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Universidad Católica de Santa María

REPORTE DE PRÁCTICA

INSTRUMENTACIÓN ELÉCTRICA

LABORATORIO N° 12 INTEGRANTES:

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Nº de grupo:

HORARIO:

Día:

Hora:

GENERADOR DE CORRIENTE ELECTRICA POR UN CAMPO MAGNETICO VARIABLE

A.

COMPETENCIAS 

B.

Observar la generación de corriente eléctrica producida por un campo magnético que rota en un simulador.

INFORMACIÓN TEÓRICA Un generador eléctrico es un dispositivo que se encarga de convertir energía mecánica en energía eléctrica, al producirse mecánicamente un movimiento relativo entre campo y conductor, se genera una fuerza electromotriz (fem), este sistema se basa en la ley de Faraday.

ε =−N

dΦ dt

(1)

Donde:

ε : Fuerza electromotriz. Φ : Flujo de campo magnético.

Figura 1: Representación gráfica de la ley de Faraday

El generador de inducción de rotor devanado está provisto de dos devanados uno en el estator y otro en el rotor. El devanado del estator de una máquina de inducción tiene dos funciones. Estas son proveer la excitación o magnetización y llevar la corriente generada. El devanado del rotor lleva solamente la corriente de armadura. Cuando la excitación de C.A. este presente, el campo magnético creado gira a una velocidad determinada por el número de polos en el devanado y la frecuencia de la corriente. Si el rotor gira a una velocidad superior a la velocidad sincrona, es generado un voltaje en los devanados del rotor a una frecuencia que corresponde a la diferencia entra las dos frecuencias, conocida como frecuencia de deslizamiento. El hecho de tener un rotor devanado en la máquina de inducción permite modificar la impedancia de este devanado. Lo cual sirve para tener un rango de control de la potencia generada. Existen maquinas que pueden ser controladas cuando se presentan variaciones del 20 o 40% de la velocidad de operación nominal. Cuando se encuentra operando, la máquina de inducción de rotor devanado es necesario hacer una compensación de reactivos al igual que con la máquina de inducción de jaula de ardilla, ya que su consumo de potencia reactiva es alto. Es por eso que las dos configuraciones de generador de inducción, tanto conectado al bus infinito como operando de manera aislada es necesario el uso de capacitores, Como se puede apreciar en la figura (a).

ANALISIS DEL DIAGRAMA DE FLUJO:

Se conecta una maquina DC en conexión paralelo a una máquina de rotor devanado a través de un acople, La conexión de la maquina DC es en paralelo para aprovechar el control de la velocidad de esta configuración. Alimentando con una tensión DC dos terminales del rotor.

C. MATERIALES Y ESQUEMA 01 programa de simulación de laboratorio de electricidad (Phet). https://phet.colorado.edu/sims/cheerpj/faraday/latest/faraday.html? simulation=generator&locale=es

Pestañas del simulador

Configuració n

D.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL  Primera experiencia 1. Acceda al link proporcionado en el apartado C. 2. En las pestañas del simulador seleccione la de “Generador”. 3. Dentro de las opciones que brinda el simulador, seleccione:  Fuerza: 75%.  Mostrar brújula.  Indicador: Foco  Vueltas: 1.  Área de espiral: 50%.  Mostrar electrones. 4. Abra la llave del simulador para que comience a girar el imán. ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… 5. Seleccione velocidades diferentes y observe. ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… 6. Aumente el número de espira y repita el paso 5. ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………  Segunda experiencia 1.

Conservando la configuración anterior, seleccione ahora en el indicador: medidor de voltaje.

…………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… 2.

E.

Repita los pasos 4, 5 y 6 de la primera experiencia. ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………

ANÁLISIS DE DATOS  Primera experiencia

1.

¿Por qué el foco se enciende y se apaga?

…………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… 2.

¿A qué se debe que los electrones cambien continuamente de sentido?

…………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… 3.

¿Por qué cuando se le da más velocidad al imán, el foco destella más luz y sucede lo contrario cuando tiene menos velocidad?

…………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………  Segunda experiencia 1.

¿Qué diferencia nota al aumentar las espiras? ¿Por qué sucede esto?

…………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… 2.

Explique brevemente como funciona el generador que se muestra en el simulador

…………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… 3.

¿Por qué se le ha colocado una resistencia para medir el voltaje?

…………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………

F.

CONCLUSIONES …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………

G.

CUESTIONARIO FINAL 1. ¿Por qué cuando el imán está en reposo no se genera energía eléctrica? …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… 2. ¿Sería posible que el generador eléctrico del simulador funciones como un motor eléctrico? Explique. …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… 3. ¿Qué tipo de corriente se está generando en el simulador DC o AC? ¿Cómo cambiaria de AC a DC? …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… 4. A partir de la ecuación (1), deduzca una expresión para el fenómeno físico de la simulación …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………

H.

BIBLIOGRAFÍA Anote la bibliografía utilizada como consulta.

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