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• Jose Saavedra

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LABORATORIO Nº 02 ANALISIS DE FUENTES DE PODER

I. OBJETIVOS: 

Adiestrar al estudiante en el buen uso del medidor de tensión



Identificar los terminales Fase Neutro y Tierra

II. EQUIPOS, INSTRUMENTOS Y MATERIALES:





Un Multitester Digital



Baterías de celulares



Pilas ( 2A,3A)

Una fuente de Electricidad (Fuente de Alimentación)

III. PROCEDIMIENTO: 01. Reconocer el medidor de tensión o voltímetro 02. Identificar las líneas eléctricas: fase, neutro y tierra, del tomacorriente más próximo a su mesa de trabajo. 03. En una tabla indique los valores de tensión entre: L-N, L-T, T-N 04. Utilizando un voltímetro medir los diversos voltajes de la fuente de alimentación y anótelos en una tabla 05. Efectuar las pruebas respectivas, según las indicaciones del profesor.

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El reconocimiento del instrumento electrónico fue de un multitester del cual se hablo que mide : Voltaje: El Voltímetro mide diferencia de potencial o tension, su unidad es el Volt . Corriente: Amperímetro mide corriente y su unidad es el Amper. Resistencia: Óhmetro mide la resistencia y su unidad es el Ohm. Capacitancia: Capacimetro mide condensadores y su unidad es el Faradio . Frecuencia: Frecuencímetro mide frecuencia o ciclos por segundos y su unidad es el Hertz. Se identifico las Líneas ( L-N-T) Linea viva, Linea neutra, y tierra. Vln 213V Vlt 0V Una tabla de valores entre Líneas Vnt 24V

PILA ALCALINA AA  1.5 VOLT PILA ALCALINA AAA  1.5 VOLT PILA ALCALINA CUADRADA  9 VOLT PILA ALCALINA DE TAMAÑO C  1.5VOLT PILA ALCALINA DE TAMAÑO D  1.5VOLT FUENTE DE ALIMENTACIÓN VOLTAJE ENTRE LINEA Y NEUTRO  212 V FUENTE DE ALIMENTACIÓN BATERÍA DE CELULAR  3.7VOLT 1 (L) 3(T) 2 (N)

CUADRO DE DIVERGENCIA

Fuente

Valor teórico

Batería -Duracell

9v

Valor obtenido 9.53v

Error absoluto 0.53

Error relativo porcentual 5.8%

Batería-Opalux

6v

6.12v

0.12

2.0%

Fuente de Alimentacion Pila-AA Panasonic Bateria celular Nokia BP-5T

220v

212v

8v

3.6%

1.5v

1.58v

0.08

5.3%

3.7v

3.75

0.05

1.3%

IV. CUESTIONARIO

1. Describa como está conformado el sistema eléctrico peruano. El sector eléctrico peruano está compuesto por 3 partes: 

Empresas Generadoras Participación en tarifa final al cliente: 60% Se refiere a la producción de energía eléctrica a través de distintas técnicas, como son: la hidráulica, térmica, eólica, nuclear, geotérmica, de ciclo combinado, etc, utilizándose en el país las 2 primeras técnicas. En el Perú, existen 154 empresas generadoras registradas en el COES SINAC. Y sus principales fuentes de electricidad son: La central hidroeléctrica Santiago Antúnez de Mayolo que conjuntamente con la central Restitución conforma el complejo hidro-energetico del Mantaro con una potencia de 1008 watts que aporta el 24% al SEIN (sistema eléctrico interconectado nacional). En 2006, 38 compañías generaban electricidad para el mercado, mientras que 78 compañías producían electricidad para uso propio.2 Entre las 38 compañías que suministraban energía al mercado, cuatro representaban el 70% de la capacidad total: 2 •EDEGEL S.A.A.: 1.574 MW •Electro Perú S.A. (ELP): 1.032 MW •Energía del Sur S.A. (ENERSUR): 725 MW •EGENOR: 522 MW ELP domina la producción hidroeléctrica con el 32% del total, mientras que EDEGEL lidera la generación térmica, también con el 32% del total. Las compañías privadas dominan el sector de la generación. En cuanto a participación, las compañías estatales representan el 31% de la capacidad de generación, mientras que el 69% restante está en manos privadas. Los porcentajes de producción son 40% y 60% para las compañías estatales y privadas respectivamente. Actualmente también se cuenta con centrales de generación de eólica como son las centrales eólicas de Cupisnique (La Libertad) y Talara (Piura) ambas centrales poseen una capacidad instalada iguala a los 114 MW. Las empresas encargadas de la generación participan en un 60% en la tarifa final del cliente.



Empresas Transmisoras Participación en tarifa final al cliente: 5% La actividad de transmisión se refiere al transporte de energía desde los generadores hacia los centros de consumo y se compone de líneas o redes de transmisión y subestaciones de transformación o barras base. En el Perú, el sistema de transmisión está compuesto por el Sistema Principal de Transmisión (SPT) y por el Sistema secundario de Transmisión (SST). El SPT -principal- está conformado por líneas de transmisión de muy alta y alta tensión que se conectan a las subestaciones o barras base. Luego a través de la SST -sistema secundario, compuesto por líneas de transmisión de media y baja tensión, la energía eléctrica se transporta a los consumidores finales. Las empresas encargadas de la transmisión participan en un 5% en la tarifa final al cliente.



Empresas Distribuidoras Participación en tarifa final al cliente: 35% En esta fase se transporta la energía desde las subestaciones o barras base a los consumidores finales, vía líneas de transmisión de media tensión que antes de llegar al consumidor final es transformada a baja tensión (380V ó 220 V). Las empresas encargadas de la distribución tienen una participación del 35% en la tarifa final al cliente.

2. Identificar las ventajas y desventajas de la corriente continua y corriente alterna. Corriente continúa Ventajas     

Se puede almacenar en baterías Se necesitan resistencias para bajar el voltaje Distribución con dos o un solo conductor, utilizando la tierra como conductor de retorno Mejor utilización de los aparatos, que pueden soportar una tensión más elevada Mucho menos peligrosa que la corriente alterna

Desventajas   

La principal, no se puede transportar en grandes distancias Imposibilidad de empleo de transformadores, lo que dificulta el cambio de nivel de tensión La interrupción de corriente continua presenta más problemas que la de corriente alterna.

Corriente alterna Ventajas   

Distribución con dos o un solo conductor Facilidad de interrupción de la corriente Facilidad de transformación, para adaptar el nivel de tensión

3. Una señal eléctrica de corriente continua puede transformar en una señal de corriente alterna y viceversa. Identifique el procedimiento. HABLAREMOS DEL INVERSOR Y DE RECTIFICACIÓN Inversor de CC a AC a) Para convertir una señal de corriente directa a corriente alterna se realiza utilizando un inversor de corriente de DC a AC, el cual se conecta a una batería o al encendedor de un vehículo. Un inversor de energía utiliza transformadores para convertir la corriente DC (batería) a AC (electricidad) en varios voltajes y niveles de frecuencia. Rectificación de AC a CC b) Para convertir una señal de corriente alterna a corriente continua se realiza el proceso de rectificación y generalmente cuando se hacen este tipo de conversiones de CA a CC se suelen hacer para reducir el voltaje de 220 voltios a 6,9,12 o el que queramos para ello se hace uso de un transformador de reducción de tensión. En el proceso de rectificación se usan los diodos ya que este elemento electrónico solo permite el paso de corriente en una dirección y lo impiden en la dirección contraria según como se dispongan los diodos en el circuito y del número de estos que se utilicen la rectificación puede ser de media onda (un diodo en algunos casos se utiliza un condensador como filtro) o de onda completa (con dos diodos o con un puente formado por cuatro diodos). Rectificación de media onda

Rectificación de onda completa

4. En una fuente de alimentación dibuje las gráficas respectivas en cada una de sus etapas.

5. ¿Qué sucede al medir la tensión sin carga y a plena carga, indique las causas y como resolver el problema de la variación de voltaje ?

Efecto de carga: El efecto de carga tiene que ver con el error en la medición de un determinado parámetro cuando se emplea un determinado instrumento que modifica el sistema a medir. Ejemplos clásicos son las impedancias internas de los equipos electrónicos, así como una resistencia en paralelo cuando se mide con un voltímetro. El efecto de carga, también conocido como regulación, es la pérdida de tensión a medida que disminuye la carga; este efecto viene dado por la relación:

donde :  

: Tensión o voltaje de salida de la fuente. : Tensión o voltaje en la carga.



: Resistencia interna de la fuente.



: Resistencia de carga

¿Qué sucede si mido la tensión sin carga y a plena carga? El voltaje de plena carga es el resultado que se tiene cuando el equipo (generador) al cual este voltaje alimenta esta al 100 % de capacidad. Es normal que ese voltaje baje debido a la regulación, siendo este mas alto cuando el equipo está operando en vacío y más bajo cuando el equipo opera al 10, 20, 30, 40 %, de carga, el voltaje va bajando ligeramente conforme vas agregando carga. Lo importante es que llegue a un límite mínimo permisible de no más del 10%. Del voltaje nominal que dependiendo el país es de 120 Volts. Es Por ejemplo inicias sin carga midiendo el voltaje y tienes 125 volts, le vas agregando carga hasta llegar al 100 % (plena carga) y tendrás 117ó118 volts. Si el voltaje baja demasiado (falla de regulación o cableado no adecuado a la carga), el dispositivo no operará adecuadamente o incluso lo dejara de hacer. Indique las causas y como resolver el problema de la variación de voltaje Las variaciones de voltaje pueden tener muchas causas; en la casa la principal es una instalación eléctrica deficiente o insuficiente, esto incluye: -Cables muy delgados y largos -Conexiones mal hechas -Contactos eléctricos desgastados o de mala calidad -Adición de "contactos múltiples" a unos pocos contactos originales. La variación de voltaje se produce (no siempre y no solamente por esto) por la caída de voltaje debida a la corriente. Entre más alta la corriente, mayor caída; entre más resistencia, mayor caída. Las causas anteriores producen una resistencia alta en algunos puntos del sistema como los contactos o los cables delgados y largos, esto combinado con el alto consumo de algunos aparatos hace que el voltaje baje al hacerlos funcionar.

5. ¿Cuál es el objeto de una fuente de poder y por qué se debe rectificar la señal eléctrica A.C para su uso en circuitos electrónicos?

Se rectifica cuando es necesario porque algunos componentes eléctricos solo funcionan con corriente continua. Por ejemplo, todos los componentes electrónicos (transistores) están polarizados en voltajes bajos (5, 9,12v) porque si no su comportamiento sería diferente. Un amplificador a veces amplificaría más o no amplificaría en función del voltaje negativo o positivo aplicado. Por ello, la primera etapa en todos los aparatos electrónicos es un transformador, que disminuye el voltaje a 5, 9,12V, un puente de diodos que lo rectifica y unos condensadores que lo linealizan. .

6. Indique las ventajas y desventajas de una pila primaria, pila secundaria, una pila seca, pila húmeda y una batería.

Pila primaria Una pila primaria produce energía consumiendo algún químico que esta contiene. Cuando este se agota, la pila ya no produce mas energía y debe ser reemplazada. Por ejemplo en este grupo encontramos a las pilas de zinc-carbono. Ventajas 1. Son de bajo costo 2. Las encuentras en todos lados 3. Se manejan todas las medidas estándar Desventajas 1. Ofrecen un muy bajo porcentaje de energía (alrededor del 2%) en comparación a la que se utiliza para fabricarlas. 2. Las no alcalinas duran muy poco en los aparatos de alto consumo.. 3. Algunas aún utilizan mercurio, el cual es altamente contaminante. 4. No son recargables.

Pila secundaria Las pilas secundarias, o pilas de almacenamiento, obtienen su energía transformando alguno de sus químicos en otro tipo de químicos. Cuando el cambio es total, la pila ya no produce más energía. Sin embargo, esta puede ser recargada mandando una corriente eléctrica de otra fuente a través de ella para así poder volver a los químicos a su estado original. Un ejemplo de este grupo es la batería de auto o pila de ácido-plomo. Ventajas 1. Obtienen su energía transformando alguno de sus químicos en otro tipo de químicos 2. Económicas 3. Ecológicas 4. Puede ser recargada Desventajas 1. Menor capacidad de carga/duración. 2. Menor tensión que una pila convencional. 3. Se descargan solas

4. Se acaban estropeando tras muchas cargas.

Pila seca Ventajas 1. Puede funcionar en cualquier posición sin pérdida de electrolito 2. Requieren menos mantenimiento 3. Son más seguros Desventajas 1. Más caros 2. Fácilmente dañadas por la sobrecarga.

Pila Húmeda Ventajas 1. Tienen espiradores para permitir salir los gases generados durante la carga y descarga 2. ventaja de costos 3. tolerantes a la sobrecarga Desventajas 1. Solo deben funcionar en posición derecha 2. Más peligrosas 3. Lento para cargar 4. Pierden agua por evaporación, por lo que la inspección periódica y el relleno son obligatorios. Batería Ventajas 1. Una elevada densidad de energía: Acumulan mucha mayor carga por unidad de peso y volumen. 2. Poco peso: A igualdad de carga almacenada, son menos pesadas y ocupan menos volumen que las de tipo Ni-MH y mucho menos que las de Ni-Cd y Plomo. 3. Alto voltaje por célula: Cada batería proporciona 3,7 voltios, lo mismo que tres baterías de Ni-MH o Ni-Cd (1,2 V cada una). 4. Descarga lineal: Durante toda la descarga, el voltaje de la batería varía poco, lo que evita la necesidad de circuitos reguladores. Esto es una ventaja, ya que hace muy fácil saber la carga que almacena la batería. 5. Muy baja tasa de autodescarga: Cuando guardamos una batería, ésta se descarga progresivamente aunque no la usemos. En el caso de las baterías de NiMH, esta "autodescarga" puede suponer más de un 20% mensual. En el caso de Li-Ion es de menos un 6% en el mismo periodo.

Desventajas 1. Duración media: Depende de la cantidad de carga que almacenen, independientemente de su uso. Tienen una vida útil de unos 3 años o más si se

almacenan con un 40% de su carga máxima (en realidad, cualquier batería, independientemente de su tecnología, si se almacena sin carga se deteriora). 2. Soportan un número limitado de cargas: entre 300 y 1000, menos que una batería de Ni-Cd e igual que las de Ni-MH, por lo que hoy día ya empiezan a ser consideradas en la categoría de consumibles. 3. Son costosas: Su fabricación es más costosa que las de Ni-Cd e igual que las de Ni-MH, si bien actualmente el precio baja rápidamente debido a su gran penetración en el mercado, con el consiguiente abaratamiento. 4. Peor capacidad de trabajo en frío: Ofrecen un rendimiento inferior a las baterías de Ni-Cd o Ni-MH a bajas temperaturas, reduciendo su duración hasta en un 25%.

FUNDAMENTO TEORICO

Corriente alterna La corriente alterna (CA o AC) es aquella en que la que la intensidad cambia de dirección periódicamente en un conductor. Como consecuencia del cambio periódico de polaridad de la tensión aplicada en los extremos de dicho conductor. La variación de la tensión con el tiempo puede tener diferentes formas: senoidal (la forma fundamental y más frecuente en casi todas las aplicaciones de electrotecnia); triangular; cuadrada; trapezoidal; etc. Si bien estas otras formas de onda no senoidales son más frecuentes en aplicaciones electrónicas.

Corriente continua

La corriente directa (CD) o corriente continua (CC) es aquella cuyas cargas eléctricas o electrones fluyen siempre en el mismo sentido en un circuito eléctrico cerrado, moviéndose del polo negativo hacia el polo positivo de una fuente de fuerza electromotriz (FEM), tal como ocurre en las baterías, las dinamos o en cualquier otra fuente generadora de ese tipo de corriente eléctrica. Corriente monofásica Es un sistema formado por una única fase y el conductor neutro y por lo tanto todo el voltaje varía de la misma forma. La distribución monofásica de la electricidad se suele usar cuando las cargas son principalmente de iluminación y de calefacción, y para pequeños motores eléctricos. Corriente trifásica La tensión trifásica, es esencialmente un sistema de tres tensiones alternas, acopladas, (se producen simultáneamente las 3 en un generador), y desfasadas 120º entre sí (o sea un tercio del Periodo). Estas tensiones se transportan por un sistema de 3 conductores (3 fases), o de cuatro (tres fases + un neutro). Por convención las fases se denominan R, S, T, y N para el conductor neutro si existe. La diferencia de potencial entre fase y fase es de aproximadamente de 380V y entre fase y neutro es de aproximadamente 220 V, y a una frecuencia de 60 Hertz (en el caso de nuestro país).

BIBLIOGRAFIA

1. http://www.panasonic-batteries.com/sites/www.panasonicbatteries.com/files/downloads/attachments/pan_catalogus_2014_es_lr.pdf? width=600&height=780&inline=true 2. http://es.wikipedia.org/wiki/Rectificador

3. http://www.osinerg.gob.pe/newweb/uploads/Estudios_Economicos/Fundamentos %20Tecnicos%20y%20Economicos%20del%20Sector%20Electrico %20Peruano.pdf 4. http://es.wikipedia.org/wiki/Inversor_%28electr%C3%B3nica%29