Labora 2 Final CIRCUITOS ELECTRICOS 2 UNAC

 

 

FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA  ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA L BOR TORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II

TEMA:

MEDIDA MEDIDA DE LA POT POTENCIA ENCIA POR EL METODO DE DE LOS L OS 3

AMPERIMETROS

SECCION: 90-G INTEGRANTES:  

Barzola Yaringaño, Laura

1623125701 1623125701

 

Santiago Valerio, Marco

1623125692 1623125692

PROFESOR: Solís Farfán Roberto  FECHA DE REALIZACIÓN: 22/04/2019

2019 CALLAO - LIMA

 

 

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

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I.

. LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II  

Objetivos:

1)  Determinar experimentalmente la condición necesaria para hallar la Máxima Transferencia de Potencia de un circuito eléctrico. 2)  Determinar el valor de la resistencia en la que el circuito alcanza su máxima potencia. 3)  Conocer los fundamentos básicos de este teorema, así como analizar la gráfica de la máxima  potencia y sus efectos efectos en el circuito. 4)  Analizar el comportamiento de un circuito AC mediante la aplicación del principio de la Máxima Transferencia Transfere ncia de Potencia. 5)  Cabe resaltar que el objetivo más relevante del informe no es dar a conocer la explicación de la transferencia de máxima potencia en circuitos, sino su aplicación en circuitos reales construidos  por nosotros mismos. Hemos Hemos buscado demostrar la veracidad de este teorema con equivalencias, tablas tabuladas y graficas en los l os circuitos trabajados. Así pues, enfocamos nuestro análisis en los cálculos numéricos que nos llevaran a inferir el error relativo que se produce con referencia a los valores teóricos.

II.

Introducción:

Se ha definido la  la potencia   potencia como la  la velocidad  de de   producción  producción de  de trabajo trabajo.. Eléctricamente, la unidad de  potencia es el vatio o watt "W". "W". La relación de depe dependencia ndencia entre la potencia de c.c. "W" en en una resistencia  resistencia "R", la tensión "E" entre los extremos de "R", y la corriente "I" en "R" viene dada por la siguiente ecuación:

El teorema de máxima transferencia transferencia de potencia fue originalmente malinterpretado (notablemente por Joule) para sugerir que un  un  sistema sistema  que consiste de un  un motor  eléctrico comandado por una batería no  podría superar el 50% de  de eficiencia eficiencia   pues, pues, cuando las imped impedancias ancias estuviese estuviesen n adaptadas, la potencia  perdida como  como calor  en la batería sería siempre igual a la potencia entregada al motor. En 1880, Edison (o su colega Francis Robbins Upton)  Upton) muestra  muestra que esta suposición es falsa, al darse cuenta que la máxima eficiencia no es lo mismo que transfere tran sferencia ncia de máxima potencia. Para alcanzar la máxima eficiencia, la resistencia de la fuente (sea una batería o un dínamo) debería hacerse lo más pequeña posible. Bajo la  la luz  luz de este nuevo  nuevo concepto concepto,, obtuvieron una eficiencia cercana al 90% y probaron que el motor eléctrico era una alternativa práctica al motor térmico.

Máxima transferencia de potencia: Podemos enunciar la ley que rige la Máxima Transferencia de Potencia a una carga en un circuito de c.a.: transfiere la máxima potencia a una carga cuando la resistencia de ésta es "Un generador igual a la resistencia interna del generador." Puesto que cualquier  red  de c.a., terminada en una resistencia de carga RL puede ser transformada en un circuito equivalente constituido por un generador Thévenin VTH, con una resistencia interna RTH que alimenta la resistencia de carga RL. La ley de máxima transferencia de potencia se puede generalizar como sigue: "Cuando una red de c.a. está terminada por una resistencia de carga igual a sus resistencias  de Thévenin, se desarrolla desarrolla la máxima potencia en la resistencia resistencia de carga."

 

  :  = 

 

 

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. LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II  

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III.

Instrumentos:

Multímetro Digital clase 0.3: Marca: Sanwa.  Sistema de visualización: Digital. Tipo: Portátil Voltaje DC: 400m/4/40/400/1000V * Voltaje AC: 4/40/400/600V * Corriente DC: 40m/400mA 40 m/400mA * Corriente AC: 40m/400mA * Resistenci R esistencia: a: 400/4k/40k/400k/4M/40MΩ 400/4k/40k/400k/4M/40MΩ   * Capacitancia: 500n/5μ/50μ/500μ/3000Μf  

Pinza Amperimétrica: 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.1 Marca: Prasek AC Corriente: 2A/20A/200A/400A AC Voltaje: 2V/20V/200V/600V 2V/20V/200V/600V DC Voltaje: 200mV/2V/20V/200V/600V 200mV/2V/20V/200V/600V Resistencia: Resistenci a: 200Ω/2KΩ/20KΩ/200KΩ/2MΩ/20MΩ 200Ω/2KΩ/20KΩ/200KΩ/2MΩ/20MΩ  

Capacitor: Este capacitor capacitor suele llevar aceite como “dieléctrico” entre sus placas. Para el armado de nuestro de nuestro circuito se usó un capacitor, cuyos parámetros se deduce están calculados trabajando a una frecuencia de 50/60 Hz, y en donde la reactancia capacitiva es de , y una capacitancia es de .

 = 82. 82.63 Ω

 = 32.1.100 

Reóstato: Es una resistencia variable, gracias a esto regula la corriente del circuito del que es parte. Se  puede variar el el valor resistivo gracias gracias a una especie especie de pestaña pestaña a la que tenemos que deslizar. deslizar. se  puede realizar realizar de dos maneras maneras equivalentes: equivalentes: La primera primera conectando conectando el cursor d dee la resistencia resistencia variable a la carga con uno de los extremos al terminal de la fuente; la segunda, conectando el cursor a uno de los extremos de la resistencia variable y a la carga y el otro a un borne de la fuente de energía eléctrica.

Vatímetro Analógico clase 0.5 : 

Características   Rango de frecuencia: CC, 25 Hz a 1000 Hz   Efectivo para la medición de potencia de carga de factor de potencia bajo .

Clase

JIS C 1102: 1997 Class 0.5

Tensión nominal (Potencia consumida aproximada)

120/240V (1.2/2.4 VA)

Corriente nominal (potencia consumida aproximada)

0.2/1 A (0.66/0.56VA)

Factor de potencia nominal

1.0

 

 

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IV.

 

. LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II  

Procedimiento:

PROCEDIMIEMTO TEÓRICO:

Primeramente, resolvemos el problema del circuito para hallar la potencia en la impedancia Zc, relacionando los tres amperímetros.

  Armando el circuito mostrado (FIG 1)  

Suponiendo que el voltaje de entrada está en fase de 0º, entonces procedemos a hacer el diagrama fasorial de corrientes para dicho circuito:

Tenemos en cuenta los siguientes datos:

=−    

Potencia activa =

=VIcos∅

Del diagrama fasorial:

 

 

 

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 =      cos∅   −  −   =  − −   =   

 

 

 

Por lo tanto obtenemos la ecuación para la potencia pot encia disipada en la impedancia Zc

 −  −    =     

 = [ºº]]

 =

√ (′′+ )  (′+ )  [∅]

 

 = [0º]

 

 

Procedemos a resolver la ecuac ecuacion ion y tomamos los datos correspondientes teniendo en cuenta los siguientes datos.  

=− .   = [−.ºº]] =  DATOS TEORICOS: V





15.07v

0.235

 

0.162

0.342

  1.65

25.08v

0.391

 

0.269

0.568

  4.52

30.45v

0.475

 

0.327

0.691

  6.73

(A)

[62.09] [62.09] [62.09]

(A)

 =    [37.03] [37.39] [37.388]]  

P(W)

 

 

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DIAGRAMA FASORIAL: 1. Para una V entrada = 15 15.07v, .07v, R = 30 Ω  y Xc = 56.64 tenemos tenemos::

 =0.235  =0.342  =0.342

62.09º 37.03º 0º

   =   2. Para un una a V entrada = 25.08 25.08v, v, R = 30 Ω y Xc = 56.64 tenemos:

 =0.391  =0.269  =0.568

62.09º 37.03º 0º

   =   3. Para un una a V entrada = 30.45 30.45v, v, R = 30 Ω y Xc = 56.64 tenem tenemos: os:  

 =0.475  =0.327  =0.691

62.09º 37.03º 0º

 

 

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   =    

PROCEDIMIEMTO EXPERIMENTAL:

  Procedemos a armar el circuito, de la figura, haciendo uso del vatimetro:

  Al realizar las mediciones correspondientes, tomamos los valores medidos y lo

ordenamos en la siguiente tabla.

 

 

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DATOS EXPERIMENTAL EXPERIMENTALES: ES: Ventrada



15.07v

0.225

0.1

0.33A

1.5

25.08v

0.38

0.27

0.56A

4

30.45v

0.46

0.32

0.68A

6

I.



(A)

(A)

 =   

 

P(W)

Tabla de errores :

Usando la siguiente ecuación para calcular el porcentaje de error de los datos obtenidos.

Para

 −    %=   

 :

Ventrada 



15.07v

0.235A

0.225A

2.55%

25.08v

0.391A

0.38A

2.81%

30.45v

0.475A

0.46A

3.15%

Ventrada 





E( )

15.07v

0.162A

0.1A

38.27%

25.08v

0.269A

0.27A

-0.37%

30.45v

0.327A

0.32A

2.14%

Para

Teórico



Experimental

E( )

 : Teórico

Experimental

 

 

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Para

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 :

Ventrada 

15.07v

Teórico 0.32A

Experimental 0.33A

E( ) -3.25%

25.08v

0.568A

0.56A

1.40%

30.45v

0.691A

0.68A

1.59%

Para P :

Ventrada 

15.07v



Teórico

1.65



Experimental

E( )

1.5

9.0%

25.08v

4.52

4

11.5%

30.45v

6.73

6

10.84%

 

 

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V.

. LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II  

Conclusiones:

1)  La potencia máxima transferida según lo que obtuvimos de las mediciones con el vatímetro, es de 6 vatios, cuando el voltaje de entrada 30.45v 2)  La potencia máxima transferida teórica es de 6.73 vatios. 3)  Para poder alcanzar la máxima eficiencia, la resistencia de la fuente (sea una  batería o un  un dínamo) dínamo ) debería hacerse lo más pequeña posible.  4)  Potencia transferida en función de la adaptación. Solo se tiene en cuenta la parte resistiva. Se supone que las reactancias están compensadas. 5)  Para tener eficiencia máxima, la resistencia de la carga debe ser infinitamente más grande que la resistencia del generador. Por supuesto en ese caso la potencia transferida tiende a cero.

VI.

Recomendaciones:

1)  Se recomienda que al momento de hacer las mediciones con el multímetro entre los  bornes de la rama del del reóstato, reóstato, se haga de la manare manare más delicada delicada posible, ósea no mover mover las resistencias, y así poder obtener un valor fijo y no fluctuante, y poder minimizar el error de medición en el laboratorio. 2)  Se recomienda también, que, al momento de calibrar el reóstato, se trate de hacerlo muy  próximos o cercanos entre sí, para así poder obtener un valor más exacto de resistencia de carga (RL). 3)  Por último, se recomienda que, al momento de calibrar la fuente de tensión, se haga en valores bajos para que en un momento de descuido, uno no se lleve un susto.  

VII.

BIBLIOGRAFIA:

Enlaces de páginas web: https://www.monografias.com/trabajos81/maxima-transferencia-potencia/maximatransferencia-potencia2.shtml   transferencia-potencia2.shtml https://es.wikipedia.org/wiki/Teorema_de_máxima_potencia  https://es.wikipedia.org/wiki/Teorema_de_máxima_potencia 

Libros de Consulta: Boylestad Robert L. Análisis introductorio de circuitos. Fundamentos de circuitos eléctricos- Matthew N.O.Sadiku.. McGRAWHILL/INTERAMERICANA EDITORES, S.A.