cuando se trabaja

realizando mediciones con conexiones del tipo vatimétrica (vatímetros, cofímetros,

contadores de energía, etc.).

Conclusiones:

“En un transformador (ya sea de intensidad o de tensión) dos bornes tienen la

misma polaridad, cuando puenteamos dichos bornes la corriente circula como si el

transformador no existiese, hacia y desde la carga”. Dichos bornes se llaman bornes

homólogos.



Pág. 7

88


Nombre Legajo



Javier Vega 18483-5





Grupo “D” Saturación de T.I. Año: 1.998

Pág. 1

99

Índice:

Objetivo:...................................................................................................... 2





Valores obtenidos:....................................................................................... 4

Representacion Grafica:.............................................................................. 4


Aplicaciones: ............................................................................................... 5

Conclusiones: .............................................................................................. 5




Pág. 2

99

Objetivo:


Intensidad:

a) Relevar la curva de saturación.

b) Verificar el coeficiente de saturación.


Las curvas de magnetización para un transformador de intensidad de medición y

de protección generalmente se realizan en fabricas y/o laboratorios especializados, por

lo tanto para cada transformador viene tabulado en tablas o gráficos.

El T.I. se intercala en serie con el circuito a medir. La condición que debe ser

satisfecha es que el conjunto T.I. – Amperímetro (transformador cargado por el

amperímetro) no debe alterar en grado apreciable la corriente Y en el circuito.


Maniobra operativa:

a) Se armó el circuito dibujado en el punto anterior.

b) Se verificó que todo estuviese en perfectas condiciones.

c) A continuación se explica el ensayo:

Se aplica tensión variable en el secundario y con el primario del T.I. abierto.

Se toman lecturas de tensión e intensidad de corriente para el núcleo de

medición.



Pág. 3

99Se toman lecturas de tensión e intensidad de corriente para el núcleo de

protección.



V.A.= 30

Tipo YD5

Fs<5 ; 50 Hz

Ts = 15 KV

Clase 0,5

Nº 12404

Autotransformador Marca: CAMEC

Salida: VARIABLE

Valor de entrada: 220 Volt.

Valor de salida: 250 Volt.


Amperímetro Clase: 0,5

Corriente: Alterna.

Alcance: 0 - 0,5 Amper

Voltímetro Ganz H:V-2

Clase: 0,5

Corriente: Continua.

Alcance: 0 --- 24 Volt



Pág. 4

99

Valores obtenidos:

I [mA] UMED [V] UPROT [V]50 13 34,260 15 42,470 17 48,880 18,8 5590 19,5 58,8100 20,5 62,2110 21 65,8120 21,8 68,8130 22,2 71,6150 23,2 76,5180 24,2 82,8200 60 86


C u r v a s d e s a t u r a c i ó n

0 .0

1 0 . 0

2 0 . 0

3 0 . 0

4 0 . 0

5 0 . 0

6 0 . 0

7 0 . 0

8 0 . 0

0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 3 4 3 9 4 4 4 8 5 3 5 8 6 3 6 8 7 3 7 8 8 3 8 8 9 3 9 8 1 0 3

I m a g

U z P r o t e c c ió n

M e d ic ió n


a) No tocar las conexiones del circuito, estando éste alimentado.

b) Antes de realizar cualquier medición, verificar que no hayan malos contactos

y asegurare que la disposición del circuito sea el adecuado, mediante la

observación del profesor.

c) No sobrepasar con valores a los diseñados por el fabricante.

d) No aumentar indefinidamente la corriente magnetizante dado que se

deteriora la aislación.



Pág. 5

99Aplicaciones:

Verificar la curva de saturación en un T.I. es útil para saber si respeta los valores

que de fábrica trae el aparato, o sea que se usa para verificar si no a sufrido algún tipo

de falla en el circuito magnético. Otra aplicación es para verificar los bornes de

medición y de protección.

Conclusiones:

Como el primario del T.I. está abierto, es decir está en vacío, por lo tanto la

corriente que medimos es la magnetizante. En la curva se observa que para la

protección, a valores pequeños de tensión, la corriente magnetizante es pequeña y

aumenta más o menos proporcional para valores crecientes de aquella. A partir de un

cierto valor de tensión de saturación, un pequeño incremento de ésta, es acompañado

por un gran incremento de la corriente magnetizante. Concluimos que el bobinado de

medición se satura mucho antes que el de protección, y esto es así para proteger a los

instrumentos de medición.



Pág. 6

99


Nombre Legajo



Javier Vega 18483-5





Grupo “D” Relación de Transf. de T.I. Año: 1.998

Pág. 1

1010

Índice:

Objetivo:...................................................................................................... 2








Aplicaciones: ............................................................................................... 5

Conclusiones: .............................................................................................. 5




Pág. 2

1010

Objetivo:


Intensidad verificar la relación de transformación.


Muchas veces necesitamos medir tensiones o intensidades con valores

demasiado grandes en transformadores, por ejemplo, estas las podemos medir a través

de pinzas amperométricas.

La relación de transformación de un transformador matemáticamente está

dada por:

s

pi I

Ik =


Maniobra operativa:

Se armó el circuito antes mencionado.

Se verificó que todo estuviese en perfectas condiciones.

El ensayo se realiza de la siguiente forma:

Colocamos el transformador de inyección que nos sirve para alimentar el

primario del transformador ensayado (T.I.) con una corriente bien elevada. Es decir

que el transformador de inyección tendrá un primario con muchas espiras y corriente

baja y un secundario con muchas espiras y corriente grande. Esta corriente la podemos

medir a través de una pinza amperométrica que no es más que un T.I. de relación

1000/1 (A). Por ejemplo si leemos en la pinza 20 mA por el transformador ensayado

circularán 20 A. Por lo tanto:

PINZAMED KII ⋅=



Pág. 3

1010El amperímetro conectado en el secundario nos dará la corriente secundaria Is.

Con este dato y el anterior podemos calcular la relación de transformación del T.I. que

deberemos comparar con la Ki que dice la chapa.



V.A.= 30

Tipo YD5

Fs<5 ; 50 Hz

Ts = 15 KV

Clase 0,5

Nº 12404

Autotransformador variable VARIOSTAT

Pinza amperométrica

Voltímetro clase 0.5

posición horizontal, hierro móvil, C.A

tensión de la caja 2Kv

se uso escala: 0 – 130 V

Anillo toroidal o

transformador de inducción

miliamperímetro marca GANZ HNA-2, 4 Escalas (60,120,300,600), F =

40 a 400 Hz, C.A y C.C., hierro móvil, posición

horizontal y tensión activa de la caja 2 Kv., N° de

serie 32089

Amperímetro hierro móvil , posición vertical, C.A., clase0.5, tensión

de la caja 2 Kv., N° de serie 10103, marca GENALEX



Pág. 4

1010

Valores obtenidos:

Conectamos el autotransformador y damos tensión, siendo K = 20 (del mismo)

se obtiene en el amperímetro los siguientes valores:

IPINZA [A] IP [A] T.I. KI Er [%]

PINPINP kII ⋅=S

PI I

IK =

( )TEORICOI

ITERORICOI

KKK

Er−

=

0,01 10 0,55 18,1818 0,090909090,0215 20 1,1 20 00,031 30 1,49 20 00,04 40 2,2 20 00,049 50 2,55 20 00,062 60 3,1 19,3548 0,032258060,071 70 3,56 19,6629 0,016853930,08 80 4,06 19,7044 0,014778330,09 90 4,6 19,5652 0,021739130,115 100 5,05 19,8019 0,00990099


E r r o r %

- 0 . 0 1

0

0 . 0 10 . 0 2

0 . 0 3

0 . 0 4

0 . 0 5

0 . 0 6

0 . 0 70 . 0 8

0 . 0 9

0 .1

1 0

Ip


a) Nunca debe quedar el secundario del T.I. abierto.

b) Colocar el instrumento en su correcta posición de trabajo.

c) No tocar las conexiones cuando tenga tensión.

d) Inspeccionar la aislación de los cables de conexión.

e) Antes de realizar cualquier medición, verificar que no hayan mal contactos.

f) Colocar el instrumento en su correcta posición de trabajo.



Pág. 5

1010g) No sobrepasar con valores mayores a los diseñado para el funcionamiento del

aparato.

h) Evitar exceder la impedancia mínima en el T.I.

i) Colocar el instrumento de medición en corriente alterna.

Aplicaciones:

Este tipo de ensayos se realizan frecuentemente para la verificación de la

relación de transformación en los distintos ámbitos, ya sea fábricas, talleres de

reparación, laboratorios, entre otros.

Conclusiones:

A medida que nos acercamos al valor nominal de la corriente eléctrica en el

secundario (5 A) la relación se hace más próxima a la teórica indicada en la chapa del

transformador.



Pág. 6

1010


Nombre Legajo



Javier Vega 18483-5





Grupo “D” Medición de Potencia trifásica Año: 1.998

Pág. 1

1111

Índice:

Objetivo:...................................................................................................... 2


Introduccion................................................................................................. 2

Combinación en estrella ................................................................................ 2

Estrella con neutro (distribución de cuatro conductores) ................................. 3

Estrella sin neutro accesible (distribución de tres conductores)........................ 3

Medición de la potencia activa en líneas trifásicas trifilares.............................. 3

Método de Aron............................................................................................ 4

Medición de potencia activa y reactiva en líneas trifásicas simétricas, con cargas

equilibradas. ................................................................................................ 5

Determinación del conexionado correcto del vatímetro menor ......................... 6


Primera Experiencia...................................................................................... 7

Segunda Experiencia .................................................................................... 7




Experiencia 1 ............................................................................................... 9

Cálculo 1...................................................................................................... 9

Experiencia 2 ............................................................................................... 9

Cálculo 2...................................................................................................... 9


Aplicaciones: ............................................................................................. 10

Conclusiones: ............................................................................................ 10

Integrantes del Grupo “D” ........................................................................ 12



Pág. 2

1111

Objetivo:

Medición de la potencia consumida por un motor trifásico (carga balanceada) por

el método de Aron y verificación de la potencia obtenida por el método de los tres

vatimetros.

Medición de la potencia consumida por un motor trifásico al que se agrega una

carga de lámparas que resultan en el desbalanceo de la carga, por el método de Aron y

verificación de la potencia obtenida por el método de los tres vatímetros.


Introduccion

Un sistema en combinación trifásica puede ser simétrico, si las tensiones

generadas son iguales: V1 = V2 = V3 (Fig.1)

O bien asimétrico, si las tensiones no

son iguales.

Este sistema de tensiones puede

alimentar un grupo de cargas Z1-Z2-Z3, que

según sus valores consumen corrientes que

pueden ser iguales en valores eficaces (en

cuyo caso suele llamarse equilibrado o

balanceado); o bien las corrientes pueden

ser desiguales (aunque las tensiones sean iguales) y el sistema suele entonces

denominarse desequilibrado. Tal situación se debe a que las cargas Z1 Z2 Z3 son

diferentes, y entonces puede ocurrir que la distribución de tensiones en las cargas se

haga asimétrica, como sucede en los sistemas de cargas combinadas en estrella.

De acuerdo con el esquema eléctrico de interconexión de las tres ramas o "fases"

del sistema, la combinación de generadores o de cargas puede ser en "estrella" o Y, o

en "triángulo" o D, indicado también con D. Si las tres ramas de la Y o de la D son

impedancias iguales (en módulo y en fase) el sistema es equilibrado, y si no lo son, es

desequilibrado.

Combinación en estrella

El punto O es el centro de las cargas, y su potencial es igual al del centro

eléctrico del generador ABC solamente si Z1 =Z2 =Z3, y entonces las tensiones VA, VB,

V1

V2V3

Figura 1

Tensiones iguales pero desfasadas 120º entre si.



Pág. 3

1111VC son iguales entre si. En el caso contrario, la distribución de tensiones VA, VB, VC,

exige un cálculo o diagrama de componentes asimétricas, y depende en cada caso de

las características individuales de Z1, Z2 Y Z3.

En un sistema de cargas equilibradas en estrella, las relaciones son:

ACBCAB V V V == (valores eficaces)

CBA I I I == (valores eficaces)

C3B2A1CBA IZ IZ IZ V V V ⋅=⋅=⋅=== (Fig. 1)

3V3V3V V 321AB ⋅=⋅=⋅=

La potencia activa total entregada por el generador trifásico al sistema de cargas

en estrella, por medio de una línea de tres conductores (equilibrado o desequilibrado)

es:

3C32B21A1 cosI V cosI V cosIV P ϕ⋅⋅+ϕ⋅⋅+ϕ⋅⋅=

Siendo los ángulos ϕ diferencias de fase entre las V de igual subíndice y las

corrientes en los conductores de línea respectivos.

La potencia reactiva total es análogamente:

3C32B21A1 ensI V ensI V senIVQ ϕ⋅⋅+ϕ⋅⋅+ϕ⋅⋅=

Estrella con neutro (distribución de cuatro conductores)

El conductor neutro conduce una corriente igual a la suma geométrica de los tres

conductores "fases", con signo invertido:

0 l I I I 0CBA =+++ (En un sistema equilibrado l0 = O)

Estrella sin neutro accesible (distribución de tres conductores)

El conductor neutro no existe, y se cumple en todo momento la relación

0 I I I CBA =++

Medición de la potencia activa en líneas trifásicas trifilares.

Cuando no se utiliza conductor neutro (como suele ocurrir en instalaciones

industriales) la medición de potencia debe realizarse solamente sobre tres conductores,

tanto para la potencia activa como para la reactiva. Entonces es de aplicación el

teorema de Blondel, en el que se demuestra que pueden utilizarse para la medición de

potencia, tres vatímetros con sus circuitos voltimétricos conectados a un punto común



Pág. 4

1111cualquiera P (Fig.2), aunque su potencial no coincida con el centro eléctrico del

sistema.

Método de Aron

Este método permite eliminar uno de los vatímetros; la determinación de la

potencia activa total se lleva a cabo con dos vatímetros solamente, (Fig.3), y ello es

válido para cualquier sistema trifásico de tres conductores, equilibrado o no, simétrico o

asimétrico, con cargas resistivas o complejas. La potencia activa total resulta dada por

P= W1 ± W2, pero la potencia individual de cada fase no puede determinarse por este

método.

A

B

C

W1 Z3

P

W2

W3

Z1

Z2

Figura 2

Metodo de los tres vatimetros con neutro artificial

A

B

C

W1Z3

P

W2

Z1

Z2

Figura 3

Metodo de Aron



Pág. 5

1111Medición de potencia activa y reactiva en líneas trifásicas simétricas, con cargas

equilibradas.

En este caso, que es el de características ideales, y al que tratan de acercarse

todas las instalaciones, se obtiene la posibilidad de deducir otras propiedades del

sistema medido, además de la potencia activa, Fig.4.

Suponemos tres cargas idénticas Z de ángulo de fase ϕ. El centro O de las

cargas posee un potencial igual al del neutro del generador (aunque no existe conexión

entre uno y otro) por ser iguales las tensiones de línea, y también iguales las cargas.

Por tanto, VAO, VBO, VCO son iguales entre sí e iguales a las tensiones de cada fase del

generador. Las corrientes están representadas por vectores iguales y que forman

iguales ángulos ϕ con los vectores indicadores de las tensiones de fase, que son

magnitudes independientes en el sistema: en la figura se ha supuesto que las

corrientes adelantan respecto de las tensiones de fase, pero los resultados no variarían

(salvo en el signo de la potencia reactiva) si estas corrientes atrasaran. No se ha

representado la corriente Ic.

Los vatímetros reciben las tensiones VAC y VBC, y las corrientes IA e IB.

Los ángulos de fase entre VAC -IA y VBC -IB son α y β, y sus cosenos serán los

que determinen las lecturas de W1 y W2. Dado que en la figura, por propiedades de la

combinación trifásica, los ángulos entre VBO, VCO y VAO, son de 60º, las tensiones VBC y

VAC formarán ángulos de 30º con las precedentes, y por tanto se obtiene:

ϕ=α - 30º y ϕ+=β 30º

La potencia activa consumida por las tres cargas Z ser

β⋅⋅+α⋅⋅=+= cosI V cosI V W W P BBCAAC21

A

B

C

W1Z3

P

W2

Z1

Z2

Figura 4

αϕ

VBO

IB

β

ϕ

VAO

IAVBC

VCO

VAC



Pág. 6

1111Siendo las V y las I valores eficaces. Dado que:

VAC = VBC = V, y IA =IB =I

en el presente caso, reemplazando alfa y beta se obtiene:

)(3

cos3W W P

21)(

21(ACTIVA)

WWQ

IV

REACTIVA +⋅=

ϕ⋅⋅⋅=+=

En estas fórmulas se supone que W1 es la lectura mayor. Se observa que la

segunda suministra el valor de la potencia reactiva total.

De acuerdo con la secuencia de fases del sistema, (que depende de cómo están

interconectados los conductores de línea con el generador que los alimenta) el signo de

ϕ puede resultar invertido al aplicar las ecuaciones de Q y de tangente de ϕ, como

consecuencia directa de no haber sido conectados los watt/metros en correspondencia

con la Figura 4, en élla el vatímetro W2 se ha supuesto instalado en la fase más

atrasada de las dos utilizadas para los circuitos amperimétricos. Cualquier inversión en

este aspecto se subsana permutando las bornes del circuito voltimétrico.

Determinación del conexionado correcto del vatímetro menor

Existe otra posibilidad de inversión de lectura, que es susceptible de originar

dudas sobre la polaridad de los vatímetros, y en este caso puede resultar falseado

también el valor de la potencia activa Esto se produce cuando el ángulo de fase ϕ de

las cargas es mayor de 60º, en cuyo caso el ángulo β se hace mayor de 90º y su

coseno toma un valor negativo: entonces W2 resulta negativa. Para obtener valores

correctos en los resultados, debe conocerse si tal lectura negativa proviene de un valor

de ϕ como el mencionado, o de polaridad invertida en el vatímetro W2.

El procedimiento para aclarar "esta duda de polaridad" consiste en desconectar‚

terminal voltimétrico (del watt/metro menor) que est unido con el conductor común C

de las Figuras 3 y 4 y reconectarlo con carácter de ensayo, con el conductor restante de

la línea A, lo que equivale a reemplazar VBC por VBA en la bobina voltimétrica de W2

(obsérvese que VBA es opuesto a VAB). Se ve en la Figura 4 que el ángulo formado

entre IB y VBA será igual a (60º-β), de modo que para β>60º este ángulo quedará

comprendido entre 0 y 30º (negativo) pero su coseno será positivo y la lectura de W2,

en consecuencia, se transformará en positiva. Si en cambio la lectura de W2 era

originalmente negativa debido a una conexión invertida en el vatímetro, la modificación



Pág. 7

1111así descrita en la conexión no hará positiva la lectura. Como resumen del ensayo de

polaridad, si W2 invierte su lectura, se debe a que ϕ>60º y W2 debe interpretarse como

negativa.

En caso contrario, es ϕ<60º y el vatímetro W2 debe suministrar una lectura

positiva. En ambos casos, las conexiones de W2 deben ser del sentido que haga posible

obtener las lecturas: pero en el primer caso el resultado de la lectura se aplica como

negativo, y si la lectura no se invierte, se aplica como positiva.


Primera Experiencia

Segunda Experiencia

R

S

T

W1

Z3

W2

Z1

Z2V

A

Figura 5

R

S

T

W1

Z3

W2

Z1

Z2V

AWR

WS

WT

Figura 6



Pág. 8

1111Maniobra operativa:

Como primera medida adquirimos los elementos necesarios para la realización de

la práctica. Luego procedimos a la conexión de los diferentes elementos según el

circuito anteriormente dibujado.

Ubicamos los instrumentos en una escala suficientemente alta para tratar de

evitar cualquier daño.

Realizamos una comprobación minuciosa del conexionado numerosas veces

antes de la conexión a la bornera del tablero de pruebas, sin todavía dar tensión al

circuito. Volvimos a revisar el conexionado con el profesor Fara, y una vez obtenida la

aprobación conectamos la tensión.

Comenzamos a regular el autotransformador hasta poner el motor en

funcionamiento, cuidando que la corriente de arranque no sobrepase el máximo

admitido por el amperímetro.

Realizamos tres lecturas a diferentes potencias de regulación del Variac, una con

las dos lecturas positivas, una con W1 positivo y W2 marcando cero, la última la

realizamos con W1 positivo y W2 negativo.

Se tomó nota de los valores obtenidos para su posterior análisis.

Para la realización del segundo experimento, añadimos los tres vatímetros,

agregamos dos lámparas para lograr un desequilibrio, procedimos a la lectura de

instrumentos para una determinada potencia.


Motor Siemens, trifásico N°13699

N=0.75 kW

220/380 D/U

3.55/2.05 A

1400 r.p.m.

50 Hz

cos ϕ 0.78



Pág. 9

1111Valores obtenidos:

Experiencia 1

Lectura 1 Lectura 2 Lectura 3PW1 7 W 11 W 24 WPW2 3.2 W 0 W -4 WIR=IT 0.24 A 0.18 A 0.26 AUST=URT 30 V 64 V 116 VCálculo 1

Lectura 1 Lectura 2 Lectura 3

W2W1(ACTIVA) PP P += 10.2 W 11 W 20 W

)(3P 21(REACTIVA) WW PP −⋅= 6.58 W 19.05 W 48.49 W

2)(

2)()(P REACTIVAACTIVAAPARENTE PP +=

12.13 W 22 W 52.45 W

RTR

W

UIP⋅

==ϕ 1)30cos( 0.972 0.954 0.795

Experiencia 2

LecturaPW1 240 WPW2 -75 WPWR 40 WPWS 38 WPWT 85 W

Cálculo 2

Lectura

P(ACTIVA)=PW1+PW2 165 W

P(ACTIVA)=PWR+PWS+PWT 163 W


a) Antes de proceder a la conexión de la tensión al circuito analizado se comprobó el

correcto conexionado del mismo.

b) Inspección visual de posibles cortocircuitos por daños en la aislación de los

conductores.

c) Realizar el movimiento de la llave de regulación del autotransformador con la mano

derecha, para evitar que el camino seguido por la corriente no sea directo al corazón.



Pág. 10

1111d) No realizar el cambio de escala de los vatímetros o cualquier cambio en el circuito

con la tensión conectada.

e) Verificar que la posición de los instrumentos a utilizar sea la correcta.

f) Antes de conectar la tensión verificar que el autotransformador no se encuentre en

la posición de 0 volts, porque es posible que en esta posición esté entregando la

máxima tensión (posicionarlo en aprox. 5-10 volts).

g) Realizar el movimiento de las tres llaves del tablero de experimentos en forma

simultánea, para evitar desbalanceo de la carga y se produzca el corte de la llave

principal.

h) Posicionar las escalas de los instrumentos antes de conectar la tensión, de forma tal

que estos no lleguen al máximo de el cuadrante.

i) Si hace falta detectar tensión en forma inmediata la misma se determinará con el

dorso de la mano.

j) Asegurarse en el caso de los vatímetros sin cero central que la deflexión de la aguja

sea la correcta, para esto se deberá comenzar probando con poca tensión.

k) Tratar de colocar los conductores eléctricos de manera tal que sea fácil seguir el

circuito.

Aplicaciones:

a) Determinación de la potencia consumida por una máquina desconocida.

b) Evaluación de sobrecarga de un tendido para la determinación de si está o no

sobrecargado.

Conclusiones:

Tres vatímetros miden la potencia de la carga independientemente del equilibrio

de corrientes, de la simetría de las tensiones, de la forma de onda de ambos

parámetros y del potencial del centro de la estrella de las bobinas voltimétrica de los

tres vatímetros esto indica que no necesariamente las impedancias de las bobinas

voltimétricas de los 3 vatímetros deben ser las mismas cuando se emplea el circuito

visto. A su vez también es válido el método aunque la carga esté conectada en estrella

o en triángulo.

Cuando estamos midiendo potencia en un sistema trifásico trifilar desequilibrado

y, por lo tanto no se dispone de neutro, se puede conseguir un neutro artificial de tres



Pág. 11

1111vatímetros exactamente iguales, y se conectan sus circuitos voltimétricos en estrella, de

esta manera, dichos circuitos quedan sometidos a la tensión de fase.



Pág. 12

1111


Nombre Legajo



Javier Vega 18483-5





Grupo “D” Puente de Wheatstone Año: 1.998

Pág. 1

1212

Índice:

Objetivo:...................................................................................................... 2


Introducción................................................................................................. 2

Interpolación................................................................................................ 2

Sensibilidad del sistema ................................................................................ 2







Aplicaciones: ............................................................................................... 7

Conclusiones: .............................................................................................. 7




Pág. 2

1212

Objetivo:

El siguiente trabajo tiene como objeto determinar una resistencia desconocida

por medio del puente de Wheatstone en forma práctica en el laboratorio de

electromecánica. Para este trabajo se utilizó un puente de Wheatstone, una resistencia

década y un galvanómetro.


Introducción

El puente de Wheatstone esta constituido básicamente por tres resistencia, un

galvanómetro con su resistencia interna, una fuente de F.E.M. continua. Cuando no

circula corriente por la rama del galvanómetro cumple la ecuación de equilibrio.

312 RRRR x ⋅=⋅

Existe otro método de alcanzar la ecuación de equilibrio que consiste en dejar

constante la relación (R1/R2) que toma valores decimales, variando R3 constituida por 4

resistores que permiten variar la resistencia a voluntad

Interpolación.

Cuando se trabaja con el puente y las cajas de décadas puede ocurrir que no se

alcance el valor exacto de resistencia. La aguja del galvanómetro oscilará hacia la

derecha para un valor de (R3+), y a la izquierda para un valor de (R3-), por lo que se

procede a una interpolación entre los dos valores. A la variación que se produce en la

aguja del galvanómetro se la llama DESVIACION.

Sensibilidad del sistema

Si estando en equilibrio la el puente producimos una variación de R3, se produce

una desviación de la aguja del galvanómetro producida por una variación de R3

(Formula)3R

Sa∂

α∂= . Este tipo de sensibilidad nos sirve para comparar dos tipos de

puentes distintos. Para el caso que quisiéramos comparar las sensibilidades de dos

mediciones tomada la absoluta no nos serviría. Para este caso introducimos el concepto

de sensibilidad relativa, que es la relación entre, la variación de la magnitud indicada, y

la variación de la magnitud de ajuste 3

3

RR

S∆

⋅α∆= y el limite SaR

RRS ⋅=

∂α∂

= 33

3



Pág. 3

1212La sensibilidad de un sistema se obtiene produciendo desviaciones a la derecha y

a la izquierda del valor de equilibrio ( )+−++−

+−

α+α+α=×−

α+α= 3

33

RRR

S . La sensibilidad

del galvanómetro responde a la siguiente ecuación

x

cgx

c

gcg

g

RF

RrRF

R

rRr

ESS

⋅

⋅+⋅⋅

+++⋅

⋅=

12

Donde se observa que:

Rc = R1+R2 = Constantes y están tabulados en él catalogo del puente.

La sensibilidad es directamente proporcional a la sensibilidad amperométrica del

galvanómetro y a la tensión de la fuente.

Cuando la resistencia a medir es muy pequeña la sensibilidad responde a la

siguiente ecuación cg

xg

Rr

RFESS

⋅

⋅⋅⋅= para 0→xR La sensibilidad tiende a cero.

Para el caso de que la sensibilidad tienda a infinito responde a la siguiente

ecuación:

xc

g

g

RFR

r

ES

⋅⋅

+

⋅

1

La sensibilidad máxima del galvanómetro se obtiene para un valor de Rx que lo

produce que depende de la resistencia interna del galvanómetro, y es independiente del

selector de relación.


Este aparato este constituido por:

Los pulsadores de

batería BA y del galvanómetro

GA que pueden tenerse

constantemente operados.

Los bornes de conexión

Rx y GA permiten conectar la

resistencia al galvanómetro.

Las cuatro resistencias



Pág. 4

1212que componen la regulación de resistencias y varían de 1+10+100+1000, llamada

década de resistencias.

La regulación de relación contiene siete valores que varían desde

0.001,0.01,0.1,1,10,100,1000.

El galvanómetro donde se aprecia la variación de la aguja donde se realiza la

medición.

Maniobra operativa:

Para realizar las mediciones en el laboratorio se procedió a los siguientes pasos:

Se conecta la resistencia a medir (para nuestro caso en una década) en los

bornes Rx.

Se coloca el selector de relación en la posición adecuada de acuerdo al rango de

resistencia a medir:

Rx [ΩΩ] Selector de relación2

1

RR

Menor que 10Ω 0.001

De 10 a 100Ω 0.01

De 100 a 1KΩ 0.1

De 1K a 10KΩ 1

De 10K a 100KΩ 10

De 100K a 1MΩ 100

De 1M a 10MΩ 100

Colocando los resistores en un valor que el operario crea aproximado se procede

a pulsar el interruptor BA y luego el GA y visualizar si la deflexión es a la derecha o a la

izquierda. En el caso que la aguja deflexione a la derecha (lado positivo) se debe

incrementar el selector de medición, en caso contrario todo lo opuesto a lo expuesto

anteriormente expuesto, hasta lograr que la aguja indique el cero.

En el caso de que la resistencia sea desconocida y no poseamos ningún

elemento para poder tener una aproximación de dicho valor, se procede a colocar el

selector de relación R1/R2 en el valor de la unidad, y la década de medición de rango



Pág. 5

12121000 en la posición 1, se procede a la conexión de la batería pulsando BA y GA. Si la

aguja deflecta a la derecha nos indica que la resistencia desconocida es mayor que

1000 ohm. En este caso debemos colocar el selector de relación en un número de 100,

y la perilla de resistencia de1000 en la posición de 10. Si la aguja deflecta a la izquierda

nos indica que la resistencia desconocida se encuentra en el rango de 10K a

100k(ohm).

En caso de que la aguja en el primer intento deflectará a la izquierda estaríamos

midiendo una resistencia menor que 1000ohm. Deberíamos colocar el selector de

relación en la posición de 0.1 ó 0.01, hasta que la aguja deflecte a la derecha.


Los instrumentos utilizados en esta práctica fueron:

a) Puente de Wheatstone

b) Resistencia década

c) Multímetro

d) Clavijas de conexión

Valores obtenidos:

E: Tensión de fuente

Γ : Posición del selector de relación R1/R2

R: Valor caja de resistencia que hacen de Rx

R3: Valor de ajuste del resistor que equilibra la resistencia externa

R3+ : Valor particular de R que provoca la desviación a la derecha de la aguja del

galvanómetro.

R3− : Valor particular de R3 que provoca la desviación a la izquierda de al aguja

del galvanómetro.



Pág. 6

1212

R3 [Ω] R [Ω] R3+ [div.] R3

- [div.] Rx [Ω] Sm [div.] St [div.]

5 5 4,8 2 5 3 5 0,000005314 0,00000537

22,14 20 22,11 1 22,17 1 20 0,00009784 0,0001

52,3 50 52,2 1 52,4 1 50 0,0000453 0,0000428

75,43 150 152,5 1 152,8 1 150 0,00003147 0,0000297

152,7 500 500,3 1 502,3 1 500 0,001157 0,00078

501,3 750 752 1 755 1 750 0,0003822 0,00025

2035 2000 2032 1 2038 1 2000 0,001836 0,000645

8050 8000 8010 1 8080 1 8000 0,0009163 0,000178

15050 15000 14970 1 15150 1 15000 0,000598 0,000173

50000 50000 49100 1 50700 1 50000 0,0001939 0,0000533

90000 90000 87300 1 92500 1 90000 0,0001094 0,000297

222000 222000 207000 1 238000 1 222000 0,0000098 0,00000633

450000 450000 390000 1 520000 1 450000 0,00000481 0,000031

780000 780000 630000 1 990000 1 780000 0,000000227 0,0000018



Verificar que cuando se utilizan resistencias a décadas, que las mismas actúen

como resistencias y no como cortocircuito.

Tratar que no se supere la corriente admisible máxima, que soporta la década,

sobre todo al pasar de un selector a otro. De no ser así se va deteriorando el elemento

hasta que se destruya.

SENSIBILIDAD

0

0,0005

0,001

0,0015

0,002

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14R (ohm)

S (

div

)



Pág. 7

1212Aplicaciones:

Las aplicaciones del puente son mucha, pero citaremos algunas a título

informativo las que son:

a) Medida de resistencias internas de todo tipo de máquinas.

b) Resistencia interna de bobinados.

c) Los rangos de medida del puente con el cual se realizó el ensayo son de 1Ω a 1MΩ.

Conclusiones:

Las conclusiones obtenidas de este ensayo son que la mayor sensibilidad se

obtiene en la mitad del rango de valores de las mediciones tomadas. Cada medición se

debe hacer con el valor más bajo de corriente, para evitar calentamiento, y así no

modificar el valor de la resistencia.



Pág. 8

1212


Nombre Legajo



Javier Vega 18483-5




Mediciones Eléctricas Trabajo Practico de Laboratorio Nº Universidad Tenologica NacionalFacultad Regional Mendoza

Grupo “D” Medición de Capacidad en C.A. Año: 1.998

Pág. 1

1313

Índice:

Objetivo:........................................................................................................ 2


Introducción ..................................................................................................... 2

Cálculos............................................................................................................ 2

Demostración ................................................................................................... 2


Circuito Resistivo Puro:...................................................................................... 4

Circuito Resistivo-Capacitivo: ............................................................................. 4




Representación Gráfica:................................................................................ 6


Aplicaciones: ................................................................................................. 6

Conclusiones: ................................................................................................ 6




Pág. 2

1313

Objetivo:

Encontrar el valor de capacidad mediante dos lecturas de corriente, una desde un

circuito puramente resistivo, y la otra desde un circuito RC.

Con estos dos valores encontramos, mediante una ecuación el valor buscado.

Teniendo en cuenta los errores cometidos en cada medición.


Introducción

Cuando a un circuito resistivo puro se le aplica una tensión “U”, comienza a

circular por él una corriente “I”. Si ahora le aplicamos la misma tensión “U” a un circuito

RC, donde la resistencia es la misma que en el caso anterior, circulará por él una

corriente menor.

Cálculos

El valor capacitivo lo calculamos a través de;

12

10

2

2

6

−⋅⋅⋅π⋅

=

Z

R

I

IRf

C que a continuación demostraremos.

Demostración

En un circuito la tensión será:

RIU R ⋅=

Mientras que en un circuito RC será:

ZIU Z ⋅=

Si igualamos las tensiones; por ser iguales:

ZIRI ZR ⋅=⋅

donde:

22CXRZ += y

CfX C ⋅⋅π⋅

=2

1

Reemplazando:

22

21

⋅⋅π⋅+⋅=⋅

CfRIIR ZR

donde:



Pág. 3

1313ω=⋅π⋅ f2

22 1

⋅ω+⋅=⋅

CRIIR ZR

22 1

⋅ω+

⋅=

CR

IRI R

Z

y elevando ambos miembros al cuadrado;2

22

2

1

⋅ω+

⋅=

CR

IRI R

Z[ ]2

222 1

RZ IRC

RI ⋅=

⋅ω+⋅

222

222 1RZZ IR

CIRI ⋅=

⋅ω⋅+⋅ 2222

2

RIIRC

IZR

Z ⋅−⋅=

⋅ω

2

2

22

1R

II

RC Z

R −

⋅=

⋅ω2

2

22

21R

I

IR

CZ

R −⋅=

⋅ω

( )2

222

21

Z

ZR

I

IIR

C−

⋅=

⋅ω

−⋅=

⋅ω1

12

22

2

Z

R

I

IR

C

( )

−⋅=

⋅ω1

12

22

22Z

R

I

IR

C

−⋅⋅ω

=

1

1

2

222

2

Z

R

I

IR

C

−⋅⋅ω

=

1

1

2

222

Z

R

I

IR

C

1

1

2

2

−⋅⋅ω

=

Z

R

I

IR

C

12

1

2

2

−⋅⋅⋅π⋅

=

Z

R

I

IRf

Cde esta forma queda demostrada la ecuación.



Pág. 4

1313Circuito utilizado en la practica:

Circuito Resistivo Puro:

Circuito Resistivo-Capacitivo:

Maniobra operativa:

Primero fijamos el valor de resistencia R, luego energizamos el

autotransoformador y fijamos un valor a su salida que será igual para este circuito tanto

como para el RC. Tomamos la lectura del miliamperimetro y obtenemos el valor de IR.

Después de desenergizar el autotransformador intercalamos el capacitor C, al

reenergizar el autotransformador debemos asegurarnos que la tensión aplicada sea la

misma que en el circuito anterior. Ahora, con el mismo valor de resistencia, tomamos el

valor que acusa el miliamperimetro, a este le llamaremos IZ.

Los valores obtenidos los reemplazamos en la ecuación antes demostrada y con

esto encontramos el valor teórico de capacidad que buscamos, al igual que el error

relativo porcentual.

Repetimos estos pasos siete veces, con siete valores de tensión y resistencia

distintos, para encontrar en cual de ellas se comete el mayor error.

V

mA∼∼

R

C

IZ

V

mA∼∼

R IR



Pág. 5

1313








Voltímetro: Tipo: analógico.

Clase: 0,5

Corriente: Alterna.


Hierro móvil.

Miliamperimetro: Tipo: analógico.

Clase: 0,5

Corriente: Alterna.

Hierro móvil.

Resistencia variable: Rango de valores: 0 a 880Ω

Batería de capacitores.

Valores obtenidos:

CREAL

[µF]V[Volt]

IR

[Amperios]IZ

[Amperios]CCALCULADA

[µF]XR

[Ω]R[Ω]

E(RELATIVO %)

[%]

3,76 76 0,09 0,065 2,873630917 1108 800 -23,5736458

3,76 58 0,09 0,057 3,354347109 948,9 601 -10,7886407

2,02 114 0,185 0,07 2,00401961 1588 601 -0,79110842

1,08 144 0,24 0,05 1,103403654 2885 601 2,16700502

1,08 124 0,35 0,044 1,146593123 2776 349 6,16602987

5,8 57 0,135 0,09 6,080418074 523,5 349 4,83479438

5,8 87 0,094 0,083 3,208457271 992,1 876 -44,6817712



Pág. 6

1313



Antes de realizar cada medición directa de capacidad con un multímetro digital

debemos tomar la precaución de descargarlo, para que la medición no sea incorrecta.

Las precauciones más corrientes sobre manipulación de energía eléctrica:

a) Inspeccionar los cables de conexión.

b) Colocar el instrumento de medición en corriente apropiada.

c) No tocar las conexiones cuando tenga tensión.

d) Antes de realizar cualquier medición, verificar que no hayan malos contactos y

asegurare que la disposición del circuito sea el adecuado, mediante la observación

del profesor.

e) No sobrepasar con valores a los diseñados por el fabricante.

Aplicaciones:

Los capacitores se utilizan en todo tipo de circuitos eléctricos, ya sea de potencia o

de comando. La electrónica los utiliza en una amplia gama, mientras que en sistemas

eléctricos de potencia se utilizan para la corrección del factor de potencia casi

exclusivamente.

Conclusiones:

Como podemos en la gráfica, donde se comete menos error es en la tercer

medición con una tensión de 144 Volt y una resistencia de 601 Ω, luego los errores

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

1 2 3 4 5 6 7

Nº Medición

Capacidad

Error Relativo %



Pág. 7

1313fueron creciendo hasta llegar a su máximo en la séptima medición, con una tensión de

87 Volt y una resistencia de 876 Ω.

Si analizamos los resultados obtenidos encontramos que se cometen mayor error

en cuanto menor es la tensión aplicada y mayor la resistencia. Por lo tanto las

condiciones de medida mejoran en cuanto mayor es la tensión aplicada y menor la

resistencia conectada.

La experiencia nos demostró como se puede obtener el valor capacitivo de un

condensador mediante la utilización de una resistencia y una fuente de tensión alterna

variable.



Pág. 8

1313


Nombre Legajo



Javier Vega 18483-5





Grupo “D” Visualización Fig. de Lissajous Año: 1.998

Pág. 1

1414Índice:

Objetivo:........................................................................................................ 2





Valores obtenidos y representación gráfica: ................................................ 7

Frecuencia patrón (fp)....................................................................................... 7

Kh................................................................................................................... 7

Kv ................................................................................................................... 7

Frecuencia incógnita (fx) ................................................................................... 7

Figura de Lissajous........................................................................................... 7


Aplicaciones: ................................................................................................. 8

Conclusiones: ................................................................................................ 8




Pág. 2

1414

Objetivo:

Nos proponemos determinar las siguientes características:

• Medir frecuencia de ondas senoidales.

• Realizar la medición de ángulo de fase.


Medición de frecuencia

Este método es aplicable solamente para medir frecuencias de señales senoidales.

Se conecta la señal de frecuencia incógnita (fx) a una de olas entradas, en nuestro

caso lo hacemos por el canal vertical, mientras que a la señal patrón (fp) la hacemos

ingresar por el canal horizontal. En consecuencia de esto, deberá colocarse el

osciloscopio en barrido externo, para que el canal horizontal sea aplicado a las placas

horizontales.

Si las frecuencias de las tensiones que alimentan a las placas deflectoras son

distintas, pero las mismas están próximas entre sí, lo que se presenta es como si se

tratara de dos tensiones con la misma frecuencia cuyo desfase varía permanentemente

en el tiempo.

La figura trazada por el punto, toma sucesivamente distintas formas. Si aplicamos

a las placas deflectoras tensiones con periodos T y T’ que producen elongaciones del

punto:

y = Y sen ( wt + ϕ )

x = X sen ( wt)

Entonces tenemos:

( fv/fh = Th/Tv = Kh/Kv nº cualquiera )

( T’ = Th Kv = Tv Kh ) periodo del punto en la pantalla ( fenómeno cíclico ),

durante el cual se efectúa Kv oscilaciones verticales de amplitud (Y) y Kh oscilaciones

horizontales de amplitud (x).

Al final del tiempo T’ el punto vuelve a su origen y describe así una misma

trayectoria. Por esta razón se obtiene una imagen estable inscripta en un rectángulo

(±X), (±Y) y es tangente Kv veces a los lados horizontales de ordenadas ±Y. La relación

( Kh/Kv ) es la relación de frecuencias. Es decir: la relación de frecuencias es igual al nº



Pág. 3

1414de veces que la curva toca a la recta horizontal a lo largo de la parte superior de la

característica dividido por el nº de veces que toca a una recta vertical a lo largo del

borde natural.

( Kh/Kv = fv/fh )

Medición de ángulo de fase

En este caso las figuras de lissajous son el fundamento para medir desfase, con el

único delimitador que exclusivamente puede usarse este método para señales

senoidales.

Deben aplicarse las señales cuyo desfase quiere medirse a los canales (entradas)

“vertical y horizontal”, tal como se vio en el método para medir frecuencias.

Si ambas señales son de la misma frecuencia (y esto debe ser así, puesto que de

lo contrario no tiene sentido hablar de “diferencia de fase”), aparecerá en el osciloscopio

el oscilosgrama de: una recta, una elipse o una circunferencia, dependiendo de la

relación de fase entre ambas señales.

La figura genérica es la elipse, mientras que la recta y la circunferencia solo se

presentan en caso de relaciones “extremas”.

De modo que:

♦ Una recta con pendiente negativa ñ contrafase.

♦ Una circunferencia ñ ϕ= 90º.

♦ Una elipse con eje de pendiente (+) ñ 0º< ϕ < 90º.

♦ Una elipse con eje de pendiente (-) ñ 90º< ϕ < 180º.

Esto nos permite, en forma rápida, a partir del oscilograma, estimar el ϕ

correspondiente. Sin embargo existe un método para conocer su valor exacto.

Procedimiento:

• Se centra la figura de acuerdo a los ejes centrales.

• Se toma la altura máxima de la elipse (A), así como la distancia vertical entre

los puntos de intersección entre la figura y el eje de abscisas (B).

• Con estos valores se calcula:

Sen ϕ= B/A ñ ϕ=arcsen B/A

Esta expresi´n nos permite calcular el valor numérico del desfase, pero no nos

indica el signo, es decir, llamando V1 y V2 a las señales a comparar, no sabemos si V1

adelanta o atrasa con respecto a V2.



Pág. 4

1414Una forma de determinar el signo consiste en el uso de una red desfasadora

conocida, la cual introduce un desfase conocido a la señal aplicada a ella.

Tendremos dos tipos fundamentales de redes defasfasadoras simples que

podemos utilizar: adelantadoras y atrasadoras.

El metodo consiste en introducir una red desfasadora, por ejemplo una

adelantadora, con una de las señales, por ejemplo V1, con lo cual se modifica el dsfase

original.

Si la V1 adelanta, ahora, con la red adelantadora lo hará aún más, lo cual será

detectado como se vió en los oscilogramas caracteristicos, con una rotación del eje

principal de la elipse hacia la izquierda.

Si la V1 atrasaba a V2, ahora, con la red adelantadora la diferencia de fase será

menor, lo que manifiesta, logicamente, como un giro a la derecha del eje principal de la

elipse.

Sintetisando el método:

Se inserta en una de las entradas una red desfasadora conosida, la cual producirá

una modificación del oscilograma, que a su vez indicará si se produjo un aumento o una

disminusión de la diferencia de fase.

Si la red es adelantadora:

Aumento de desfase: la señal inyectada en la entrada considerada, está

adelantada con respecto a la otra.

Disminucion de desfase: la señal inyectada en la entrada considerada , está

atrasada con respecto a la otra.

Una red adelantadora simple es construida por una R y un C, como asi tambien

una red atrasadora simple.

Red Adelantadora Red Atrasadora



Pág. 5

1414




Pág. 6

1414

Maniobra operativa:

Ø El primer paso, después de haber conectado los generadores de señales los

cuales proveen las señales que van a ingresar en los canales del osciloscopio,

fue poner en marcha todos los componentes que forman parte de la

experiencia.

Ø Luego de esto, la frecuencia del generador patrón fue modificada de tal forma

que en la pantalla del tubo de rayos catódicos apareciera una figura de

lissajous mas o menos estable para poder visualizar en forma rápida y sin

errores la curva de la figura.

Ø El próximo paso a realizar es medir la cantidad de secantes o tangentes,

horizontales o verticales, según el método que nosotros fuésemos a utilizar.

Ø Se procede luego a tomar la lectura en el sector tabulado del valor de

frecuencia de la señal patrón ingresada al osciloscopio por uno de los canales.

Ø Posteriormente a esto se realizaron los cálculos pertinentes a cada método y

de esta manera se pudo determinar el valor de la frecuencia incógnita, o

también llamada fx.

Ø Puesto que en la práctica de laboratorio la frecuencia de la señal incógnita fue

provista por un generador de señales tabulado, se pudo comparar el valor de

frecuencia calculado con el indicado en el selector de dicho generador de

señales.

Ø Una vez terminada esta comparación se procedió a la lectura de los datos

necesarios para realizar la medición del ángulo de desfase.

Ø Con los datos obtenidos se realizó el cálculo del desfase producido entre una y

otra señal.

Nota: Por no contar con el montaje apropiado para realizar esta práctica, no se

pudo determinar si la señal incógnita adelantaba o atrasaba a la señal patrón.



• Osciloscopio marca TRIO modelo C.S. - 1562 A.

• Generadores de funciones:

Tensión de alimentación: 220V, 50 Hz, ±10%.



Pág. 7

1414Rango de frecuencias: 0 – 90 Hz.

Tensión de salida: 0.003 – 10 V ( -50 a ±20 Db).

Impedancia de salida: Rango 10 V, 0 - 1000 ohm.

Rango 3V, 800 - 1000 ohm.

Distorsión: menor 0.3% entre 10 Hz y 20 kHz

• Década de resistencia.

• Década de condensadores.

• Cables de conexión, tipo banana.

• Cables de conexión del osciloscopio.

• Multímetro digital ( para realizar las verificaciones pertinentes).

Valores obtenidos y representación gráfica:

Frecuencia

patrón (fp)

Kh Kv Frecuencia

incógnita (fx)

Figura de

Lissajous

50 1 1 50

100 1 2 50

25 2 1 50

25 3 1 75







Pág. 8

1414• Verificar los valores colocados en la década de resistencias.



ensayo.



• Verificar la correcta continuidad de los cables del osciloscopio.

• Tener cuidado el operario cuando realiza el ensayo.



cargo.



Aplicaciones:

Este método sirve para medir fundamentalmente frecuencias por un método de

comparación entre una señal senoidal incógnita con respecto una señal senoidal patrón,

ingresando cada una de las mismas por distintos canales del osciloscopio.

Este método también puede ser utilizado para medir desfase entre dos ondas

senoidales.

Conclusiones:

Con respecto a la precisión, podemos atribuir a este sistema de medición de

frecuencia, que es muy confiable.

Necesitamos una fuente confiable y un generador de señales de gran clase.

Este método sirve exclusivamente para medir señales senoidales.

Su campo de aplicación comprende relaciones de frecuencias de 1/10 hasta

relaciones de 10/1.



Pág. 9

1414


Nombre Legajo


Hernán Martín 19162-5

Javier Vega 18483-5





Grupo “D” Medición de Frecuencia Año: 1.998

Pág. 1

1515

Índice:

Objetivo:........................................................................................................ 2


Barrido Elíptico.................................................................................................. 2

Modulación del Haz electrónico .......................................................................... 3




Valores obtenidos y representación gráfica: ................................................ 5


Aplicaciones: ................................................................................................. 7

Conclusiones: ................................................................................................ 7




Pág. 2

1515

Objetivo:

Nos proponemos determinar las siguientes características:

Medir distintos valores de frecuencia con el uso del osciloscopio por medio de

barrido elíptico y barrido circular.


Barrido Elíptico

Supongamos que se apliquen a las placas deflectoras del osciloscopio dos

tensiones senoidales en cuadratura como indica la figura 1.

El punto describe una elipse como la representada en la figura 2 con línea de

trazos. Si ahora superponemos en las placas verticales una tensión senoidal de

frecuencia ( fx= n . fp) suministrada por un generador de señales Gx, como se indica en

la figura 3. El punto describe alrededor de la elipse inicial o base una curva senoidal,

figura 2. Si n es un número entero de periodos comprendidos en el tiempo que demora

el punto luminoso para trazar una vuelta completa de la elipse, se obtiene una figura

estable, como la indicada en la figura 2 (aquí n=13). Cuando la relación de las dos

frecuencias fx y fp está próxima a un número entero, la senoide se desliza a lo largo de

la elipse base y obtenemos una imagen giratoria que vuelve a tomar periódicamente la

misma configuración.

Como se indica en la figura 3, no utilizamos el barrido interno del osciloscopio que

es lineal, sino que logramos un “Barrido elíptico”.

La elipse base desaparece al aplicar la tensión del generador Gx.



Pág. 3

1515Modulación del Haz electrónico

El barrido elíptico pude ser utilizado ya sea cuando el osciloscopio no posee

barrido lineal, o bien en caso de querer estudiar un fenómeno cuya frecuencia es muy

elevada para el intervalo de frecuencias de la base de tiempos no apropiado, es decir la

frecuencia máxima es muy baja. También sirve para medir relación de dos frecuencias,

en cuyo caso se utilizar dos variantes que veremos a continuación.

Utilizaremos el montaje de la figura 3, con él se produce el barrido elíptico que se

centra en la pantalla. Como ambas tensiones están desfasadas 90º, con la misma

amplitud (cosa que se logras con los controles de ganancia vertical y horizontal) logrando

un círculo, ahora estamos en presencia de un “barrido circular”.

Si ahora conectamos el generador de frecuencia Gx, cuya frecuencia fx se desea

comparar con fp del barrido circular, tenemos:

• La grilla de control, en cuyo caso se modula a la frecuencia fx, el haz catódico,

o sea la brillantez del punto y se obtiene un circulo punteado según se

representa en la figura 4.Es decir, el trazo se borra una vez por ciclo.

• El número de segmentos o trazos iluminados es igual a la relación de

frecuencias: fx= n . fp.

• Al ánodo 2 (figura 5) en cuyo caso se modula la sensibilidad del osciloscopio

(Sv=Keaz) y el alargamiento del punto, es decir, el radio del círculo que varía

periódicamente en la frecuencia fx, obtenemos una imagen según la figura 6.

El número de dientes da la relación de frecuencia, figura 7, y es una variante

de la anterior.



Pág. 4

1515Realizando la conexión indicada en el esquema de la figura 3’, en la que utilizamos

dos generadores de onda (G1 y G2), uno con una frecuencia perfectamente establecida,

y el otro, de frecuencia variable desconocida y un puente desfasador. El osciloscopio

posee un borne especial denominado eje Z, que según esté conectado a la grilla de

control o al ánodo 2, permitirá modular el haz electrónico como se explicó en los

apartados A y B.

En el esquema de la figura 3’ se ha dibujado el borne Z en la cara frontal del

osciloscopio, por comodidad, pero en muchos casos el borne esta situado en la cara

posterior.

El generador Gx se conecta al borne Z, y el Gp alimenta al puente desfasador, y

desde allí sacamos las señales para las placas horizontales y verticales, es decir que no

estamos utilizando el barrido interno. En la pantalla aparece la figura 4 o 6, según donde

esta conectado el borne Z. En el osciloscopio marca “TRIO”, modelo CS-4562 A, como el

borne Z esta conectado a la grilla, estamos modulando la intensidad del haz, por lo que

tendremos la figura 4 (apartado A).

Como vemos este método sirve para determinar la frecuencia de un oscilador

comparándola con la de otro de frecuencia conocida, siempre que la fx sea mayor que fp

y así fx=n . fp. Para poder observar la senil con facilidad debe ser n mayor o igual a 100

aproximadamente. En caso de ser fx=fp la figura que se obtiene es una media luna. Y

si no es estrictamente igual, habrá que sumar o restar a fp el numero de vueltas que da

la media luna por segundo.




Pág. 5

1515

Maniobra operativa:

Ø Conectar los instrumentos y elementos de conexión según el circuito propuesto

para esta práctica.

Ø Encender el osciloscopio y los generadores de señales.

Ø Ajustar el control de intensidad del osciloscopio de manera que el brillo del

punto y de la onda no sea muy intenso .

Ø Colocar el selector de barrido del osciloscopio en la posición X Y.

Ø Conectar el generador patrón en el canal vertical y al cual se le desea calcular

su frecuencia en el canal horizontal del osciloscopio.

Ø Luego dando distintos valores de frecuencias iremos obteniendo diferentes

figuras a las cuales mediremos su frecuencia.



• Osciloscopio marca TRIO modelo CS-1562 A


Tensión de alimentación: 220V, 50 Hz, ±10%

Rango de frecuencias: 0 – 111 Hz

Tensión de salida: 0.003 – 10 V ( -50 a ±20 Db)

Impedancia de salida: Rango 10 V, 0 - 1000 ohm



• Cables de conexión, con puntas tipo banana.

• Ficha tipo triple .

Valores obtenidos y representación gráfica:

Siendo :

Fv: frecuencia del canal vertical (patrón).

Fh: frecuencia del canal horizontal (incógnitas).

Kv: número de puntos en que una recta horizontal es tangente a la figura.

Kh: número de puntos en que una recta vertical es tangente a la figura.



Pág. 6

1515La ecuación de trabajo es : fv/fh=Kh/Kv à fh=Kv/Kh .fv

Realizando las diferentes mediciones, encontramos :

Fv (Hz) Kv Kh Fh (Hz) Figura

25 4 2 50

50 2 2 50

100 2 4 50


Vale la aclaración que las medidas precautorias a tomar, son tanto para los

instrumentos utilizados, como para el operario que va a realizar los mismos.

Ø Verificar el correcto conexionado del osciloscopio por cuanto se podría producir

una perturbación exterior a este que produzca el quemado del fusible.

Ø Controlar que los valores con los cuales trabajan los generadores de señales no

sean demasiados altos, mediante las agujas medidoras correspondientes a

estos.

Ø Verificar con un multímetro que el tomacorriente en donde se van a conectar

los instrumentos marque aproximadamente 220 Vca.

Ø Controlar que las puntas del osciloscopio realicen un buen contacto.

Ø No ajustar el control de intensidad del osciloscopio en un valor que produzca

demasiado brillo sobre la pantalla.

Ø En cuanto al operario trabajar, este debe controlar detalladamente cada

procedimiento.



Pág. 7

1515Ø No conectar el circuito a la red hasta no ser este verificado por el profesor a

cargo.

Ø No producir ninguna modificación del circuito, estando éste conectado.

Ø No sobrepasar los valores indicados por los instrumentos.

Aplicaciones:

Mediciones de frecuencias desconocidas contando con un generador patrón y un

osciloscopio.

Medición de frecuencia por barrido elíptico y barrido circular.

Puedo trabajar con mayores rangos de frecuencia, con respecto, a las mediciones

mediante curvas de Lissajous.

Conclusiones:

Cuando se trabaja con altas frecuencias no podemos contar los puntos de

tangencia (n) ya que la figura que se forma en la pantalla del osciloscopio es un

rectángulo.

Lo mismo ocurre en el caso que las frecuencias son muy bajas.

Sirve para medir tipos de ondas como: cuadradas, triangulares, senoidales, etc.



Pág. 8

1515


Nombre Legajo


Hernán Martín 19162-5

Javier Vega 18483-5




Mediciones Eléctricas Trabajo Práctico de Laboratorio Nº Universidad Tenologica NacionaFacultad Regional Mendoza

Grupo “D” Método del eje Z Año: 1.998

Pág. 1

1616

Índice:

Objetivo:........................................................................................................ 2







Aplicaciones: ................................................................................................. 6

Conclusiones: ................................................................................................ 6




Pág. 2

1616

Objetivo:

Medición de frecuencia de cualquier tipo de ondas cuadradas, senoidales,

triangulares, etc..., mediante el método de modulación del haz de electrones.


Este método es similar al de barrido circular, en el sentido en que también se

requiere:

a) Un generador senoidal patrón.

b) Una red desfasadora.

Además es necesario:

Un osciloscopio con entrada del eje Z, (es decir un borne que conecte

directamente a la grilla de control del tubo de rayos catódicos, pudiendo modular la

intensidad del haz con una señal externa).

En este caso tal como en el barrido circular, se inyectan en la entrada o canal

vertical y canal horizontal dos señales senoidales de igual frecuencia, pero de

distinta fase (tan próxima a 90L como sea posible), obtenidos en la red desfasadora,

de modo de lograr el oscilograma de una elipse próxima a una circunferencia , desde

luego el barrido (LSB) debe estar en la posición EXT.

La señal de frecuencia incógnita se inyecta a la entrada de modulación de

intensidad ,o eje Z, generalmente ubicado en la parte posterior del osciloscopio .

Una vez lograda la elipse en la pantalla deberá colocarse el control de brillo

prácticamente al mínimo, es decir, que apenas se vea el trazo.

Se inyecta entonces la señal incógnita y se varia la frecuencia patrón para

obtener un oscilograma estable.

El número de trazos dependerá de la relación de frecuencias fx, fp.

Cuando decimos número de trazos, nos referimos al número de trazos

luminosos que se apreciarán en la pantalla del osciloscopio.

Dado que la entrada del eje Z modula la intensidad del haz, la forma de los

trazos dependerá del tipo de señal inyectada, por ejemplo, la onda cuadrada

producirá trazos bien definidos y separados.



Pág. 3

1616

Con su longitud de onda bien notoria, una señal senoidal producirá trazos de

mayor intensidad en su centro, disminuyendo la misma en los extremos hasta

diluirse, algo parecido producirá una onda triangular. Sin embargo,

independientemente de la forma que tome la figura, cada trazo dibujado

corresponde al semiciclo positivo de la señal incógnita.




Pág. 4

1616

Maniobra operativa:

Ø En primer lugar se procede a efectuar la conexión de la figura anteriormente

ilustrada.

Ø Luego se enciende el osciloscopio y se controla la intensidad variando la

cantidad de electrones que inciden el la pantalla.

Ø Colocamos la llave selectora de barrido en la posición de Barrido Externo.

Ø Después procedemos a ingresar el canal horizontal la señal generada por el

generador de señales patrón.

Ø Por el canal vertical procedemos a ingresar una señal de la misma frecuencia

de la ingresada por el canal horizontal pero como necesitamos realizar un

barrido circular previo a la entrada, se coloca una red desfasadora.

Ø Se realiza el ajuste de los componentes variables de la red desfasadora de tal

manera que logremos un desfase aproximado de 90º.

Ø Luego de obtenida una figura prácticamente circular, se procede a ingresar por

el eje Z la señal incógnita a la cual queremos averiguar la frecuencia.

Ø Luego se hace variar la frecuencia patrón para poder obtener un oscilosgrama

estable.

Ø En la pantalla del osciloscopio obtendremos una figura circular formada por

trazos. La cantidad de trazos dependerá de la relación de frecuencias entre fx

y fp.

Ø Posteriormente efectuamos la lectura de valores y visualizamos las figuras

obtenidas para distintas relaciones de frecuencias.


• Osciloscopio marca TRIO modelo C.S.1562 A.


Tensión de alimentación: 220V, 50 Hz, ±10%

Rango de frecuencias: 0 – 111 Hz

Tensión de salida: 0.003 – 10 V ( -50 a ±20 Db)

Impedancia de salida: Rango 10 V, 0 - 1000 ohm


• Década de resistencia.



Pág. 5

1616• Década de condensadores.

• Cables de conexión, tipo banana.


• Multímetro digital ( para realizar las verificaciones pertinentes).

• Cable de conexión para el eje Z.

Valores obtenidos:

Frecuencia

Patrón (Hz)R (ohm) C ( µF)

Figuras de

Lissajous

Figuras con

generador

incógnita

Frecuencia

incógnita (Hz)

50 10 K 0.05 350

50 10 K 0.05 200

50 10 K 0.05 100

NOTA: frecuencia incógnita : fx= Nº trazos luminosos . fp





• Verificar los valores colocados en la década de resistencias.



ensayo.





Pág. 6

1616• Verificar la correcta continuidad de los cables del osciloscopio.

• Tener cuidado el operario cuando realiza el ensayo.



cargo.



Aplicaciones:

Este método sirve para determinar con bastante exactitud la frecuencia de una

señal de cualquier tipo ( senoidal, cuadrada, triangular, etc...), aplicada en la entrada de

modulación de intensidad o eje Z, del cual viene provisto el osciloscopio.

Conclusiones:

Existe también en este método la limitación inicial de requerir que: fx>fp.

Esta limitación es eliminada con solo intercambiar ambos generadores, y de este

modo trabajar con relaciones inversas para que el método pueda usarse con: fx<fp.

Mediante este método podemos medir todo tipo de ondas, tales como senoidales,

triangulares, cuadradas etc...

El campo de aplicación de este método comprende relaciones de frecuencia 20/1 y

1/20.



Pág. 7

1616


Nombre Legajo



Javier Vega 18483-5





Grupo “D” Medición de Tensión en C.C. Año: 1.998

Pág. 1

1717

Índice:

Objetivo:...................................................................................................... 2

Fundamento Teórico: .................................................................................. 2

Introducción................................................................................................. 2

Circuito Utilizado en la Práctica: ................................................................. 2

Maniobra Operativa:.................................................................................... 2

Valores Obtenidos: ...................................................................................... 3

Representación Gráfica ............................................................................... 3


Aplicaciones................................................................................................. 4

Conclusiones................................................................................................ 4




Pág. 2

1717

Objetivo:

Medir Tensión en Corriente Continua por medio del Osciloscopio

Fundamento Teórico:

Introducción

La elección de la escala en el atenuador vertical no es arbitraria sino que

depende de la magnitud de la señal a medir y ya que esta debe estar siempre en el

interior de la pantalla por lo tanto habrá que atenuarla o ampliarla según sea, para

poder medirla y teniendo en cuenta que cada cuadro de la pantalla valdrá un

determinado valor.

Circuito Utilizado en la Práctica:

Maniobra Operativa:

1) Calibrar el osciloscopio, es decir conocer el valor de tensión necesaria para

provocar una desviación del trazo en sentido vertical de un centímetro sobre la

pantalla.

2) Barrido en un valor bajo (50 Hz).

Amplificador

Barrido Interno

V

H+

-



Pág. 3

17173) Situar el mando de sincronismo en la posición INT (interior).

4) Aplicar la tensión a medir a la entrada vertical (placas verticales).

5) Tomar la lectura teniendo en cuenta el grado de desviación en V/cm.

Valores Obtenidos:

V/div Nº div U [Volt]5 3 1510 1,5 1520 2 4030 1,4 42

Representación Gráfica

(realizada solo para el ejemplo de 3 divisiones)

∆U



Pág. 4

1717




b) Tratar de colocar los conductores eléctricos de manera tal que sea fácil seguir el

circuito.

c) Controlar que todas las conexiones estén correctamente realizadas antes de

efectuar la medición.

d) Controlar que la corriente no supere cierto valor para no dañar los elementos

(resistencias, etc.).

e) Controlar que la tensión no alcance valores elevados para no dañar los elementos.

Aplicaciones

Esta operación puede ser útil cuando se está visualizando una señal ingresada a

un circuito, evidentemente en corriente continua, y no se sabe cuál es el valor de dicha

tensión.

Conclusiones

Para medir tensión por medio de un osciloscopio tenemos que ingresar la señal a

través de las placas verticales y con las horizontales realizamos el barrido interno.

Podemos decir que el osciloscopio es un instrumento de visualización que

puede ser utilizado también como de medición.



Pág. 5

1717


Nombre Legajo



Javier Vega 18483-5





Grupo “D” Medición de Tensión en C.A. Año: 1.998

Pág. 1

1818

Índice:

Objetivo:...................................................................................................... 2

Fundamento Teórico: .................................................................................. 2

Introducción................................................................................................. 2

Circuito Utilizado en la Práctica .................................................................. 2

Maniobra Operativa:.................................................................................... 2

Valores Obtenidos: ...................................................................................... 3



Aplicaciones................................................................................................. 4

Conclusiones................................................................................................ 4




Pág. 2

1818

Objetivo:

Medir tensión eficaz alterna por medio del osciloscopio

Fundamento Teórico:

Introducción

Se aplica una tensión desconocida al canal vertical del osciloscopio. Se coloca el

selector de barrido a una frecuencia igual o submúltiplo de la que deseamos medir.

La elección de la escala en el atenuador vertical no es arbitraria sino que

depende de la magnitud de la señal a medir y ya que esta debe estar siempre en el

interior de la pantalla por lo tanto habrá que atenuarla o ampliarla según sea, para

poder medirla con comodidad teniendo en cuenta que cada cuadro de la pantalla valdrá

un determinado valor.

El osciloscopio es un instrumento sensible a la tensión, es decir que constituye

un voltímetro de elevada impedancia.

Circuito Utilizado en la Práctica

Maniobra Operativa:

Se aplica a la entrada vertical del osciloscopio la tensión que deseamos medir.

Luego se visualiza la onda por medio del barrido interno, éste puede ser de igual

frecuencia o submúltiplo, si es de igual frecuencia en la pantalla se visualiza un ciclo

Amplificador

Barrido Interno

V

H+

-

R carga

RI



Pág. 3

1818completo, pero si la frecuencia de barrido es menor que la frecuencia de la señal de

entrada se tiene en la pantalla tantos ciclos como veces sea esta diferencia. Si la

frecuencia de barrido es superior se verán fracciones del ciclo de entrada en la pantalla.

Se estabiliza la imagen mediante el selector de disparo automático (triggering).

Los valores que aquí se pueden medir son: Umax y Upp, es decir el valor máximo y

el valor pico a pico respectivamente. En general siempre se utiliza el valor eficaz de la

tensión, que se puede obtener midiendo el valor de amplitud de la onda y calcularlo por

medio de la siguiente fórmula:

22

2

ppef

ef

UU

UU

=

=

.

.máx.

Valores Obtenidos:

V/div Nº div U [Volt]5 3 1510 1,5 1520 2 4030 1,4 42




Pág. 4

1818


Tener mucha precaución ya que el ensayo se realiza con tensiones que pueden

llegar a 220 V.

Tener presente de realizar correctamente todas las conexiones antes de dar

tensión al circuito.

Aplicaciones

Medir valores máximos y pico a pico de tensión alterna para poder calcular los

valores eficaces de tensión que estén aplicados en un circuito.

Se puede emplear como voltímetro.

Conclusiones

Con esta práctica vemos que en el osciloscopio podemos visualizar señales

continuas como alternas pudiendo en cada caso realizar las mediciones que se deseen.



Pág. 5

1818


Nombre Legajo



Javier Vega 18483-5





Grupo “D” Medición de Resistencia en C.C. Año: 1.998

Pág. 1

1919

Índice:

Objetivo:...................................................................................................... 2


Introducción................................................................................................. 2

Circuito utilizado en la práctica: ................................................................. 2





Aplicaciones: ............................................................................................... 4

Conclusiones: .............................................................................................. 4




Pág. 2

1919

Objetivo:

Medir resistencia en Corriente Continua por medio del Osciloscopio


Introducción



Para medir una resistencia es necesario colocarla en serie con el circuito

recorrido por la corriente conocida.

Esta medición es una medición indirecta ya que tomando el valor de la caída de

tensión, por la Ley de Ohm se calculará el valor de la resistencia.

Circuito utilizado en la práctica:

Maniobra operativa:

El valor de R1 es conocido como así también el de la tensión U aplicada al divisor

de tensión. La corriente que circula por el circuito es I. Se mide con el osciloscopio la

caída de tensión en la resistencia conocida y se calcula el valor de Rx.

11

1111

..

.

U

URR

R

R

U

U

IRU

IRxU xx

xxx =⇒=⇒

==

el valor de Uxno es conocido pero s epuede calcular como:

1UUU x −=

Amplificador

Barrido Interno

V

H



Pág. 3

1919

∆U

como U es dato y U1 lo estamos midiendo con el osciloscopio:

Entonces 1

11 U

UURRx

−=

El circuito se debe alimentar con corriente continua.

Valores obtenidos:

R1 (ohm) U (V) U1 (V) Rx (ohm)20 18,3 2,6 120,7720 19,2 1,66 211,33






conductores.



Pág. 4

1919c) Tratar de colocar los conductores eléctricos de manera tal que sea fácil seguir el

circuito.

d) Controlar que todas las conexiones estén correctamente realizadas antes de


e) Controlar que la corriente no supere cierto valor para no dañar los elementos


Aplicaciones:

Podemos medir la tensión de un circuito por medio del osciloscopio y conociendo

la corriente podremos calcular la resistencia.

Conclusiones:

Se puede observar que mediante el osciloscopio se pueden realizar mediciones

en forma indirecta, es decir, en el osciloscopio medimos directamente tensión

aplicada a una resistencia y mediante ésta podemos calcular dicha resistencia.



Pág. 5

1919


Nombre Legajo



Javier Vega 18483-5





Grupo “D” Medición de Corriente en C.C. Año: 1.998

Pág. 1

2020

Índice:

Objetivo:...................................................................................................... 2


Introducción................................................................................................. 2

Circuito utilizado en la práctica: ................................................................. 2




Aplicaciones: ............................................................................................... 4

Conclusiones: .............................................................................................. 4




Pág. 2

2020Objetivo:

Medir Intensidad de Corriente en Corriente Continua por medio del Osciloscopio


Introducción



Para medir una corriente es necesario colocar una resistencia en serie con el

circuito recorrido por la corriente que se desea medir. Esta resistencia provoca en sus

bornes una caída de tensión que es proporcional a la corriente que la recorre.

Esta medición es una medición indirecta ya que tomando el valor de la caída de

tensión, por la Ley de Ohm se calculará el valor de la intensidad de corriente.

La R que se coloca es mucho menor que la Rcarga ( )acRR arg<<

Circuito utilizado en la práctica:

Amplificador

Barrido Interno

V

H+

-

R carga

RI

Maniobra operativa:

Los pasos a seguir son análogos a los de la medición de tensión en C.C. (debido

que lo que vamos a medir es una tensión).

Luego en la pantalla se verá un trazo, como cuando medimos tensión en C.C.,

que de hecho es la caída de tensión en R.

Una vez efectuada la medida se calcula la corriente por la Ley de Ohm.

=conocida es R

ooscloscopi el en lee se U

R

UI



Pág. 3

2020

∆U

Valores obtenidos:

Esc. V(V/div) UR (mV) R (Ω) Rc (Ω) I (mA)1 5 10 10 0,51 8 10 10 0,81 10 1 10 0,662 15 20 10 0,75






conductores.

c) Realizar el movimiento de la llave de regulación del autotransformador con la mano

derecha, para evitar que el camino seguido por la corriente no sea directo al corazón.

d) Antes de conectar la tensión verificar que el autotransformador no se encuentre en

la posición de 0 volts, porque es posible que en esta posición esté entregando la

máxima tensión (posicionarlo en aprox. 5-10 volts).



Pág. 4

2020e) Tratar de colocar los conductores eléctricos de manera tal que sea fácil seguir el

circuito.

f) Controlar que todas las conexiones estén correctamente realizadas antes de


g) Controlar que la corriente no supere cierto valor para no dañar los elementos


Aplicaciones:

Esta operación puede ser útil cuando se está visualizando una señal ingresada a

un circuito, evidentemente en corriente continua, y no se sabe cuál es el valor de dicha

tensión.

Conclusiones:

Se puede observar que mediante el osciloscopio se pueden realizar mediciones

en forma indirecta, es decir, en el osciloscopio medimos directamente tensión

aplicada a una resistencia y mediante ésta podemos calcular la corriente circulante por

dicho componente.



Pág. 5

2020


Nombre Legajo



Javier Vega 18483-5





Grupo “D” Relevamiento de Curva de Desconexión Año: 1.998

Pág. 1

2121

Índice:

Objetivo ....................................................................................................... 2

Fundamento teórico .................................................................................... 2

CORTOCIRCUITO......................................................................................... 2

SOBRECARGA.............................................................................................. 2

CARCAZA .................................................................................................... 2

BORNES DE CONEXIÓN ............................................................................... 3

BOBINA DE DISPARO MAGNÉTICO ............................................................... 3

BIMETÁLICO ............................................................................................... 3

CÁMARA APAGA CHISPA .............................................................................. 3

REGULADOR DEL DISPARO TÉRMICO........................................................... 3

PALANCA DE ACCIONAMIENTO MANUAL....................................................... 3

FUNCIONAMIENTO ...................................................................................... 4

PRINCIPIO MAGNÉTICO............................................................................... 4

PRINCIPIO TÉRMICO ................................................................................... 4

Circuito utilizado en la práctica .................................................................. 4

Instrumento Utilizado en la Práctica .......................................................... 5

Maniobra operativa ..................................................................................... 6

Características del circuito utilizado........................................................... 6

ANALIZADOR DE RELEVOS........................................................................... 6

TRANSDUCTOR ........................................................................................... 6

INTERRUPTOR TERMOMAGNÉTICO .............................................................. 6

Valores obtenidos........................................................................................ 7

Precauciones a tener en cuenta .................................................................. 7

Aplicaciones................................................................................................. 7

Conclusiones................................................................................................ 8




Pág. 2

2121

Objetivo

Mediante la práctica, relevar la curva de desconexión (tiempo - corriente) de un

interruptor termomagnético.

Fundamento teórico

Dentro de la gama de los interruptores encontramos los automáticos, tales

como: Termomagnéticos, Diferenciales o Disyuntor, Limitadores de corriente,

Interruptores Sentron, Guardamotores, etc.

En particular hablaremos de los interruptores termomagnéticos.

Tienen por finalidad la protección de la instalación y artefactos eléctricos

provocando en forma rápida la interrupción del paso de la corriente, se utilizan en

media y baja tensión, estos pueden ser accionados en forma manual.

Por las características antes mencionadas podemos decir que el interruptor

termomagnético es un fusible moderno, que se puede utilizar muchas veces sin tener la

necesidad que cambiarlo por un largo tiempo, o sea, posee gran vida útil, siendo más

confiable que el anterior.

CORTOCIRCUITO

Es cuando la intensidad de corriente aumenta superando ampliamente la

corriente nominal, en forma casi instantánea.

SOBRECARGA

Es cuando aumenta la corriente nominal de manera leve sin alcanzar las

magnitudes del cortocircuito, produciéndose esta en un tiempo mucho más prolongado.

A continuación nombraremos y describiremos las partes que integran un

interruptor termomagnético como muestra la figura.

CARCAZA

Compuesta por un material aislante, termorrígido adecuado de bajo peso, siendo

este de la familia de los polímeros.



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2121BORNES DE CONEXIÓN

Es del tipo marco para evitar posibles contactos con otras partes, son por lo

general de cobre o aleaciones que poseen buena conductividad de la electricidad.

BOBINA DE DISPARO MAGNÉTICO

Este es el elemento que actúa cuando se produce un cortocircuito, produciendo

el movimiento para accionar el mecanismo de disparo, este es de cobre y su núcleo de

aleación de hierro - carbono.

BIMETÁLICO

Como su nombre lo indica está compuesto de dos metales de diferentes

coeficientes de dilatación, para poder aprovechar el efecto Joule. De esta manera al

aumentar la intensidad de la corriente, aumenta la temperatura en el dispositivo

provocando una deformación, la cual es aprovechada para accionar el mecanismo de

disparo.

CÁMARA APAGA CHISPA

El interruptor está provisto de cámara apaga chispa, que divide, enfría e ioniza el

arco producido en la apertura de los contactos. Este elemento construido en celdas

metálicas, ayuda también a disipar la temperatura generada, elevando así la vida útil de

los mismos.

REGULADOR DEL DISPARO TÉRMICO

Este es un tornillo que ejerce presión sobre el bimetálico y lo desplaza con el

objetivo de reducir el recorrido que debe realizar para activar el mecanismo de disparo.

PALANCA DE ACCIONAMIENTO MANUAL

Hace la conexión y desconexión mediante un mecanismo de disparo rápido con

el cual se trata de evitar la formación del arco eléctrico.



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2121FUNCIONAMIENTO

Este tipo de interruptor funciona como su nombre lo indica a través de principios

térmicos y magnéticos.

PRINCIPIO MAGNÉTICO

El disparo magnético regulado a través del muelle tiene lugar por medio del

inducido, de forma tal que cuando la fuerza de atracción de la bobina es

suficientemente grande, el inducido se desplaza venciendo la resistencia del muelle y

actúa sobre el apoyo del trinquete produciendo el disparo del interruptor. La apertura

del interruptor y la extinción del arco eléctrico se realizan en un tiempo inferior a 20

milisegundos.

Esta alta velocidad de respuesta garantiza la seguridad en las instalaciones a

proteger en caso de cortocircuito.

PRINCIPIO TÉRMICO

El disparo térmico se efectúa a través del bimetal, que es ajustado por medio de

un tornillo de forma que el bimetal, al paso de la corriente se calienta produciéndose un

pandeo, que al llegar a determinados valores actúa sobre el apoyo del trinquete dando

lugar al disparo del interruptor.

Circuito utilizado en la práctica



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2121

Instrumento Utilizado en la Práctica



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2121Maniobra operativa

Una vez realizada la conexión del circuito que se mostró anteriormente, vamos a

mencionar los pasos que se deben seguir para lograr una medición segura y eficaz.

Se oprime la tecla marcha, de esta forma queda alimentado todo el aparato.

Mediante el Variac se le va dando tensión a la entrada del instrumento en forma

pausada, hasta que en el amperímetro del propio instrumento nos indica la intensidad

que deseamos que pase por la llave termomagnética, cuando hemos logrado la

corriente que realmente necesitamos o queríamos, oprimimos el botón Reset indicado

en el instrumento, para que, a partir de este momento el instrumento comience a

contar los segundos hasta que se corte la llave.

Una vez realizados estos pasos, corroboramos los valores que hemos obtenido

con los que nos había proveído el fabricante. Si no tenemos los valores del fabricante se

realizan varias mediciones hasta que podamos relevar una curva, dicha curva será

nuestro diagrama de trabajo.

Se muestra un esquema general del aparato descripto, donde se puede observar

el amperímetro, display, los bornes de alimentación, etc..

Características del circuito utilizado

Los instrumentos utilizados en la práctica se describen a continuación:

ANALIZADOR DE RELEVOS

Modelo PM8, N 11, 1 KVA, 220V, In Fuente= 0 - 100 A, Sobrecarga= 3 In,

Aislación Clase H.

TRANSDUCTOR

Se utiliza para medición del tiempo de desenganche del interruptor.

INTERRUPTOR TERMOMAGNÉTICO

Se utilizaron dos interruptores para la realización de la práctica.

I) Interruptor SIEMENS



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2121 C6 0 , ~ 230 / 440 V

II) Interruptor SERIES NE

C16, ~ 230 / 440 V

Valores obtenidos

Llave de 16A marca Lemac.

Veces la In [A] Intensidad en lallave

Zona de sobrecargao cortocircuito

Tiempo de corte[seg.]

10 160 cortocircuito 1,26 96 sobrecarga 1,73 48 sobrecarga 5,9

Llave de 6A marca SIEMENS.

Veces la In [A] Intensidad en lallave

Zona de sobrecargao cortocircuito

Tiempo de corte[seg.]

8 48 cortocircuito 22 12 sobrecarga 10

Precauciones a tener en cuenta

Controlar que exista buenos contactos y que las conexiones estén en perfectas

condiciones antes de realizar cualquier maniobra.

Verificar los rangos de corriente usados en el instrumento con el de la llave.

Aplicaciones

Las aplicaciones de estos dispositivos es de proteger los conductores y aparatos

que deben ser preservados contra sobrecargas y cortocircuitos, a la vez pueden ser

utilizados como interruptores manuales.

Damos las aplicaciones de una llave termomagnética SIEMENS.

La curva de disparo se la puede dividir en zonas de trabajo, llamadas

característica de disparo, estas son:



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2121Característica “A”

Protección limitada de Semiconductores.

Protección de circuitos de mediación con transformadores

Característica “B”

Protección de conductores.

Uso domiciliario con limitaciones.

Característica “C”

Protección de conductores.

Uso domiciliario sin limitaciones.

Uso industrial con limitaciones.

Característica “D”

Protección de conductores en circuitos de baja tensión (Por ej. 110V)

Uso industrial con fuertes corrientes de inserción.

Conclusiones

La conclusión que se pudo obtener de la práctica realizada, es que se comprobó

mediante un analizador de relevos, el tiempo de desenganche de un interruptor

termomagnético

Otro tema que se pudo comprobar es que mientras la llave esté caliente, el

tiempo de desenganche es menor que el indicado en las curvas dadas por el fabricante,

por esto las mediciones se deben realizar siempre con la llave en frío (temperatura

ambiente), ya que esta es la condición más desfavorable; si se realiza una medición y

se quiere repetir se debe esperar un determinado tiempo para volver a repetirla.

Si tenemos los datos o curvas del fabricante y no nos coincide con los nuestros

se debe cambiar por otra llave de las mismas características. En caso de tener una llave

antigua, se le realiza el ensayo, si nos da valores muy elevados, en cuanto a tiempo,

sacar la llave de servicio y reemplazarla.



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2121


Nombre Legajo



Javier Vega 18483-5




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