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INFORME DE LABORATORIO 3 – CIRCUITOS TRIFASICOS Carlos Garavito1, Tirso Alejandro Sarmiento Hernandez2,Victor Javier Rodriguez Triviño3,Clara Helena Torres Parra4

Resumen En este informe se presenta el desarrollo de la practica experimental sobre los circuitos trifásicos con cargas balanceadas con conexiones en estrella (Y) y triangulo (delta), en la cual, comparamos el análisis teórico con los resultados obtenidos experimentalmente. INTRODUCCIÓN Un sistema trifásico está compuesto por tres fuentes alternas monofásicas, de mismo valor eficaz, igual frecuencia y con un desfase entre ellas de 120°.

MARCO TEÓRICO Para entender cómo se comportan los circuitos trifásicos, debemos aclarar primero algunos conceptos: 1 Estudiante de Ing. Mecatrónica Cod: 20113233029 2 Cod 20101233045 3 Cod 20091232015 4 Estudiante de Ing. De sonido Cod: 20101235055



Voltajes trifásicos balanceados Para que los tres voltajes de un sistema trifásico estén balanceados deberán tener amplitudes y frecuencias idénticas y estar fuera de fase entre sí exactamente 120°. Importante: En un sistema trifásico balanceado la suma de los voltajes es igual a cero: Va + Vb + Vc = 0



Circuito trifásico balanceado Si las cargas se encuentran de manera que las corrientes producidas por los voltajes balanceados del circuito también están balanceadas entonces todo el circuito está balanceado.



Voltajes de fase Cada bobina del generador puede ser representada como una fuente de voltaje senoidal. Para identificar a cada voltaje se les da el nombre de voltaje de la fase a, de la fase b y de la fase c.



Secuencia de fase positiva Por convención se toma siempre como voltaje de referencia al voltaje de fase a. Cuando el voltaje de fase b está retrasado del voltaje de fase a 120° y el voltaje de fase c está adelantado al de fase a por 120° se dice que la secuencia de fase es positiva. En esta secuencia de fase los voltajes alcanzan su valor pico en la secuencia a-b-c. Los voltajes de a, b y c representados con fasores son los siguientes:

En donde Vm es la magnitud del voltaje de la fase a. 

Secuencia de fase negativa En la secuencia de fase negativa el voltaje de fase b está adelantado 120° al de la fase a. y el voltaje de fase c está atrasado 120° al de la fase a.



Neutro Normalmente los generadores trifásicos están conectados en Y para así tener un punto neutro en común a los tres voltajes. Raramente se conectan en delta los voltajes del generador ya que en conexión en delta los voltajes no están perfectamente balanceados provocando un voltaje neto entre ellos y en consecuencia una corriente circulando en la delta.

En esta clase de circuitos la carga y la fuente tienen varias opciones de conexión:

En nuestro caso, nos ocuparemos solamente de las conexiones estrella - estrella (también conocidas como Y-Y) y la estrella - triangulo (Y – delta).

CONEXIÓN ESTRELLA – ESTRELLA

Z AN  Z BN  Z CN

IN 0

Decimos que es una circuito con cargas balanceadas porque 120° entre sí. En consecuencia tenemos que

IC 

desfasados

V CN V BN V AN IB  IA  Z CN Z BN Z AN

Además,

V CN  120120º VRMS V BN  1200º VRMS V AN  120  120º VRMS En donde, el voltaje de fase

V AB  V BC  V CA

En cuanto a los voltajes de línea, decimos que desfasados 120° entre sí. Si decimos que el voltaje de fuente es igual a 120°, tenemos que el voltaje de línea (VLL):

y están

V LL  3 V f  3 (120)  208VRMS

V CA  20890º VRMS V BC  208  30º VRMS V AB  208  150º VRMS Por tanto,

CONEXIÓN ESTRELLA - TRIANGULO

V AB  V BC  V CA I F  I AB  I BC  I CA En donde las corrientes Desfasadas 120° entre sí.

IL IF

 3 En último lugar,

RESULTADOS

desfasados 120° entre sí. Análogamente,

CONEXIÓN ESTRELLA – ESTRELLA Haciendo uso de un multimetro, se midieron los valores de voltajes y corrientes en el montaje del circuito con conexión estrella. Se variaron los Voltajes de fuente, alimentando primero con 30V, luego con 60V, 90V y finalmente con 120V. Los datos tomados, aparecen en la siguiente tabla, los cuales son comparados con los valores teóricos y su respectivo error.

Valor Calculado Valor Experimental Error (%)

Para 30 V VF (V) VL (V) IF (mA) IL (mA) Z (Ohm) 30,00 51,96 208,00 208,00 144,00 30,27 52,30 208,76 208,75 143,00 0,89 0,65 0,36 0,36 0,70

Valor Calculado Valor Experimental Error (%)

Para 60 V VF (V) VL (V) IF (mA) IL (mA) Z (Ohm) 60,00 103,92 416,00 416,00 144,00 61,20 106,00 420,00 420,00 145,00 1,96 1,96 0,95 0,95 0,69

Valor Calculado Valor Experimental Error (%)

Para 90 V VF (V) VL (V) IF (mA) IL (mA) Z (Ohm) 90,00 155,88 625,00 625,00 144,00 89,80 155,54 630,00 630,00 144,00 0,22 0,22 0,79 0,79 0,00

Valor Calculado Valor Experimental Error (%)

Para 120 V VF (V) VL (V) IF (mA) IL (mA) Z (Ohm) 120,00 207,85 833,00 833,00 144,00 121,18 209,89 822,54 823,00 145,00 0,97 0,97 1,27 1,22 0,69

CONEXIÓN ESTRELLA – TRIANGULO De manera análoga, para la conexión con carga en delta, tenemos:

Valor Calculado Valor Experimental Error (%)

Para 30 V VF (V) VL (V) IF (mA) IL (mA) 30,00 30,00 208,33 360,84 31,00 32,09 215,28 372,87 3,23 6,51 3,23 3,23 Para 60 V

Z (Ohm) 144,00 144,00 0,00

Valor Calculado Valor Experimental Error (%)

VF (V) 60,00 59,00 1,69

VL (V) IF (mA) IL (mA) 60,00 416,67 721,69 61,15 409,72 709,66 1,88 1,69 1,69

Z (Ohm) 144,00 144,00 0,00

Valor Calculado Valor Experimental Error (%)

Para 90 V VF (V) VL (V) IF (mA) IL (mA) Z (Ohm) 90,00 90,00 625,00 1082,53 144,00 90,00 90,89 625,00 1082,53 144,00 0,00 0,98 0,00 0,00 0,00

Valor Calculado Valor Experimental Error (%)

Para 120 V VF (V) VL (V) IF (mA) IL (mA) Z (Ohm) 120,00 120,00 833,33 1443,38 144,00 119,00 120,23 826,39 1431,35 144,00 0,84 0,19 0,84 0,84 0,00

CONCLUSIONES El modelo teórico que describe el comportamiento de los circuitos conectados en estrella – estrella, y en estrella – triangulo, satisfacen los resultados obtenidos experimentalmente obteniendo en la mayoría de las mediciones menos del 1% de error.

BIBLIOGRAFIA  

Web. Información sobre circuitos trifásicos. http://www.trifasicos.com/wp/conceptos/ DORF, Richard C. " Circuitos Eléctricos". Grupo Editorial Alfa Omega 2006

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