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• Johan Meneses

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2. Explique el principio de funcionamiento del Puente de Wheatstone. Para determinar el valor de una resistencia eléctrica bastaría con colocar entre sus extremos una diferencia de potencial (V) y medir la intensidad que pasa por ella (I), pues de acuerdo con la ley de Ohm, R=V/I. Sin embargo, a menudo la resistencia de un conductor no se mantiene constante -variando, por ejemplo, con la temperatura y su medida precisa no es tan fácil. Evidentemente, la sensibilidad del puente de Wheatstone depende de los elementos que lo componen, pero es fácil que permita apreciar valores de resistencias con décimas de ohmio.

3. Explique el procedimiento correcto para la medición de una resistencia, con el instrumento Puente de Wheatstone. Dibuje el esquema de conexión. Cuando el puente se encuentra en equilibrio: R1 = R2 y Rx = R3 de donde R1 / Rx = R2 / R3. En este caso la diferencia de potencial (la tensión) es de cero "0" voltios entre los puntos A y B, donde se ha colocado un amperímetro, que muestra que no pasa corriente entre los puntos A y B (0 amperios). Cuando Rx = R3, VAB = 0 voltios y la corriente = 0 amperios. Si no se conoce el valor de Rx, se debe equilibrar el puente variando el valor de R3. Cuando se haya conseguido el equilibrio, Rx será igual a R3 (Rx = R3). R3 debe ser una resistencia variable con una carátula o medio para obtener valores muy precisos.

Figura 1

4. Explique el procedimiento correcto para la medición de una resistencia, con el instrumento ohmimetro. Dibuje el esquema de conexión. Si no se conoce el valor de Rx, se debe equilibrar el puente variando el valor de R3. Cuando se haya conseguido el equilibrio, Rx será igual a R3 (Rx = R3). R3 debe ser una resistencia variable con una carátula o medio para obtener valores muy precisos.

Figura2 5. ¿Qué otros tipos de Puentes de medición existen de corriente continua? EXPLIQUE CADA UNO. A) Puente de Thompson (Kelvin) El puente Kelvin es una modificación del puente Wheatstone y proporciona un incremento en la exactitud de las resistencias de valor por debajo de 1. En la figura 3 se muestra el circuito de puente de hilo, representado por la resistencia Ry. Ry representa la resistencia del alambre de conexión de R3 a Rx. Si se conecta el galvanómetro en el punto m, Ry se suma a Rx, resultando una indicación por arriba de Rx. Cuando se conecta en el punto n, Ry se suma a la rama de R3, ya que R3 indicará más de lo real. Si el galvanómetro se conecta en el punto p, de tal forma que la razón de la resistencia de n a p y de m a p iguale la razón de los resistores R1 y R2.

6. ¿Qué otros tipos de Puentes de medición existen de corriente alterna? EXPLIQUE CADA UNO. A) Puente de Maxwell Este puente de C.A se utiliza para medir una inductancia desconocida en términos de una capacitancia conocida. Una de las ramas de relación tiene la resistencia y una capacitancia en paralelo; ahora se puede probar que es más fácil escribir las ecuaciones de balance usando la admitancia de la rama 1 en vez de su impedancia. El reajuste de la ecuación general para el equilibrio del puente, también se puede expresar de la siguiente forma: B) Puentes de Hay Como primera característica de este punto, se puede mencionar su utilización para la medición de inductancias. El puente Hay difiere del de Maxwell porque tiene una resistencia R1 en serie con el capacitor patrón C1 y no en paralelo. Es evidente que para ángulos de fase grandes, R1 debe tener un valor muy bajo; por consiguiente, el puente Hay es más conveniente para mediciones de bobinas de Q alto. Las ecuaciones de equilibrio se derivan de la sustitución de los valores de las impedancias de las ramas del puenteen la ecuación general para el equilibrio del puente. C) Puente de Shering Este puente se utiliza para medir capacitancias, permitiendo además la medición de algunas propiedades de aislamiento. El capacitor C3 sirve como referencia para la medición de Cx. Si se utiliza un capacitor de mica de alta calidad se pueden realizar mediciones de capacitancias, pero si se utiliza un capacitor de aire se pueden realizar mediciones de las caracteristicas de aislamiento de los capacitores. El circuito de un puente de Schering básico es el siguiente: 7. ¿Por qué es necesario utilizar una fuente externa cuando los valores a medir son superiores a 10KΩ?

Es necesario utilizar una fuente externa porque la batería interna del instrumento (en este caso Ohmímetro) es muy pequeña, no resistiría ya que la resistencia a medir va hacer elevada y el voltaje es mayor.

8. ¿Qué instrumentos nos permiten conocer le valor de las resistencias?

Medir resistencias, seleccionando el método e instrumento adecuado de acuerdo al valor de las mismas. Se consideran básicamente tres instrumentos que responden a 3 métodos distintos de medida, adecuados a valores grandes medianos o pequeños de resistencia. Los instrumentos son: Megometro, instrumento que sirve para medir grandes resistencias Puente de wheatstone, sirve para medir resistencias medianas o chicas Miliohmimetro, sirve para medir resistencias pequeñas Existen otros instrumentos que sirven para medir resistencias, tales como, otros tipos de puentes (de hilo, de Thompson etc.)

I.

CUESTIONARIO 1

¿Qué es resistencia de aislamiento? La resistencia de aislamiento es la resistencia en ohmios en líneas, cables e instalaciones eléctricas. Reviste una gran importancia en la protección de personas contra descargas eléctricas y la prevención de daños materiales por corrientes de derivación. Con las mediciones de las resistencias de aislamiento se comprueba y evalúa el estado del aislamiento (conductores y carcasas)

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Explique el procedimiento para la medición de la resistencia de aislamiento en forma general

    

La temperatura de los devanados y del líquido aislante deben estar cercanos a 20° C. Todos los devanados deben estar inmersos en el mismo líquido aislante. Todos los devanados deben de estar cortocircuitados. Todas las boquillas del transformador deben estar en su lugar. Todas las terminales que no se consideran en la prueba así como la carcaza y el tanque deberán conectarse a tierra mientras se aplique el voltaje de prueba. Deben seguirse las indicaciones de cada instrumento de medición dependiendo del que se trate teniéndose como mínimas las siguientes:



Las pruebas de resistencia de aislamiento deberán realizarse con los circuitos de igual voltaje conectados entre sí y los circuitos de diferente voltaje deberán ser probados por separado, por ejemplo:    

Alta tensión vs. Baja tensión Alta tensión vs. Tierra Baja tensión vs. Tierra Neutro vs. Tierra (En el caso de que el neutro no esté conectado directamente a tierra)

Esta prueba se realiza con la finalidad de incrementar la exactitud del estado de prueba de los aislamientos de un transformador, y en el caso de que no sea suficiente con la prueba de resistencia de aislamiento, se recomienda la PRUEBA DE INDICE DE POLARIZACION y PRUEBA DE INDICE DE ABSORCION

La prueba debe ser interrumpida inmediatamente si la lectura de la corriente comienza a incrementarse sin estabilizarse. Podrían presentarse descargas parciales durante las pruebas de resistencia de aislamiento que puedan causar al transformador bajo prueba y también arrojar resultados erróneos en los valores de las lecturas de medición, para este caso se deberá hacer una pausa y continuar posteriormente con la prueba. Después de que la prueba haya sido completada se deberán aterrizar por un periodo de tiempo suficiente para liberar cualquier carga que haya quedado atrapada.

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¿Cómo se puede saber en qué condiciones está el aislamiento si la instalación está en funcionamiento? Se debe tomar en cuenta las pruebas de resistencia teniendo en cuenta el una medida periódica también el proceso degenerativo de un aislante será de acuerdo a las gráficas mostradas y esto llevara a que el responsable tome medidas para prevenir un riesgo eléctrico.

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¿En qué consiste la prueba de índice de polarización? La polarización es la capacidad de los dipolos (cargas iguales y opuestas, separadas por una distancia) de un material para alinearse en presencia de un campo eléctrico. Mientras los dipolos se alinean, se crea una corriente de absorción que disminuye con el tiempo. Inicialmente, la corriente de absorción es intensa, pero disminuye mientras quedan menos y menos dipolos por alinearse con el campo aplicado. Así, una medición IR que se tome después de 1 segundo produciría una resistencia menos intensa que una medición IR que se tome después de, digamos, 60 segundos. De hecho, los tiempos de prueba más comunes son una prueba de 10 minutos, dividida en pruebas de 1 minuto. El resultado de la relación de las mediciones de prueba se conoce como el índice de polarización.

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¿Cuál es el principio de funcionamiento de un megometro? El funcionamiento es a base de una tensión q se genera a partir del instrumento para circular una corriente en el aislante esta tensión debe de estar en el rango de seguridad del aislante y la medición mostrara la resistencia del aislante este es un valor no fijo ya que este valor es degenerativo con el paso del tiempo este variara debido a golpes o degaste. ¿En qué consiste la prueba puntual de aislamiento “Spot” y porque es importante realizarla? Esta prueba, conocida también como “prueba de aislamiento spot”, es la prueba de resistencia de aislamiento más simple, durante esta el voltaje salida del aparato probado se eleva hasta el valor deseado y a un tiempo determinado se toma lectura de resistencias de aislamiento. Los niveles de voltajes de prueba recomendados se dan en la tabla siguiente:

La prueba de spot se usa cuando se desea obtener una evaluación rápida de referencia de condiciones de un motor, las lecturas se debe tomar:   7

Entre cada fase del motor y tierra. Entre las fases unidas temporal mente contra tierra.

¿Qué se debe hacer después de la medición de la resistencia de aislamiento con el equipo medido? Explique con detalle. El procedimiento al cual fue sometido el equipo es de tensión y corriente lo cual se debe proceder a descargar el equipo este actua como una carga y esto puede ocasionar

accidentes si no se procede a una descarga apropiada además de ello se debe de dejar el equipo por un periodo de descanso en algunos casos el tiempo llega las horas

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¿En qué condiciones se encuentra el nivel de aislamiento del transformador probado? ¿su aislamiento es el correcto para su buen funcionamiento? Explique. El aislamiento de un transformador es el ideal si este no llega a la sobre excitación es decir no se excede al rango de trabajo de el mismo el transformador usado para la medición no excedió el nivel de temperatura también la medición de resistencia es la óptima de > 2000 Mohn un rango de 250V la medida de esta es la correcta

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¿En qué condiciones se encuentra el nivel de aislamiento del motor probado? ¿su aislamiento es el correcto para su buen funcionamiento? Explique. El aislamiento del motor tomado en la práctica es de >2000 Mohn en un rango de 550V además de la temperatura del aislamiento no tuvo ninguna variación El aislamiento es el correcto medido en la práctica

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II.

¿La resistencia de aislamiento de la instalación eléctrica probada es el correcto para un buen funcionamiento? Explique. Sí, porque esa resistencia que nos midio, es un valor muy alto, mientras más grande sea la resistencia de aislamiento mejor será el funcionamiento. CUESTIONARIO 1.

2.

¿Qué métodos de medición existen para medir potencia eléctrica en corriente continua? En corriente continua, la determinación de la potencia puede realizarse en forma: –Indirecta (mediante un voltímetro y un amperímetro) –Directa (con un vatímetro) ¿Qué tipos sistemas de medición de vatímetros existen? Explique con detalle cada uno de ellos. Existen dos tipos: a)

Conexión Larga

Como puede observarse la corriente que pasa por la bobina amperimétrica es la misma que pasa por la resistencia de carga R1, mientras que el voltaje que mide la bobina Voltimétrica es la caída de tensión que existe en la bobina amperimétrica y la tensión en la resistencia de carga, por lo que esta conexión es recomendable para cargas por las que circulen pequeñas corrientes y altos voltajes.

PW = (VR1 + VA) I = (VR1 + Ri I) I = VR1 I + Ri I

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Donde: Ri I2 es el consumo del circuito amperimétrico cuya resistencia interna es Ri. Por lo tanto la Potencia Real será:

Potencia real = V R1 I = PW - Ri I b)

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Conexión Corta

Como puede observarse en el gráfico anterior la corriente que pasa por la bobina amperimétrica es la suma de la corriente que pasa por la resistencia de carga R1 y por la bobina Voltimétrica, mientras que el voltaje que mide la bobina Voltimétrica es igual a la caída de tensión que existe en la resistencia de carga, por lo que esta conexión es recomendable para cargas por las que circulen grandes corrientes y pequeños voltajes.

PW = (IR1 + IV) VR1 = VR1 IR1 + VR1IV Donde: Pw : es la potencia que indica el vatímetro VR1IV es el consumo del circuito voltimétrico que es igual tambien a VR12/RV. Por lo tanto la Potencia Real será: Potencia real = VR1 IR1 = PW - VR12/RV 3.

Explique por qué la denominación de conexión corta y conexión larga. Se les denomina conexión corta y larga por la simplicidad de cada circuito.

4.

En qué casos es conveniente utilizar una ú otra forma de conexión del vatímetro.  

Si el receptor tiene poca potencia y poca intensidad, entonces interesa la conexión larga. Si el receptor tiene poca potencia y poco voltaje, interesa la conexión corta. En la conexión corta ,el error se debe a la presencia de la resistencia interna del voltímetro

mientras que en la conexión producido por la resistencia interna del amperímetro. 5.

larga

el

error

es

Explique ¿Por qué en el último circuito no rota la aguja en forma correcta? Esto se debe a que en dicho circuito la polaridad en la que esta conectada el vatímetro no es la indicada para la operación y la guja tiende a ir en forma opuesta.