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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO 
 FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA
 CARRERA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA E INGENIERÍA ELECTRÓNICA


LABORATORIO No 2 FUERZA ELECTROMOTRIZ EN DINAMOS 1. Objetivos.- Los objetivos del presente laboratorio son:   

Determinar la fem para el Dinamo Conocer el circuito de instalación para el laboratorio. Realizar la curva de magnetización de la dinamo

2. Marco teórico.La máquina de corriente continua puede funcionar tanto en régimen generador como en régimen motor. El principio de generación de la fuerza electromotriz (f.e.m.) en las espiras del rotor, considerando el inducido en forma de anillo, donde en este devanado, al girar el rotor se induce una f.e.m. en los conductores dispuestos en la cara exterior del núcleo al ser cortado por el flujo del estator. Las f.e.m.s. de los conductores situados debajo del polo norte son de signo contrario a la de los conductores situados debajo del polo sur; donde el sentido de estas f.e.m.s. se obtiene con la ecuación: 𝑒 = 𝐵 ∗ 𝑙 ∗ 𝑣[𝑣𝑜𝑙𝑡𝑖𝑜𝑠 /𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜𝑟] Donde: B= Densidad de campo magnético. L=Longitud activa de la bobinas. V= Velocidad lineal. El voltaje interno generado en la maquina de corriente continua (fem), esta dado pro la ecuación: 𝐸 =𝐾∅𝜔 Donde: K = Constante del dinamo ∅ = Flujo magnético de la maquina . w = velocidad de rotación. Según la Ley de Hopkinson, para el análisis magnético, se considera para la fuerza magneto motriz, las siguientes ecuaciones: 𝐹 = 𝑅 ∅ [𝐴 − 𝑣𝑢𝑒𝑙𝑡𝑎] 𝐹 = 𝑅 ∅ [𝐴 − 𝑣𝑢𝑒𝑙𝑡𝑎] igualando la ecuaciones se tiene:

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∅=

𝑁𝑓 ∗ 𝐼𝑓 𝑅

donde: F = Fuerza magneto motriz R = Reluctancia magnetomotriz Nf= Número de conductores If = Corriente de campo

Reemplazando la ecuación 2 en 1 , se obtiene

𝐸=𝑘

𝑁𝑓 𝐼 𝑤 [𝑉] 𝑅 𝑓

Haciendo 𝐾′ = 𝑘

𝑁𝑓 𝑅

Obtenemos la ecuación: 𝐸 = 𝐾 ′ 𝐼𝑓 𝑤 [𝑉]

3. Equipo e instrumental para laboratorio. Para el presente laboratorio, se utilizara el siguiente equipo, instrumental y material: 

   

Una dínamo con autoexcitación en paralelo o derivación, que tiene las siguientes características: o Tensión nominal: Vn = 230 (V) o Corriente nominal: = 19,6 (A) o Velocidad nominal: wn = 1430 (rpm) o Potencia nominal: P,, = 4,5 (Kw) Una Máquina motriz. Instrumentos de medición: voltímetros, amperímetros. Un tacómetro Cables para conexión

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4. Circuito de laboratorio.-

5 Descripción del laboratorio .     

Realizar el circuito de laboratorio, como se indica en el punto 4. Utilizando la máquina motriz, accionar la dinamo hasta llegar a la velocidad nominal. No debe circular corriente por el circuito de campo (C-D), o sea estando el circuito de campo abierto donde se debe registrar la primera medición Se hacer variar la corriente de campo en forma paulatina, anotando los valores de un voltaje elevando, admitido por la operación de la maquina. Alcanzando un valor elevado de voltaje se realiza el trabajo de reducir la corriente de campo hasta llegar a cero, registrando los valores de tensión y corriente de campo para cada variación. Cabe mencionar que todo este presente debe mantenerse la velocidad de la maquina constante, Cabe indicar que en la variación de corriente de campo, debe mantenerse la velocidad de la máquina constante, Si el proceso ensayo se realiza a distinta velocidad, será necesario modificar lo valores de tensión generada por la dinamo, con la siguiente relación:

𝐸=

𝑤 ′ 𝐸 𝑤′

Donde: 3

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w = Velocidad nominal. w’ = Velocidad variable registrada

6. Lectura obtenidas en laboratorio.Se tiene la tabla: w’

If

E’

E

RPM

A

V

V

1

1495

0

24.85

23.77

2

1495

0.03

34.85

33.33

3

1495

0.06

44.85

42.90

4

1495

0.10

63.26

60.51

5

1496

0.14

85.05

81.30

6

1495

0.25

137.5

131.52

7

1493

0.34

176.1

168.67

8

1495

0.42

203.3

194.46

9

1492

0.58

244.9

234.72

10

1492

0.66

259.0

248.24

11

1494

0.45

223.5

213.93

12

1495

0.33

190.2

181.93

13

1493

0.24

155.9

149.32

14

1495

0.17

123.5

118.13

15

1496

0.13

97.8

93.49

16

1496

0.08

70.2

67.10

17

1496

0.04

51.47

49.20

18

1494

0.00

25.28

24.20

#

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7. Gráficos.EL GRAFICO OBTENIDO ES EL SIGUIENTE:

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8. Análisis de Resultados.1.- ¿PARA QUE SE ME SIRVE REALIZAR ESTE ENSAYO? Este tipo de ensayos se los realiza con la finalidad de VERIFICAR QUE LA MAQUINA SEA DE BUENA CALIDAD, al momento de comprar una maquina con este tipo de cualidades sea motor o dinamos debemos verificar a través de este proceso las revoluciones por minuto, el voltaje que se lo proporcionara y su eficiencia. Además de este modo podemos asegurar que el bobinado de buen material y que no nos accionara ningún perjuicio en la producción.

Además Este tipo de ensayo me sirve para VERFICAR EL ESTADO DEL DINAMO Y DEL ALTERNADOR EN MI AUTO. El dínamo es un tipo de generador robusto y sencillo que se colocó en muchos autos viejos. la mayoría de los autos modernos están equipados con un alternador. si sospecha que el dínamo tiene una falla, chequee todas las conexiones que van hacia éste con un tester de circuito. compruebe también que el dínamo gire cuando el motor esté en marcha y que la correa de transmisión esté colocada con la tensión correcta y no se deslice (vea comprobación, ajuste y recolocación de las correas de transmisión).

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2.- ¿COMO CALCULO LAS PERDIDAS EN EL FIERRO EN UN DINAMO? 1ra FORMA: Las pérdidas en el hierro son debidas a las variaciones de flujo en el motor y son la suma de dos tipos de pérdidas diferentes: las debidas a las corrientes de Foucault y las debidas a histéresis magnética del material. En las siguientes ecuaciones se pueden ver las expresiones utilizadas normalmente para calcular las pérdidas en el hierro en chapas magnéticas. En todas las expresiones que se van a exponer estas pérdidas están dadas en Watts por Kg. de material. La primera expresión da las debidas a corrientes de Foucault: VW/m = σ (f / fN*B / BN)2 Pérdidas dadas en watts por kilogramo de material. Estas primeras pérdidas son debidas a las resistencias de pequeños circuitos de corriente que se crean en el material, al oponerse este a la variación del flujo. σ: Coeficiente característico de Foucault del material [W/Kg] fN: frecuencia nominal del motor [Hz] BN: Inducción nominal del motor [T] Estas pérdidas de Foucault, en realidad son pérdidas por efecto Joule sobre los pequeños circuitos recorridos por las corrientes parásitas inducidas en el material. Si la resistencia de estos circuitos se supone constante las pérdidas por efecto Joule en cada uno de los circuitos sería: P = E2/R = K*E2

[W]

2da FORMA: la siguiente expresión nos dará las pérdidas debido al ciclo de Histéresis de la chapa magnética. La energía específica que se acumula en un circuito magnético si se varia la inducción magnética B varía proporcionalmente al área limitada por la curva B = f (H) y el eje de ordenadas. La siguiente figura muestra el área rallada como las pérdidas de un ciclo de histéresis. Curva descendente

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ˆB

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Curva ascendente

Si llegada la inducción máxima de la curva ˆB la intensidad de campo empezara a disminuir y la curva descendente fuese igual que la ascendente, entonces no habría área que provocara pérdidas. La magnetización provoca en los materiales ferromagnéticos un ciclo en el que las curvas ascendentes no coinciden con las descendentes. La superficie que esta sombreada en la figura es la diferencia entre la potencia absorbida y la cedida que se traduce en las pérdidas. Estas pérdidas se transformaran íntegramente en calor. 9. Documentos de referencia.1.- ING. Blanco Benito Armengol, B (2016). “TEXTO GUIA ELT-2672 2da EDCION”, Oruro-Bolivia 2.- ING. Flores Arancibia Victor Hugo, B (2018). “TEXTO GUIA DE LABORATORIO ELT-2672 ”, Oruro-Bolivia 3.- ENRIQUEZ HARPER, Gilberto.(2005). Experimentos con máquinas eléctricas: máquinas rotatorias y transformadores. 1a ed. Limusa. http://www.juntadeandalucia.es/averroes/centros.tic.com http://www.nichese.com/motor-c.c.html

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