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• juan carlos revilla

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Pre-Laboratorio Una carga en serie toma una corriente I(t)=8*cos(100*pi*t+30)A cuando la tensión aplicada es V(t)=180*cos(100*pi*t-20)V, determinar el valor eficaz, valor promedio y el valor pico a pico de las ondas antes mencionadas. Hallar la potencia aparente y el factor de potencia de la carga. Determine los valores de los elementos que forman la carga conectada en serie. >> disp('corriente que circula I(t)=8*cos(100*pi*t+30)A'); syms t,ang_i=deg2rad(30); It=4*cos(100*pi*t+ang_i); c=int(It.^2,t); T=2*pi; t=[0+ang_i T+ang_i]; c=eval(c); Irms=sqrt((c(2)-c(1))/T),syms t c=int(It,t); t=[0+ang_i T+ang_i]; c=eval(c); Iprom=(c(2)-c(1))/T Ipp=2*8

disp('tensión de alimentación V(t)=180*cos(100*pi*t-20)V'); syms t,ang_v=deg2rad(-20); Vt=180*cos(100*pi*t+ang_v); c=int(Vt.^2,t); T=2*pi; t=[0+ang_v T+ang_v]; c=eval(c); Vrms=sqrt((c(2)-c(1))/T),syms t c=int(V_t,t); t=[0+ang_v T+ang_v]; c=eval(c); Vprom=(c(2)-c(1))/T

Vpp=2*180 corriente que circula I(t)=8*cos(100*pi*t+30)A

Irms =

2.8282

Iprom =

-0.0011

Ipp =

16

tensión de alimentación V(t)=180*cos(100*pi*t-20)V

Vrms =

127.2963

PROCEDIMIENTO

Armar los circuitos y registrar los valores

Circuito N°1

XMM1

XMM2

R2

D1

10.2Ω

1BH62

XMM3

XSC1

V1 110Vrms 60Hz 0°

R1 42.2Ω Ext Trig + _

B

A +

_

+

_

Tabla N°1 N° 1 2 3 4 5 6

Vsal 110 100 90 80 70 60

Ipico 2.89 2.60 2.38 2.12 1.82 1.56

A1(c.a) 1.50 1.30 1.20 1.05 0.95 0.80

A2(c.d) 0.96 0.85 0.75 0.65 0.57 0.50

A3(c.a) 1.50 1.35 1.20 1.05 0.95 0.79

Circuito N°2 XMM1

XMM2

R1 10.2Ω

XMM3

D1

1B4B42

V1 110Vrms 60Hz 0°

R2 42.2Ω

XSC1 Ext Trig + _ B

A +

_

+

_

Tabla N°2 N° 1 2 3 4

V 110 100 90 80

Ipico 1.79 1.69 1.48 1.27

A1(c.a) 2.10 1.90 1.70 1.50

A2(c.d) 1.85 1.70 1.55 1.35

A3(c.a) 2.10 1.90 1.70 1.55

CUESTIONARIO 1. ¿Qué es el valor eficaz de una onda y como se determina? Se define como el valor de una corriente rigurosamente constante (corriente continua) que al circular por una determinada resistencia óhmica pura produce los mismos efectos caloríficos (igual potencia disipada) que dicha corriente variable (corriente alterna). De esa forma una corriente eficaz es capaz de producir el mismo trabajo que su valor en corriente directa o continua. Se puede obtener el voltaje equivalente en corriente continua (Vrms) de este voltaje alterno con ayuda de la fórmula Vrms = 0.707 x Vp.

2. ¿Qué es el valor promedio de una onda y como se determina? Para el caso de la onda senoidal el valor promedio es cero, ya que el mismo se interpreta como el área debajo de la curva en un período; como la onda es simétrica, en un período tenemos la misma área por debajo (negativa) que por arriba (positiva) del eje de abscisas. El valor promedio se determina con la media aritmética de todos los valores instantáneos de tensión (o corriente), medidos en un cierto intervalo de tiempo.

3. Explique las diferencias entre el valor medio y el valor eficaz. 

Valor medio: por definición, para una función periódica de periodo T, es la media algebraica de los valores instantáneos durante un periodo.



Valor eficaz: es la media cuadrática de los valores instantáneos durante un periodo completo.

4. ¿Qué clase de instrumento miden el valor eficaz, y cuales miden el valor promedio? Amperímetros y Voltímetros de tipo:       

Hierro móvil (adecuados para c.a. y algunos adecuados para c.c.). Bobina móvil de imán permanente (solamente para adecuados para c.c.). Dinamómetros sin núcleo magnético: bobina móvil (adecuados para c.a. y c.c.). Dinamómetros con núcleo de hierro: bobina móvil (adecuados solamente para c.a.). Electrostático (Para voltímetros de c.a. y c.c.). Inducción (solamente adecuados para c.a.) Hilo caliente (adecuados para c.a. y c.c.).

Todos estos instrumentos miden valores eficaces excepto los de bobina móvil que miden valores medios.

5. ¿Qué es una fuente rectificadora? Un rectificador es el elemento o circuito que permite convertir la corriente alterna en corriente continua. Esto se realiza utilizando diodos rectificadores, ya sean semiconductores de estado sólido, válvulas al vacío o válvulas gaseosas como las de vapor de mercurio (actualmente en desuso).

6. ¿A que se denomina diodo de potencia y cuál es su uso? Dispositivos más importantes de los circuitos de potencia son los diodos, aunque tienen, entre otras, las siguientes limitaciones: son dispositivos unidireccionales, no pudiendo circular la corriente en sentido contrario al de conducción. El único procedimiento de control es invertir el voltaje entre ánodo y cátodo. Los diodos de potencia se caracterizan porque en estado de conducción, deben ser capaces de soportar una alta intensidad con una pequeña caída de tensión. En sentido inverso, deben ser capaces de soportar una fuerte tensión negativa de ánodo con una pequeña intensidad de fugas

7. ¿Cómo se realiza la medición de onda de corriente con un osciloscopio? El osciloscopio solo registra señales de tensión, sin embargo es posible medir de manera indirecta la corriente en un elemento. El procedimiento consiste usar una resistencia auxiliar conectada al circuito y medir con el osciloscopio la caída de tensión en la resistencia.

8. Según los datos obtenidos (el valor pico de la onda de corriente), calcular teóricamente las corrientes que miden el A1, A2 y A3 con el valor pico de corriente tomada; y comparar el resultado con los obtenidos con los instrumentos. Explique las divergencias de los valores teóricos con los experimentales, dando el error absoluto y relativo en forma tabulada.

INVESTIGACION COMPLEMENTARIA 1. Investigue el principio de funcionamiento de amperímetro de hierro móvil y del amperímetro de bobina y su estructura principal.

Amperímetros de hierro móvil: Está formado por una bobina por la que circula la corriente que produce el campo magnético. Pero, en este caso, la bobina es fija y no hay imán fijo que cause su giro. En su lugar, se fija un trozo de hierro a la bobina y otro unido a una aguja móvil sobre un pivote. Cuando circula corriente por la bobina, ambos trozos de hierro se transforman en imanes por el efecto magnético de la corriente y mutuamente se repelen, sin importar el sentido de dicha corriente. En este caso se utiliza un resorte para controlar el movimiento de la aguja. La magnitud de la fuerza de repulsión y por consiguiente la amplitud del movimiento de la aguja dependen de la cantidad de corriente que circula por la bobina. En este modelo de amperímetro no importa el sentido de la corriente que circula, por lo tanto, puede usarse para corriente continua y corriente alterna indistintamente.

Amperímetros de bobina móvil: Está formado como su nombre indica, por una bobina circular de hilo conductor colocada sobre un pivote colocado sobre el centro de la misma, de forma que puedas girar sobre él. Todo el conjunto está situado dentro del campo magnético de un imán fijo. Al circular una corriente eléctrica por la bobina, en esta se creará una fuerza magnética de manera tal que se producirá un fenómeno de atracción o repulsión con respecto al imán, y la bobina girará sobre el pivote. El movimiento de la bobina está controlado por unos resortes que sirven también para la entrada y salida de la corriente a través de ellos. El amperímetro de bobina móvil puede usarse solamente con corriente continua, ya que la corriente alterna haría mover la bobina rápidamente en ambos sentidos.

2. Investigue el principio de funcionamiento de frecuencímetro, del vatímetro.

Frecuencímetro: es un instrumento que sirve para medir la frecuencia, contando el número de repeticiones de una onda en la misma posición en un intervalo de tiempo mediante el uso de un contador que acumula el número de periodos. Dado que la frecuencia se define como el número de eventos de una clase particular ocurridos en un período, su medida es generalmente sencilla. Según el sistema internacional el resultado se mide en Hertzios (Hz). El valor contado se indica en un display y el contador se pone a cero, para comenzar a acumular el siguiente periodo de muestra. La mayoría de los contadores de frecuencia funciona simplemente mediante el uso de un contador que acumula el número de eventos. Después de un periodo predeterminado (por ejemplo, 1 segundo) el valor contado es transferido a un display numérico y el contador es puesto a cero, comenzando a acumular el siguiente periodo de muestra.

El periodo de muestreo se denomina base de tiempo y debe ser calibrado con mucha precisión.

Vatímetro: es un instrumento electrodinámico para medir la potencia eléctrica o la tasa de suministro de energía eléctrica de un circuito eléctrico dado. El dispositivo consiste en un par de bobinas fijas, llamadas «bobinas de corriente» o amperométrica, y una bobina móvil llamada «bobina de potencial» o voltimétrica.

Las bobinas fijas se conectan en serie con el circuito, mientras la móvil se conecta en paralelo. Además, en los vatímetros analógicos la bobina móvil tiene una aguja que se mueve sobre una escala para indicar la potencia medida. Una corriente que circule por las bobinas fijas genera un campo electromagnético cuya potencia es proporcional a la corriente y está en fase con ella. La bobina móvil tiene, por regla general, una resistencia grande conectada en serie para reducir la corriente que circula por ella.

CONCLUSIONES Y OBSERVACIONES

  





Los multímetros digitales convierten la señal analógica en una señal digital y posteriormente la procesan para presentar las diferentes mediciones. Se armaron dos circuitos rectificadores de media y onda completa, logrando así obtener sus valores promedios y eficaces de salida El valor eficaz o rms (por sus siglas en inglés) de una señal periódica es el valor equivalente al de una señal DC que produce la misma potencia media (o la misma disipación de calor) sobre una resistencia. Se comprobó que la tensión inicial utilizada tiende a disminuir al estar todo el circuito en funcionamiento, y se llegó la conclusión que esto es originado por las resistencias internas de la fuente y de los instrumentos utilizados Los errores hallados son grandes debido a que los instrumentos analógicos utilizados no estaban calibrados, Los errores de apreciación también estuvieron presentes

 las variaciones de datos se deben a algunos instrumentos q hace q varíen los resultados ya que poseen errores muy altos.  Se pudo comprobar los valores teóricos y prácticos gracias a la utilización del osciloscopio.

 No se logró apreciar en su totalidad el experimento debido por falta de tiempo ya que en el armado del circuito hay equipos que falta mantenimiento ya que no hacen buena conexión lo cual retrasa el avance del experimento.

BIBLIOGRAFIA

http://www.uv.es/marinjl/electro/diodo.html http://www.uv.es/marinjl/electro/diodo.html https://www.ecured.cu/Amper%C3%ADmetro Kerchner-Cocroran, "Circuitos de Corriente Alterna" Sedunda Edición, Editorial: C.E.C.S.A., México D.F., 1995, Pág. 152