Formato para Prácticas de Laboratorio

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1 UNIVESIDAD AUTÓNOMA DE BAJA ALIFONIA FAULTAD DE INGENIEÍA MEXIALI POGAMA EDUATIVO PLAN DE ESTUDIO LAVE DE UNIDAD DE APENDIZAJE NOMBE DE LA UNIDAD DE APENDIZAJE Ingeniero en Electrónica ELETÓNIA DE POTENIA PÁTIA No. 3 LABOATOIO DE NOMBE DE LA PÁTIA ELETÓNIA DE POTENIA IUITO SEIE EN OIENTE ALTENA (.A.) DUAIÓN (HOAS) INTODUIÓN El circuito serie se usa ampliamente en el control analógico de potencia eléctrica con tiristores, ya que es versátil y de bajo costo. Para el control de potencia se utiliza la diferencia de fase que se genera en el capacitor entre su voltaje y corriente. En esta práctica el alumno calculará y construirá un circuito serie y como fuente de alimentación utilizará el voltaje de línea (ca). Al elegir los componentes, poner especial atención en las características físicas de estos, ya que estos se pueden quemar o explotar por una mala elección de los elementos. En el desarrollo de la práctica no hacer cortos circuitos al momento de medir porque puede sufrir una descarga eléctrica o quemar los elementos. 2. OMPETENIA onstruir un circuito serie para medir la fase entre la corriente y el voltaje tanto en la resistencia como en el capacitor a través del uso del DVM y el Osciloscopio con actitud precavida y respetando las reglas de seguridad. 3. FUNDAMENTO En un circuito serie (figura 1.a) la corriente que pasa por la resistencia y el capacitor es la misma. El voltaje de la fuente VS es igual a la suma fasorial del voltaje en la resistencia V y del voltaje en el capacitor Vc (figura 1.b). V Vs V V s = V + V c (suma fasorial). a). Figura 1. ircuito serie. b). Pagina 1 de 1

2 UNIVESIDAD AUTÓNOMA DE BAJA ALIFONIA FAULTAD DE INGENIEÍA MEXIALI En la resistencia, el voltaje y la corriente están en fase (sus valores s y mínimos coinciden en el tiempo). Pero en el capacitor el voltaje y la corriente no están en fase, esto es, en los valores s de voltaje tenemos que la corriente vale cero y cuando la corriente está en su punto (corriente pico), tenemos que el voltaje vale cero. omo el capacitor se opone a cambios bruscos de voltaje, el voltaje en el capacitor se retrasa con respecto a la corriente que pasa por él. El valor de voltaje en el capacitor se presenta 90 después del valor de la corriente. Los 90º equivalen a ¼ de la longitud de onda dada por la frecuencia de la corriente que pasa por el circuito. El voltaje total en el circuito serie, es igual a la suma fasorial del voltaje en la resistencia y del voltaje en el capacitor, con la ayuda del diagrama fasorial o triángulo de voltajes (figura 2); se obtiene la magnitud y fase del voltaje en la resistencia y capacitor, respecto a la fuente de alimentación (V s ). La fase θ del voltaje en la resistencia y la fase θ del voltaje en el capacitor se originan por el adelanto de 90 que existe entre la corriente y el voltaje en el capacitor. I I V V 90 ϴ ϴ ϴ ϴ V V VS VS V a). b). c). Figura 2. Diagrama de fasores del circuito. a) del capacitor corriente del capacitor, b) del capacitor, voltaje de la resistencia y fuente de alimentación y c) Triangulo de fasores. De los diagramas de la figura 2, se obtiene: - En un capacitor la corriente adelanta al voltaje en En una resistencia la corriente y el voltaje están en fase. - La magnitud del voltaje de V S = V 2 + V 2 - La fase del voltaje en la resistencia es θ = tan 1 ( V V ), con referencia a V s. - La fase del voltaje en el capacitor es θ = tan 1 ( V V ), con referencia a V s. El conjunto resistor-capacitor tienen una impedancia Z, que es la suma vectorial (no una suma algebraica) del valor de la resistencia y de la reactancia del capacitor (figura 3); la unidad de la impedancia es el Ohm. La impedancia Z se obtiene dividiendo directamente VS e I y el ángulo (θ Z ) de Z se obtiene restando el ángulo de I del ángulo VS. ϴZ Z X = 1 2πf Figura 3. Diagrama vectorial de impedancias. Pagina 1 de 2

3 UNIVESIDAD AUTÓNOMA DE BAJA ALIFONIA FAULTAD DE INGENIEÍA MEXIALI Z θ = V S θ S I θ i = V S I (θ S θ i ) donde - V S es la magnitud del voltaje total de la resistencia y capacitor. - θ S es la fase del voltaje total de la resistencia y capacitor. - I es la magnitud de la corriente total. - θ i es la fase de la corriente. 4. POEDIMIENTO (DESIPIÓN). A) EQUIPO NEESAIO MATEIAL DE APOYO - Multímetro digital (DVM). - Osciloscopio. - esistencias. - apacitores. B) DESAOLLO DE LA PÁTIA 4.1 Diseñe un circuito serie, donde el voltaje en el capacitor es el que el maestro le indique onstruya el circuito y llene la tabla siguiente Tomando como referencia la señal de la fuente V s, calcular y medir la fase del voltaje en la resistencia y capacitor. V V Fase calculada Fase medida Segundos Grados Segundos Grados Pagina 1 de 3

4 UNIVESIDAD AUTÓNOMA DE BAJA ALIFONIA FAULTAD DE INGENIEÍA MEXIALI 4.2 Diseñe un circuito serie, donde la fase del voltaje en la resistencia es la que el maestro le indique Armar el circuito y teniendo como referencia la señal de la fuente V S, medir la fase del voltaje en la resistencia y capacitor; llene la tabla siguiente. V V Fase calculada Fase medida Segundos Grados Segundos Grados En el circuito mida los voltajes, corriente y llene la tabla siguiente. 4.3 Diseñe un circuito serie, donde la fase del voltaje del capacitor tenga una variación de 0 a onstruido el circuito realice las mediciones necesarias y llene las siguientes tablas: V V Fase mínima Fase Fase mínima medida Fase medida calculada calculada Segundos Grados Segundos Grados Segundos Grados Segundos Grados En el circuito serie construido de fase variable, ajuste a la fase mínima en el voltaje del capacitor y realice las mediciones necesarias para llenar las siguientes tablas: Fase mínima medida en el capacitor: Pagina 1 de 4

5 UNIVESIDAD AUTÓNOMA DE BAJA ALIFONIA FAULTAD DE INGENIEÍA MEXIALI En el circuito serie construido de fase variable, ajuste el voltaje del capacitor a la fase, realice las mediciones necesarias y llene las siguientes tablas: Fase medida en el capacitor: Formuló evisó Autorizó D.I. Maximiliano Vera Pérez M.. ubén Muñoz Lujan Ing. Fernando González Ortega M.. Guadalupe Gastelum N. Nombre y Firma del Maestro. M.. Marlenne Angulo Bernal. Nombre y Firma del esponsable del Programa Educativo. Dr. David I. osas Almeida. Nombre y Firma del Director / epresentante de la Dirección. Pagina 1 de 5