LABORATORIO N 03

MEDIDAS DE VALORES MEDIOS Y EFICACES

I. OBJETIVOS:

Analizar y verificar experimentalmente los valores medios y eficaces en un circuito con rectificador de media onda y onda completa.

II. FUNDAMENTO TEORICO

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

III.En cambio, durante medio periodo, el valor medio es

IV.    siendo V0 el valor máximo.

V.VALOR EFICAZ

Se llama valor eficaz de una corriente alterna, al valor que tendría una corriente continua que produjera la misma potencia que dicha corriente alterna, al aplicarla sobre una misma resistencia.Es decir, se conoce el valor máximo de una corriente alterna (I0).Se aplica ésta sobre una cierta resistencia y se mide la potencia producida sobre ella.A continuación, se busca un valor de corriente continua que produzca la misma potencia sobre esa misma resistencia. A este último valor, se le llama valor eficaz de la primera corriente (la alterna).Para una señal sinusoidal, el valor eficaz de la tensión es: 

VI. y del mismo modo para la corriente 

VII. la potencia eficaz resultará ser:

VIII. Es decir que es la mitad de la potencia máxima (o potencia de pico)La tensión o la potencia eficaz, se nombran muchas veces por las letras RMS. O sea, el decir 10 VRMS ó 15 WRMS significarán 10 voltios eficaces ó 15 vatios eficaces, respectivamente.

IX. MATERIALES , EQUIPOS E INSTRUMENTOS

Un panel de pruebas

Los tableros de electricidad en el taller son una herramienta casi indispensable, muchas veces queremos probar algún artefacto eléctrico que nos han regalado o hemos traído de la chatarra o queremos reparar y nos entra la duda si conectarlo a la línea o no y más de una vez hemos hecho volar los fusibles, este sencillo tablero nos proporciona la herramienta justa para realizar esas verificaciones.

Pinza amperimetrica

La pinza amperimétrica es un tipo especial de amperímetro que permite obviar el

inconveniente de tener que abrir el circuito en el que se quiere medir la corriente

para colocar un amperímetro clásico.

El funcionamiento de la pinza se basa en la medida indirecta de la corriente

circulante por un conductor a partir del campo magnético o de los campos que

dicha circulación de corriente que genera. Recibe el nombre de pinza porque

consta de un sensor, en forma de pinza, que se abre y abraza el cable cuya

corriente queremos medir.

Este método evita abrir el circuito para efectuar la medida, así como las caídas de

tensión que podría producir un instrumento clásico. Por otra parte, es sumamente

seguro para el operario que realiza la medición, por cuanto no es necesario un

contacto eléctrico con el circuito bajo medida ya que, en el caso de cables

aislados, ni siquiera es necesario levantar el aislante.

Autotransformador

Un autotransformador es una máquina eléctrica, de construcción y características similares a las de un transformador, pero que a diferencia de éste, sólo posee un único devanado alrededor de un núcleo ferromagnético. Dicho devanado debe tener al menos tres puntos de conexión eléctrica; la fuente de tensión y la carga se conectan a dos de las tomas, mientras que una toma (la del extremo del devanado) es una conexión común a ambos circuitos eléctricos (fuente y carga). Cada toma

corresponde a una tensión diferente de la fuente (o de la carga, dependiendo del caso).

MULTITESTER DIGITAL

Un multímetro, también denominado polímetro, o tester, es un instrumento eléctrico portátil para medir directamente magnitudes eléctricas activas como corrientes y potenciales (tensiones) o/y pasivas como resistencias, capacidades y otras.Las medidas pueden realizarse para corriente continua o alterna y en varios márgenes de medida cada una. Los hay analógicos y posteriormente se han introducido los digitales cuya función es la misma (con alguna variante añadida).

RESISTENCIA DE CERAMICA

UN AMPERIMETRO ANALOGICA DE C.C.

UN AMPERIMETRO ANALOGICA DE C.A.

X. PROCEDIMIENTO:

01. Armar el circuito de la figura #01

02. Conectar entre los bornes A1 el amperímetro analógico de C.A y entre los bornes A2 el amperímetro de analógico de C.C

03. Con los valores de la resistencia y el valor máximo de la tensión determinar el valor de la corriente en el circuito.

04. Variar los valores de la resistencia, tener cuidado de no sobrecalentar los resistores R1 y R2

05. Para cada juego de resistores, tomar la lectura de los amperímetros tanto a la entrada, R1, como la salida del circuito R2. Tomar un juego de 05 valores.

06. Utilizar cualquier simulador virtual, dibujar el circuito anterior y en lugar de un generador de onda sinusoidal utilizar el generador de señales en la función triangular.

07. Repetir el paso 5, tomar un juego de 15 valores.

08. Repetir los pasos anteriores para el siguiente circuito.

XI. CUESTIONARIO:

01. Explique el principio de funcionamiento del amperímetro de C.C. y del amperímetro A.C. empleados en la práctica.

Amperímetros magnetoeléctricos

Para medir la corriente que circula por un circuito se tiene que conectar el amperímetro en serie con la fuente de alimentación y con el receptor de corriente. Así, toda la corriente que circula entre esos dos puntos va a pasar antes por el amperímetro. Estos aparatos tienen una bobina móvil que está fabricada con un hilo muy fino (aproximadamente 0,05 mm de diámetro) y cuyas espiras, por donde va a pasar la corriente que se quiere medir, tienen un tamaño muy reducido. Por todo esto, se puede decir que la intensidad de corriente, que va a poder medir un amperímetro cuyo sistema de medida sea magnetoeléctrico, va a estar limitada por las características físicas de los elementos que componen dicho aparato. El valor límite de lo que se puede medir sin temor a introducir errores va a ser alrededor de los 100 miliamperios, luego la escala de medida que se va a usar no puede ser de amperios sino que debe tratarse de miliamperios. Para aumentar la escala de valores que se puede medir, se puede colocar resistencias en derivación, pudiendo llegar a medir amperios (aproximadamente hasta 300 amperios). Las resistencias

en derivación pueden venir conectadas directamente en el interior del aparato o se pueden conectar externamente.

Amperímetros electromagnéticos

Están constituidos por una bobina que tiene pocas espiras pero de gran sección. La potencia que requieren estos aparatos para producir una desviación máxima es de unos 2 vatios. Para que pueda absorberse esta potencia es necesario que sobre los extremos de la bobina haya una caída de tensión suficiente, cuyo valor va a depender del alcance que tenga el amperímetro. El rango de valores que abarca este tipo de amperímetros va desde los 0,5 A a los 300 A. Aquí no se pueden usar resistencias en derivación ya que producirían un calentamiento que conllevaría errores en la medida. Se puede medir con ellos tanto la corriente continua como la alterna. Siendo solo válidas las medidas de corriente alterna para frecuencias inferiores a 500 Hz. También se pueden agregar amperímetros de otras medidas eficientes.

Amperímetros electrodinámicos

Los amperímetros con sistema de medida "electrodinámico" están constituidos por dos bobinas, una fija y una móvil.

Amperímetros digitales

Estos amperímetros utilizan una resistencia de derivación y un convertidor analógico-digital (ADC)1

02. Describa el funcionamiento de un amperímetro de hierro móvil

Los de hierro móvil constan de una bobina, en el interior de la cual está situada una pequeña pieza de hierro, de la que tira un resorte. Según la intensidad de la corriente, la fuerza inducida por el magnetismo de la bobina en el hierro, se sitúa en un punto en el que se iguala con la del resorte, y ésta posición se transmite a la aguja. Sirve tanto para corriente continua como alterna, y se les distingue porque la marcación es proporcional al cuadrado de la corriente, lo que hace que la escala esté más comprimida a los valores bajos que a los altos. 

04. Determinar la relación que existe entre los valores obtenido por los dos amperímetros analógicos.

TABLAS DE DATOS CIRCUITO 01

N1 1 2 3 4 5 6 7 8 9A1 14 µA 59µA 38µA 70µA 80µA 90µA 105µA 120µA 150µAA2 10µA 50µA 30µA 60µA 70µA 80µA 90µA 100µA 110µA

TABLAS DE DATOS CIRCUITO 02

N1 1 2 3 4 5 6 7 8 9A1 12µA 36µA 56µA 68µA 80µA 90µA 100µA 115µA 125µAA2 10µA 50µA 30µA 60µA 70µA 80µA 90µA 100µA 110µA

05. Determine la relación que existe en el paso.

06. Determinar el valor eficaz de la forma de ondas del paso 6, compárelo con el producto Icc R2, Iac R1.

07. Compare los valores encontrados entre el primer circuito y el segundo explique las divergencias.

XII. ANEXOS:

TABLAS DE DATOS CIRCUITO 01

N1 1 2 3 4 5 6 7 8 9A1 14 µA 59µA 38µA 70µA 80µA 90µA 105µA 120µA 150µAA2 10µA 50µA 30µA 60µA 70µA 80µA 90µA 100µA 110µA

TABLAS DE DATOS CIRCUITO 02

N1 1 2 3 4 5 6 7 8 9A1 12µA 36µA 56µA 68µA 80µA 90µA 100µA 115µA 125µAA2 10µA 50µA 30µA 60µA 70µA 80µA 90µA 100µA 110µA

XIII. CONCLUSIONES:

La corriente rectificada por un diodo ya puede ser medido como corriente continua pulsante.

Si la resistencia es baja al aumentar la corriente esta tiende a recalentar. la corriente rectificada por un circuito rectificador es más constante que el de

media onda que produce el diodo rectificador. La corriente alterna que entra al circuito varia poco con respecto a la corriente

rectificada. En una resistencia pura la intensidad de corriente y el voltaje están en fase. Podemos filtrar la corriente con un circuito rectificador y unos condensadores

para convertirla en continua.

XIV. RECOMENDACIONES:

Si se va a medir una corriente elevada se debe utilizar una resistencia alta. Cada vez que volvamos a medirse debe verificar que la aguja del instrumento

este en cero. Tener cuidado con los rangos que soportan los instrumentos de medición Conectar adecuadamente y en orden los materiales en el panel de pruebas. Usar diodos que soporten la cantidad de corriente adecuada para las pruebas.

XV. BIBLIOGRAFIA y LINKOGRAFIA :

GIANCOLI, C DOUGLASFISICA. Principios con aplicaciones. Sexta ediciónPEARSON EDUCACION, México, 2006

WIKIPEDIA.ORG

https://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_el%C3%A9ctricahttp://www.uco.es/grupos/giie/cirweb/teoria/tema_01/tema_01_06.pdf

UNIVERSIDAD NACIONAL

PEDRO RUIZ GALLO

FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA

ALUMNO: HUANILO ROJAS DAVID ALEXANDER

CODIGO: 120261G

LIC. GUTIERREZ ATOCHE SERAFIN

LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II

2015