Titulacin de Ingeniero QumicoPrcticas de Tecnologa ElctricaMEDIDAS ELCTRICASPRCTICA N 1MEDIDAS ELCTRICAS (I).- Medidas elctricas bsicasPRCTICA N 2MEDIDAS ELCTRICAS (II).- Medidas en circuitos de corriente alternaPRCTICA N 4MEDIDAS ELCTRICAS (III).- Sistemas trifsicosDepartamento de Ingeniera Elctrica E.T.S.I.I.Pgina 1 de 40Titulacin de Ingeniero QumicoPrcticas de Tecnologa ElctricaPRCTICA N 1MEDIDAS ELCTRICAS (I).- Medidas elctricas bsicasPRCTICA N 2MEDIDAS ELCTRICAS (II).- Medidas en circuitos de corriente alternaPRCTICA N 4MEDIDAS ELCTRICAS (III).- Sistemas trifsicosOBJETIVOMedida de las magnitudes elctricas bsicas de circuitos de corriente continua y corriente alterna monofsica y trifsica. Se utilizarn aparatos bsicos de medida como ampermetros, voltmetros, vatmetros, tenazas voltiamperimtricas y polmetros.Para la descripcin y realizacin de la prctica de MEDIDAS ELCTRICAS la vamos a dividir en tres partes:Medidas elctricas bsicas Medidas en circuitos de corriente alterna Sistemas trifsicos FUNDAMENTO TERICOLa explotacin de cualquier instalacin elctrica requiere la medida y control de determinados parmetros elctricos. Para medir correctamente con cualquier aparato de medida es necesario conocer su forma de conexin y adems interpretar los smbolos impresos en el mismo.Clasificacin de los aparatos de medidaLos aparatos utilizados en las medidas elctricas podemos clasificarles segn los siguientes criterios:Segn la clase de corriente a medir Segn la magnitud elctrica a medir Segn la forma de presentar la medida Segn la aplicacin Segn el principio de funcionamiento Segn la clase de corriente a medirAteniendo a este criterio, los aparatos pueden ser:Aparatos para corriente continua Aparatos para corriente alterna Aparatos para corriente continua y alterna Aparatos para corriente continuaEstos aparatos se utilizan para medir en corriente continua, siendo necesario que lleven marcado el borne positivo, para evitar que el dispositivo indicador intente desviarse en sentido contrario al correcto, con lo que se podra daar el aparato.Departamento de Ingeniera Elctrica E.T.S.I.I.Pgina 2 de 40Titulacin de Ingeniero QumicoPrcticas de Tecnologa ElctricaAparatos para corriente alternaDebido a su sistema de medida se utilizarn exclusivamente en corriente alterna, no siendo necesario marcar los bornes.Aparatos para corriente continua y alternaSon los destinados a efectuar medidas tanto en corriente continua como en alterna. No es necesario que lleven marcado el borne positivo, pues debido al sistema de medida que utilizan, la desviacin del ndice siempre es en sentido correcto.Segn la magnitud elctrica a medirEn la tabla adjunta se especifica las principales magnitudes elctricas, sus unidades y los aparatos que las miden.MAGNITUD ELCTRICAUNIDADAPARATO DE MEDIDATensin (U)Voltio (V)VoltmetroIntensidad (I)Amperio (A)AmpermetroResistencia (R)Ohmio ()Ohmmetro-MegmetroPotencia activa (P)Vatio (W)VatmetroPotencia reactiva (Q)Voltamperio reactivo (var)VarmetroEnerga elctrica (E)Vatio hora (Wh)Contador de energaFrecuencia (f)Hercio (Hz)FrecuencmetroDesfase ()Cos FasmetroFlujo magntico ()Weber (Wb)FluxmetroInductancia (L)Henrio (H)HenrmetroSegn la forma de presentar la medidaAteniendo a este criterio, los aparatos pueden ser:Indicadores Registradores Contadores Aparatos de medida indicadoresSealan el valor instantneo, eficaz, medio o mximo, que en cada momento tiene la magnitud medida.Aparatos de medida registradoresRegistran el valor que va tomando en el tiempo la magnitud medida. Normalmente, son a la vez indicadores.Aparatos de medida integradoresCalculan la integral en el tiempo de los valores a medir. En el caso de la potencia, cuya integral en el tiempo es la energa, estos aparatos se llaman contadores.Segn la aplicacinEn funcin de la aplicacin que se vaya a dar a los aparatos, se clasifican en:Aparatos de cuadro Aparatos porttiles Aparatos de laboratorio Departamento de Ingeniera Elctrica E.T.S.I.I.Pgina 3 de 40Titulacin de Ingeniero QumicoPrcticas de Tecnologa ElctricaAparatos de cuadroLos instrumentos de cuadro, estn destinados para montaje fijo en una posicin determinada. Se emplean fundamentalmente en cuadros de control y para cumplir con finalidad no necesitan ser muy precisos.Aparatos porttilesSon instrumentos que por el hecho de ser porttiles no pueden ser de gran precisin. Se destinan a realizar mediciones espordicas en distintos puntos de circuitos elctricos. Son fciles de transportar y sus bornes estn dispuestos para realizar una conexin rpida y cmoda. Se montan generalmente en cajas de material aislante.Aparatos de laboratorioEstos aparatos son de alto grado de precisin. Se utilizan para realizar medidas que requieren gran exactitud y para verificacin de otros aparatos de medida. Suelen ir provistos de dispositivos que reducen los errores en el momento de realizar las lecturas, tales como espejo adosado a la escala o indicadores de haz luminoso.Segn el principio de funcionamientoTodos los elementos de medida tienen unos elementos fijos y uno mvil rotatorio entre los cuales se manifiesta un par que hace girar el elemento mvil, cuyo ngulo de giro depende de la magnitud que se mide. Solidario con el elemento mvil se tiene una aguja cuyo ndice se mueve delante de una escala sobre la que se efecta la lectura.En todos los aparatos, el par que solicita el rgano mvil, par motor, es equilibrado por otro par antagonista, par resistente, que se manifiesta con el giro del rgano mvil y crece con el ngulo de giro. Este par puede ser debido a la deformacin de un muelle, al desplazamiento de un peso, a la torsin de un hilo de suspensin, etc.El par motor depende del principio funcional del aparato de medida y as, tendremos:Aparatos trmicos Aparatos de hierro mvil Aparatos de cuadro mvil Aparatos de imn mvil Aparatos de induccin Aparatos electrostticos Aparatos electrnicos digitales Aparatos trmicosPueden ser utilizados con corriente continua y con alterna. Dado que su sistema sensitivo tiene siempre un sobrecalentamiento, slo admiten limitadas sobrecargas y de breve duracin.Pueden ser de dos tipos:De par termoelctrico.- La bobina mvil de un milivoltmetro de imn permanente es alimentada por la f.e.m. originada por la diferencia de temperatura en la soldadura de dos metales de distinta naturaleza al calentarse por el paso de una corriente elctrica. Se utilizan para circuitos de alta y muy alta frecuencia.Departamento de Ingeniera Elctrica E.T.S.I.I.Pgina 4 de 40Titulacin de Ingeniero QumicoPrcticas de Tecnologa ElctricaBimetlicos.- Una lmina arrollada en espiral constituida por dos metales de distinta naturaleza soldados ntimamente, calentada por el paso de la corriente a medir, da origen a un giro de la espiral debido al distinto coeficiente de dilatacin de los dos metales que forman la bilmina.Aparatos electromagnticos o de hierro mvilEn estos aparatos, el campo magntico de una bobina fija excitada por una corriente, imanta dos lminas de hierro dulce, una fija y otra mvil, que al repelerse dan lugar al par motor. Sobre la lmina mvil va montada la aguja que da la lectura del aparato. El par motor es funcin del cuadrado de la corriente que circula por la bobina, por la que la inversin del sentido de la corriente no implica cambio de sentido del par, siendo apropiado para medidas en corriente continua y alterna, siendo preferible para alterna, puesto que para continua hay problemas de histresis. El par antagonista est dado por un muelle espiral. Por su simplicidad y robustez constructiva y su bajo precio son los utilizados en aplicaciones industriales.Aparatos magnetoelctricos o de imn permanenteEl par est determinado por la accin de un campo magntico creado por un imn permanente sobre una bobina recorrida por una corriente.Se denomina de bobina mvil, si el imn es fijo y si no de imn mvil.Admitiendo que la induccin en el entrehierro en el que se mueve la bobina es constante, el par motor es proporcional a la corriente, de donde resulta que el ngulo de giro del elemento mvil es proporcional a la corriente que pasa por la bobina. El valor relativamente elevado de la induccin en el entrehierro hace que sean bastante sensibles a los campos magnticos exteriores.Su campo de medida esta limitado a unos 20-30 mA, impuesto por el hilo de suspensin de la bobina que acta a la vez como portacorriente de la bobina y como resorte antagonista. Conectando en paralelo con la bobina una resistencia calibrada, a travs de la cual se deriva la mayor parte de la corriente, se pueden medir corrientes ms elevadas.An cuando solo pueden funcionar con corriente unidireccional, utilizando rectificadores de tamao reducido y fiables, pueden utilizarse con corriente alterna, previamente rectificada, obtenindose el valor eficaz de la misma. Dada la proporcionalidad entre desviacin y corriente, la escala de estos aparatos es uniforme desde el principio hasta el final.Aparatos electrodinmicosEl par viene determinado por los esfuerzos electrodinmicos entre dos bobinas coaxiales una fija y otra mvil montada sobre un eje equilibrado que arrastra a la aguja indicadora. Es utilizado para medicin de tensin, intensidad y potencia en instrumentos patrones y de alta precisin. Su mayor coste hace que no se utilicen en usos industriales.Aparatos de induccinSe utiliza el principio de induccin por lo que solo son apropiados para magnitudes alternas. Su principal aplicacin es como contadores elctricos. El par motor est determinado por un campo magntico giratorio excitado por una bobina fija que acta sobre una corriente inducida por el propio campo magntico en un disco tambor de aluminio o cobre sobre cuyo eje de giro est montada la aguja.Departamento de Ingeniera Elctrica E.T.S.I.I.Pgina 5 de 40Titulacin de Ingeniero QumicoPrcticas de Tecnologa ElctricaAparatos electrostticosEstn basados en las fuerzas atractivas entre cargas elctricas opuestas. Solo se utilizan en laboratorios y salas de ensayo de alta tensin. Constan de una placa fija y otra mvil retenida por un muelle antagonista, constituyendo un condensador.Aparatos electrnicos digitalesSon instrumentos estticos formados por circuitos complejos que comprenden uno o varios convertidores analgicos-digitales. Tienen una gran precisin, del orden del 0,003%.Simbologa de los aparatos de medidaLos aparatos de medida llevan en la esfera o en una de las caras exteriores de la caja, las indicaciones necesarias para informar sobre sus caractersticas. Dichas indicaciones se reflejan mediante smbolos e inscripciones.Smbolos generalesEn la tabla adjunta se indica la simbologa UNE 21318-78 referida a los sistemas de medida:DESIGNACINSMBOLOAparatos magnetoelctricosAparato de imn mvilAparato ferromagnticoAparato electrodinmicoAparato ferrodinmicoAparato de induccinAparato trmico (de hilo o de dilatacin)Aparato bimetlicoAparato electrostticoAparato de lengetas vibrantesDepartamento de Ingeniera Elctrica E.T.S.I.I.Pgina 6 de 40Titulacin de Ingeniero QumicoPrcticas de Tecnologa ElctricaNaturaleza de la corrienteEn la tabla adjunta se relaciona la naturaleza dela corriente medida por el aparato, segn normativa UNE.DESIGNACINSMBOLOCircuito de corrientecontinuaCircuito de corrientealterna monofsicoCircuito de corrientecontinua y corriente alternaCircuito de corriente3alterna trifsicoSeguridadEn la tabla adjunta se pueden ver las tensiones de prueba de los aparatos de medida y que afectan a la seguridad en la manipulacin de los mismos, segn simbologa UNE.Los fallos de aislamiento pueden provocar una diferencia de potencial entre la caja del instrumento y sus partes metlicas con tierra. Los aparatos se someten a una tensin aplicada entre sus partes activas y la caja, que depende de la tensin nominal.DESIGNACINSMBOLOTensin de prueba500 VTensin de prueba superior a2500 V (por ejemplo 2kV)Aparato dispensado de la prueba0dielctricaAlta tensin en el accesorio y/o enVel instrumentoPosicin de trabajoLas posiciones de trabajo a tener en cuenta al utilizar los aparatos de medida, segn norma UNE, se simbolizan como se indica en la tabla adjunta.DESIGNACINSMBOLOAparato a utilizar con la esferaverticalAparato a utilizar con la esferahorizontalAparato a utilizar con la esfera inclinada60en relacin a la horizontal (ejemplo 60)Departamento de Ingeniera Elctrica E.T.S.I.I.Pgina 7 de 40Titulacin de Ingeniero QumicoPrcticas de Tecnologa ElctricaClase de precisinSe simboliza mediante un nmero que indica el error porcentual que comete el aparato. La precisin se caracteriza por el error reducido, que es el cociente, expresado en tanto por ciento, entre el error absoluto del instrumento y el valor mximo que puede medirse con el aparato (alcance). El error reducido se utiliza para agrupar los instrumentos de medida en clases de precisin. Existen siete clases de precisin:0,1-0,2 -0,5 -1-1,5 -2,5 -5Un instrumento con clase 1 tiene un error de un 1% sobre su fondo de escala.Ejemplo: Un voltmetro con clase 1, conectado de forma que su alcance es 200 V, tiene un error mximo absoluto para toda la escala de: 0,01 x 200 V = 2 VPuesto que el error absoluto es el mismo para toda la escala, el error relativo crece a medida que la lectura se aproxima al punto inicial de la escala. Se recomienda, no utilizar medidas en el sector inicial de la escala.Aparatos bsicos de medidaMedida de corrientes elctricas. AmpermetrosEs un aparato fundamental del que se derivan la mayor parte de instrumentos de medida industriales. Se conecta en serie con el circuito cuya corriente se quiere medir, de esta forma, la resistencia interna del aparato deber ser muy pequea, por dos razones:Para que la cada de tensin en la resistencia sea despreciable, frente a la que acta sobre el circuito y no altere sensiblemente la corriente del mismo. Para minimizar la potencia disipada en l por efecto Joule. Los ms econmicos y ms usados son los electromagnticos para c.a. y los magnetoelctricos de bobina mvil para c.c.Medida de tensin. VoltmetrosLa medida de tensin se realiza conectando el aparato en paralelo. Esencialmente, un voltmetro no es ms que un miliampermetro de elevada resistencia interna, utilizndose los de bobina mvil y, sobre todo los de hierro mvil. Realmente, se mide la corriente que circula por el elemento mvil del aparato, con lo que si V es la tensin conectada al voltmetro, r la resistencia interna y Rv la resistencia adicional conectada en serie, la intensidad ser:Vi = ----------r + RvAdmitiendo que las resistencias son constantes, la intensidad resulta proporcional a la tensin y, graduando convenientemente la escala, se leen directamente voltios. La modificacin de Rv permite variar el alcance de medida del aparato.Departamento de Ingeniera Elctrica E.T.S.I.I.Pgina 8 de 40Titulacin de Ingeniero QumicoPrcticas de Tecnologa ElctricaMedida de la potencia activa. VatmetrosLa medida de la potencia activa se realiza mediante vatmetros que pueden ser del tipo electrodinmico, aptos para c.a. y c.c. o de induccin, solo vlidos para c.a. Normalmente se usa el electrodinmico mediante de la conexin de la bobina fija en serie con el circuito, es decir recorrida por la intensidad de este, y la bobina mvil en paralelo con el circuito y, por tanto, recorrida por la intensidad proporcional a la tensin. Se debe conectar el circuito voltimtrico delante del amperimtrico.Un vatmetro de c.c. mide el producto de la tensin por la corriente, en ambas magnitudes hay que tener en cuenta la polaridad de las bobinas. En el caso de c.a. es necesario que la corriente est en fase con la tensin, es decir, el circuito vatimtrico debe ser rigurosamente resistivo para que el par motor del instrumento sea proporcional a la potencia activa.Medida de la potencia reactiva. VarmetrosLa medida de la potencia reactiva se realiza mediante aparatos del tipo electrodinmico o de induccin, siendo la condicin que la corriente que circula por la bobina voltimtrica est desfasada exactamente /2 respecto de la tensin aplicada al circuito.Tenaza voltiamperimtricaSe utiliza generalmente en circuitos de corriente alterna de baja tensin para medir esencialmente la intensidad de corriente que circula por un conductor, sin necesidad de interrumpir el circuito.El aparato tiene la forma de una pinza que constituye el ncleo magntico de un transformador de intensidad. Sobre el est montado el secundario del transformador a la pinza formando un solo conjunto. El primario del transformador de intensidad lo constituye el propio conductor cuya intensidad se desea medir.La uso de la pinza voltiamperimtrica como voltmetro se efecta conectando a unas bornas, que al efecto lleva la pinza, unos conductores flexibles en derivacin con el circuito a medir.PolmetroSon aparatos de medida con los que se pueden realizar la medicin de varias magnitudes elctricas, tanto en circuitos de c.c., como de c.a. Se utilizan de indicacin analgica y digital.Para realizar la medicin de una determinada magnitud, hay que seleccionar previamente: 1 Clase de corriente (continua o alterna).2 Magnitud (intensidad, tensin, resistencia). 3 Calibre.Transformadores de medidaLa conexin directa de un instrumento de medida para medir la intensidad o la tensin de un circuito, muchas veces no es factible. Unas veces porque los valores exceden el campo de medida del aparato, y otras, porque sera muy caro aislar los aparatos de medida en los circuitos de alta tensin, adems de por razones de seguridad.Departamento de Ingeniera Elctrica E.T.S.I.I.Pgina 9 de 40Titulacin de Ingeniero QumicoPrcticas de Tecnologa ElctricaLa utilizacin de los transformadores de medida se basa en la posibilidad de obtener una magnitud secundaria de mdulo proporcional al de la del primario y de la misma fase.Transformadores de tensinConstan de dos devanados cuya relacin de tensin viene dada por la AT a medir y, normalmente, el valor de 110 V que se aplica al instrumento de medida.Estn diseados de forma que la resistencia y la reactancia de dispersin son muy pequeas, siendo as la relacin de tensiones prcticamente igual a la relacin de espiras.Su funcionamiento es prcticamente en vaco debido a que la impedancia del voltmetro colocado en el secundario es elevada. Normalmente e secundario se conecta a tierra para seguridad del personal y de la instalacin.Transformadores de intensidadTiene dos devanados, conectando el primario en serie con el circuito principal y el secundario a un ampermetro, cuya impedancia es muy pequea y, por tanto, su funcionamiento es prcticamente en cortocircuito.La tensin en el secundario con el ampermetro conectado, es muy pequea, pero si se desconectase el ampermetro, la intensidad por el secundario pasara a ser cero y la tensin aumentara mucho, ya que la intensidad por el primario seguira siendo la misma. Esta tensin elevada del secundario, sera peligrosa para el personal y para el propio transformador, por lo que siempre deber evitarse dejar en circuito abierto un transformador de intensidad. Si hubiese que retirar el aparato de medida, sera necesario poner previamente en cortocircuito los extremos del secundario.Los transformadores de intensidad tienen en su devanado primario muy pocas vueltas, e incluso pueden llegar a tener solo una.Contadores de energa elctricaExisten diversos tipos de contadores, pero el ms utilizado es el contador de induccin. Est basado en el efecto de induccin, formado por una bobina voltimtrica y una amperimtrica, que acta sobre un disco de aluminio produciendo un campo giratorio que mueve el disco.La bobina de tensin crea un campo magntico permanente al estar conectada en todo momento a la red, lo que induce en el disco una f.e.m. al ser el flujo variable. Esta f.e.m. inducida en el disco crea unas corrientes parasitarias al estar cerrado y, a su vez, dichas corrientes crean un campo magntico.Cuando se conecta algn receptor, por la bobina de intensidad circula una intensidad que produce, a su vez, otro campo magntico que acta sobre el disco, producindose un par de fuerzas que le hace girar. Es decir, el disco est sometido a dos campos magnticos desfasados que producen un campo magntico resultante giratorio que corta el disco induciendo en l una f.e.m. Al estar cerrado dicho disco, se producen corrientes parasitarias denominadas de Foucault. Estas corrientes producen otro campo magntico con polaridad contraria al campo giratorio que lo produce, debido a la ley de Lenz.Departamento de Ingeniera Elctrica E.T.S.I.I.Pgina 10 de 40Titulacin de Ingeniero QumicoPrcticas de Tecnologa ElctricaComo el campo magntico resultante no es fijo, ya que est movindose constantemente en sentido giratorio, hace que el disco cambie tambin constantemente de polaridad, y al ser contraria a la del campo giratorio, el imn-disco se mover intentando alcanzar el campo giratorio.El movimiento de giro del disco ser proporcional al campo giratorio y como este es proporcional a la intensidad y a la tensin, lo ser a la potencia, por tanto, a mayor potencia, mayor velocidad. El tiempo que est girando multiplicado por la velocidad del disco, determinar la energa elctrica consumida en el circuito que se trate.MaxmetrosEs un aparato de medida encargado de contabilizar la mxima potencia demandada durante un periodo. Durante 15 minutos, la aguja est en tensin y vuelve a cero por la accin de un resorte que es mandado por el reloj del equipo de medida. En la escala graduada existe otra aguja testigo que es arrastrada por la aguja de arrastre, denominada aguja lectora. Cada 15 minutos, la aguja de arrastre marca la potencia media demandada en ese periodo.En los siguientes 15 minutos, si la potencia es igual o menor, no se mover la aguja de lectura; si es mayor, arrastrar la aguja testigo hasta el mximo.DESCRIPCIN DE LA PRCTICAEl ensayo pretende realizar la medida de las magnitudes elctricas bsicas de circuitos de corriente continua y corriente alterna monofsica y trifsica, mediante la utilizacin aparatos bsicos de medida como ampermetros, voltmetros, vatmetros, tenazas voltiamperimtricas y polmetros.En corriente continua hay que tener en cuenta la polaridad, sin embargo en corriente alterna no tiene sentido hablar de polaridad, puesto que la magnitud a medir varia constantemente con el tiempo. Por esta razn no hay que atender a esta circunstancia en las medidas de alterna realizadas con voltmetros y ampermetros. La magnitud indicada por el aparato de medida es el valor eficaz de la corriente o de la tensin.Para los vatmetros hay que tener en cuenta que la magnitud que seala viene dada por la expresin: W = U I cos (U I), en donde (U I) indica el desfase entre la corriente y la tensin. Al ser el coseno una magnitud con signo, la lectura del vatmetro podr ser positiva o negativa.Puesto que el vatmetro est diseado para indicar magnitudes positivas, cuando la aguja del vatmetro tienda a desplazarse hacia la izquierda habr que cambiar las conexiones de forma que la lectura sea positiva y a esta cambiarla el signo.A continuacin describimos cada una de las tres partes en que se dividido la prctica de MEDIDAS ELCTRICAS.Departamento de Ingeniera Elctrica E.T.S.I.I.Pgina 11 de 40Titulacin de Ingeniero QumicoPrcticas de Tecnologa ElctricaPRCTICA N 1MEDIDAS ELCTRICAS (I)MEDIDAS ELCTRICAS BSICASDepartamento de Ingeniera Elctrica E.T.S.I.I.Pgina 12 de 40Titulacin de Ingeniero QumicoPrcticas de Tecnologa ElctricaDESCRIPCIN DE LA PRCTICAMEDIDAS ELCTRICAS I.- Medidas elctricas bsicasMedida de tensiones con voltmetrosComo ya se ha dicho el voltmetro se conecta en paralelo a los puntos entre los que se encuentra la diferencia de potencial que se desea medir.Un voltmetro ideal presenta una resistencia interna infinita, por lo que al efectuar la medida, no circular intensidad por l. Sin embargo en la realidad, a pesar de tener un valor elevado, no es infinita y circular una intensidad por el aparato, pudiendo llegar a influir de manera apreciable en la medida.La alimentacin elctrica se realizar primeramente con corriente continua y se volver a repetir la prctica alimentando al circuito con corriente alterna.Medida de intensidades con ampermetrosEl ampermetro se conecta en serie con el receptor cuya corriente se desea medir, de forma que toda ella circular por el ampermetro.Un ampermetro ideal tiene una resistencia interna nula, pero en el caso de un ampermetro real, a pesar de tener un valor pequeo, no es cero, por lo que al conectar el ampermetro aumenta la resistencia total y en consecuencia la medida puede verse afectada.La alimentacin elctrica se har primeramente con corriente continua y despus con corriente alterna.Medida de resistenciasMedida de resistencias con polmetrosEl polmetro permite realizar mediciones de varias magnitudes elctricas.Actuando sobre el selector (conmutador de funciones) permite seleccionar el modo de funcionamiento, de medida de resistencia y, conectando los cables de prueba a los extremos de la resistencia, se obtendr el valor de la misma, despus de ajustar la escala.Medida de resistencias con voltmetro y ampermetroConsiste en medir la tensin e intensidad en la resistencia de valor hmico desconocido, cuando es alimentada por una fuente de corriente continua. Con los valores de tensin e intensidad medidos se aplica la ley de Ohm para obtener el valor hmico de la resistencia.Hay dos posibles montajes en funcin del orden de conexin del voltmetro y del ampermetro. Si se conecta primero el voltmetro y despus el ampermetro, segn el esquema de la Fig. 3.1, se obtiene el montaje largo, y si se conecta primero el ampermetro y despus el voltmetro, segn el esquema de la Fig. 3.2, se obtiene el montaje corto.Departamento de Ingeniera Elctrica E.T.S.I.I.Pgina 13 de 40Titulacin de Ingeniero QumicoPrcticas de Tecnologa ElctricaMedida de potencias con vatmetrosEn un vatmetro la bobina amperimtrica se conecta en serie con el circuito a medir y la bobina voltimtrica en paralelo.El vatmetro ideal sera aquel en el que su circuito amperimtrico fuese un cortocircuito y el voltimtrico, un circuito abierto.La constante de lectura del aparato depende de dos magnitudes, de la tensin y de la intensidad, por lo que la constante de lectura del aparato es:Tensin x Intensidad (mxima elegida) Cte. Lectura = -----------------------------------------------N total de divisionesEn los vatmetros, los extremos de las bobinas, amperimtrica y voltimtrica, con la misma polaridad, aparecen sealados con un asterisco (*), de forma que la lectura del vatmetro es positiva cuando los terminales estn conectados como se indica en la siguiente Fig.**ZLa prctica se realizar primero alimentando al circuito con corriente continua, y a continuacin de repetir con corriente alterna.Departamento de Ingeniera Elctrica E.T.S.I.I.Pgina 14 de 40Titulacin de Ingeniero QumicoPrcticas de Tecnologa ElctricaEQUIPO NECESARIOMedida de tensiones con voltmetrosPolmetros:1 digital1 analgicoResistencia de carga:a) R = 1 kb) R = 10 MAlimentacin elctrica:Tensin continua regulable: 0 - 100 VTensin monofsica regulable: 0 - 115 VMedida de intensidades con ampermetrosPolmetros:A1 digitalA2 analgicoResistencia de carga:a) R = 2,2 b) R = 100 Alimentacin elctrica:Tensin continua regulable: 0 - 100 VTensin monofsica regulable: 0 - 115 VMedida de resistenciasMedida de resistencias con polmetrosPolmetros:1 digital1 analgicoResistencia de carga:R = 100 Medida de resistencias con voltmetro y ampermetroPolmetros:1 digital1 analgicoResistencia de carga:a) R = 300 b) R = 10 MAlimentacin elctrica:Tensin continua regulable: 0 - 100 VMedida de potencias con vatmetrosPolmetros:1 digital1 Vatmetro:1 analgicoResistencia de carga:R = 300 Alimentacin elctrica:Tensin continua regulable: 0 - 100 VTensin monofsica regulable: 0 - 115 VDepartamento de Ingeniera Elctrica E.T.S.I.I.Pgina 15 de 40Titulacin de Ingeniero QumicoPrcticas de Tecnologa ElctricaREALIZACIN DE LA PRCTICAMedida de tensiones con voltmetrosEsquema de montaje.- Fig. 1Desarrollo de la prcticaPara llevar a cabo el ensayo, despus siguientes pasos: ARBRCde realizar el montaje de la Fig. 1, se seguirn losUtilizando un polmetro analgico, cuya resistencia interna conocemos, calcular tericamente las lecturas de ste aparato, cuando se midan las tensiones UAB, UBC y UAC, en el caso de que R = 1 k y en el caso de que R = 10 M. Comprobar estos resultados tericos efectuando las medidas con el polmetro analgico sobre el montaje prctico del circuito de la Fig. 1, alimentndole con corriente continua. Repetir el apartado anterior cuando el circuito se alimenta con corriente alterna. Utilizando un polmetro digital, cuya resistencia interna conocemos, calcular tericamente las lecturas de ste aparato, cuando se midan las tensiones UAB, UBC y UAC, en el caso de que R = 1 k y en el caso de que R = 10 M. Comprobar estos resultados tericos efectuando las medidas con el polmetro digital sobre el montaje prctico del circuito de la Fig. 1, alimentndole con corriente continua. Repetir el apartado anterior cuando el circuito se alimenta con corriente alterna. Conclusiones: Con que polmetro y para que valores de resistencias la medida de las tensiones tiene menor error? Por qu?Medida de intensidades con ampermetrosEsquema de montaje.- Fig. 2Polmetro300 digitalA1PolmetroA2analgicoR RDesarrollo de la prcticaDespus de realizar el montaje de la Fig. 2, se seguirn los siguientes pasos:Determinar la escala a seleccionar en los ampermetros de la Fig. 2, siendo A1 un polmetro digital, y A2 un polmetro analgico, cuyas resistencias internas conocemos para las escalas seleccionadas, suponiendo en primer lugar que R = 2,2 y en el caso de que R = 100 . Calcular tericamente, teniendo en cuenta las resistencias internas de los ampermetros, los valores que indicarn los ampermetros para los dos valores de las resistencias. Comprobar experimentalmente estos resultados mediante el montaje de la Fig. 2, para los dos valores de las resistencias, cuando el circuito se alimenta con corriente continua. Repetir el apartado anterior cuando el circuito se alimenta con corriente alterna. Departamento de Ingeniera Elctrica E.T.S.I.I.Pgina 16 de 40Titulacin de Ingeniero QumicoPrcticas de Tecnologa Elctricae) Conclusiones:Para que valores de resistencias la medida de las corrientes tiene menor error? Por qu?Medida de resistenciasMedida de resistencias con polmetrosDesarrollo de la prcticaUtilizando el polmetro para medir resistencias se efectuarn las siguientes operaciones:Seleccionar en el polmetro la posicin de medida de resistencia. Comprobar el cero del polmetro cortocircuitando las puntas de los conductores conectados a sus bornas, ajustndose con el mando correspondiente. Conectar con el polmetro una resistencia de 100 . Medida de resistencias con voltmetro y ampermetroEsquema de montaje. - Fig. 3.1 MONTAJE LARGOPolmetro digital AVPolmetroRanalgico Esquema de montaje.- Fig. 3.2 MONTAJE CORTOPolmetrodigitalAVPolmetroRanalgicoDesarrollo de la prcticaSe utilizar como voltmetro el polmetro analgico y como ampermetro el polmetro digital y se efectuarn las siguientes operaciones:Ajustando la tensin de la fuente a un valor de 100 V, y siendo R=300 , medir la intensidad y la tensin en los circuitos de las figuras 3.1 y 3.2 y determinar en funcin de stas medidas el valor de la resistencia R. Cul de los dos montajes es ms exacto para calcular el valor de la resistencia R?. Por qu? Sustituyendo la resistencia R=300 por una R=10 M, y ajustando la tensin de la fuente a 100 V, determinar experimentalmente, a travs de la medida de la tensin y la intensidad en los circuitos de las figuras 3.1 y 3.2, el valor de la resistencia R. Cul de los dos montajes es el ms apropiado e introduce menos error, al calcular el valor de esta nueva resistencia R?. Por qu? Medida de potencias con vatmetrosEsquema de montaje.- Fig. 421**W 3A5VRDesarrollo de la prcticaDepartamento de Ingeniera Elctrica E.T.S.I.I.Pgina 17 de 40Titulacin de Ingeniero QumicoPrcticas de Tecnologa ElctricaSe realizar el montaje de la Fig. 4, prestando especial atencin a la polaridad de las conexiones del vatmetro. y a continuacin se realizarn las siguientes operaciones:Cerrar el interruptor de la fuente de alimentacin de corriente continua y girar el regulador hasta comprobar que el voltmetro indique 100 V. Anotar la lectura del ampermetro y del vatmetro, girar el regulador a cero y abrir el interruptor. c) Comprobar que se cumplen las relaciones: P = RI2 = GU2Repetir los apartados anteriores, pero en este caso alimentando con una tensin de corriente alterna de 115 V. Departamento de Ingeniera Elctrica E.T.S.I.I.Pgina 18 de 40Titulacin de Ingeniero QumicoPrcticas de Tecnologa ElctricaRESULTADOSMedida de tensiones con voltmetrosa) Clculo terico (medida con polmetro analgico)Rinterna (Escala 150 V) = 26,5 kR = 1 kUABUBCUACTENSIN (V)R = 10 MUABUBCUACTENSIN (V)b) Medidas experimentales (medida con polmetro analgico)Alimentacin con corriente continuaR = 1 kUABUBCUACTENSIN (V)R = 10 MUABUBCUACTENSIN (V)c) Medidas experimentales (medida con polmetro analgico)Alimentacin con corriente alternaR = 1 kUABUBCUACTENSIN (V)R = 10 MUABUBCUACTENSIN (V)d) Clculo terico (medida con polmetro digital)Rinterna (Todas escalas) = 10 MR = 1 kUABUBCUACTENSIN (V)R = 10 MUABUBCUACTENSIN (V)e) Medidas experimentales (medida con polmetro digital)Alimentacin con corriente continuaR = 1 kUABUBCUACTENSIN (V)R = 10 MUABUBCUACTENSIN (V)Departamento de Ingeniera Elctrica E.T.S.I.I.Pgina 19 de 40Titulacin de Ingeniero QumicoPrcticas de Tecnologa Elctricaf) Medidas experimentales (medida con polmetro digital)Alimentacin con corriente alternaR = 1 kUABUBCUACTENSIN (V)R = 10 MUABUBCUACTENSIN (V)g) Conclusiones:Con que polmetro y para que valores de resistencias la medida de las tensiones tiene menor error? Por qu?Medida de intensidades con ampermetrosa) Seleccin de escalas de los ampermetrosDIGITALANALGICOESCALA500 mAResistencia interna50 m1,13 b) Clculos tericos (medida A1 ampermetro digital y A2 ampermetro analgico)R = 2,2 I1I2INTENSIDAD (A)R = 100 I1I2INTENSIDAD (A)c) Medidas experimentales (medida A1 ampermetro digital y A2 ampermetro analgico)Alimentacin con corriente continuaDIGITALANALGICOANALGICODIGITALR = 2,2 I1I2I1I2INTENSIDAD (A)DIGITALANALGICOANALGICODIGITALR = 100 I1I2I1I2INTENSIDAD (A)Departamento de Ingeniera Elctrica E.T.S.I.I.Pgina 20 de 40Titulacin de Ingeniero QumicoPrcticas de Tecnologa Elctricad) Medidas experimentales (medida A1 ampermetro digital y A2 ampermetro analgico)Alimentacin con corriente alternaDIGITALANALGICOANALGICODIGITALR = 2,2 I1I2I1I2INTENSIDAD (A)DIGITALANALGICOANALGICODIGITALR = 100 I1I2I1I2INTENSIDAD (A)e) Conclusiones:Para que valores de resistencias la medida de las corrientes tiene menor error? Por qu?Medida de resistenciasMedida de resistencias con polmetrosValor de la resistencia R = 100 Polmetro analgicoErrorRESISTENCIA ()Valor de la resistencia R = 100 Polmetro digitalErrorRESISTENCIA ()Comentarios:Medida de resistencias con voltmetro y ampermetroMontaje largoR = 300 TENSIN (V)INTENSIDAD (A)VALORES DE AJUSTEVALORES MEDIDOSValor de la resistencia ()R = U/I=R = 10 MTENSIN (V)INTENSIDAD (A)VALORES DE AJUSTEVALORES MEDIDOSValor de la resistencia ()R = U/I=Departamento de Ingeniera Elctrica E.T.S.I.I.Pgina 21 de 40Titulacin de Ingeniero QumicoPrcticas de Tecnologa ElctricaMontaje cortoR = 300 TENSIN (V)INTENSIDAD (A)VALORES DE AJUSTEVALORES MEDIDOSValor de la resistencia ()R = U/I=R = 10 MTENSIN (V)INTENSIDAD (A)VALORES DE AJUSTEVALORES MEDIDOSValor de la resistencia ()R = U/I=Comentarios:Medida de potencias con vatmetrosAlimentacin con corriente continuaR = 300 AlcanceLecturaCte. LecturaMedidaINTENSIDAD (A)TENSIN (V)POTENCIA (W)COMPROBACINR I2G U2POTENCIA (W)Alimentacin con corriente alternaR = 300 AlcanceLecturaCte. LecturaMedidaINTENSIDAD (A)TENSIN (V)POTENCIA (W)COMPROBACINR I2G U2POTENCIA (W)Comentarios:Departamento de Ingeniera Elctrica E.T.S.I.I.Pgina 22 de 40Titulacin de Ingeniero QumicoPrcticas de Tecnologa ElctricaPRCTICA N 2MEDIDAS ELCTRICAS (II)MEDIDAS EN CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNADepartamento de Ingeniera Elctrica E.T.S.I.I.Pgina 23 de 40Titulacin de Ingeniero QumicoPrcticas de Tecnologa ElctricaDESCRIPCIN DE LA PRCTICAMEDIDAS ELCTRICAS II.- Medidas en circuitos de corriente alternaDeterminacin de las componentes de una impedancia complejaLa impedancia compleja es una cierta expresin de j:Z = R + j X = Z = Z (cos + j sen )Las componentes son:Z = (Z)R = Re (Z)X = Im (Z)Las tres magnitudes tienen dimensin de una resistencia y se expresan en .Suponiendo ideales los aparatos de medida, las relaciones entre las distintas magnitudes son:P = R I2U = Z IZ2 = R2 + X2y nos permitirn calcular las componentes R y X de la impedancia Z, haciendo:PUR = -------Z = --------X = ( Z2 - R2)I2ITambin se puede operar de la manera siguiente:UP = U I cos Z = -------- = R + j X = Z = Z (cos + j sen )de donde se deduce:IPcos = -------R = Z cos X = Z sen U ICon el ensayo se pretende determinar las componentes de la impedancia compleja.Departamento de Ingeniera Elctrica E.T.S.I.I.Pgina 24 de 40Titulacin de Ingeniero QumicoPrcticas de Tecnologa ElctricaCircuito serie R-L-CLa impedancia de un circuito serie R, L, C es:11Z = R + jL + ------- = R + j (L - ----- ) = R + j (XL + XC)jC CLa reactancia total es: X = XL + XCSi la reactancia total X es positiva, la reactancia tiene carcter inductivo:11XL > XCL > ------- L > --------CCLa intensidad va en retraso respecto a la tensin.Si la reactancia total X es negativa, la reactancia tiene carcter capacitivo:11XL < XCL < ------- L < --------CCLa intensidad va en adelanto respecto a la tensin.Se trata de realizar el diagrama vectorial del siguiente circuito:R-jXcE UrUcUzZDepartamento de Ingeniera Elctrica E.T.S.I.I.Pgina 25 de 40Titulacin de Ingeniero QumicoPrcticas de Tecnologa ElctricaEQUIPO NECESARIODeterminacin de las componentes de una impedancia compleja2 Polmetros:Vatmetro:Impedancia de carga:Z = Reactancia inductivaAlimentacin elctrica:Tensin monofsica regulable: 0 - 115 VCircuito serie R-L-C2 Polmetros:Resistencia:R = 300 Condensador:C = 20 FImpedancia de carga:Z = Reactancia inductivaAlimentacin elctrica:Tensin monofsica regulable: 0 - 115 VDepartamento de Ingeniera Elctrica E.T.S.I.I.Pgina 26 de 40Titulacin de Ingeniero QumicoPrcticas de Tecnologa ElctricaREALIZACIN DE LA PRCTICADeterminacin de las componentes de una impedancia complejaEsquema de montaje.- Fig. 5** WAV ZDesarrollo de la prcticaRealizado el montaje de la Fig. 5, se toman los valores de P, U e I correspondientes al vatmetro, voltmetro y ampermetro respectivamente.Alimentando a una tensin de 115 V, calcular las componentes resistiva y reactiva de Z, empleando cualquiera de los mtodos descritos.Circuito serie R-L-CEsquema de montaje.- Fig. 6V1 V2AR-jXcVZV3Desarrollo de la prcticaRealizamos el montaje de la Fig. 6 y se toman los valores de U e I correspondientes al voltmetro y ampermetro respectivamente. Emplese el mismo voltmetro para obtener las distintas medidas de tensin.Alimentando a una tensin de 115 V, y con los valores de las medidas obtenidas, dibujar el diagrama vectorial de tensiones e intensidades.Departamento de Ingeniera Elctrica E.T.S.I.I.Pgina 27 de 40Titulacin de Ingeniero QumicoPrcticas de Tecnologa ElctricaRESULTADOSDeterminacin de las componentes de una impedancia complejaAlcanceLecturaCte. LecturaMedidaINTENSIDAD (A)TENSIN (V)POTENCIA (W)a)UPZ = R + jX--- --------Z===---R= =--------=II2X = (Z2 - R2) = (2 -2) =Z =+ jb)UPZ = Z Z = --- = --------=cos = ----= --------=IU IR = Z cos ==X = Z sen ==Z =+ jComentarios:Circuito serie R-L-CAlcanceLecturaCte. LecturaMedidaINTENSIDAD (A)TENSIN (V)TENSIN (V1)TENSIN (V2)TENSIN (V3)IUrUcUzMdulo y argumentoDepartamento de Ingeniera Elctrica E.T.S.I.I.Pgina 28 de 40Titulacin de Ingeniero QumicoPrcticas de Tecnologa ElctricaDiagrama vectorialComentarios:Departamento de Ingeniera Elctrica E.T.S.I.I.Pgina 29 de 40Titulacin de Ingeniero QumicoPrcticas de Tecnologa ElctricaPRCTICA N 4MEDIDAS ELCTRICAS (III)SISTEMAS TRIFSICOSDepartamento de Ingeniera Elctrica E.T.S.I.I.Pgina 30 de 40Titulacin de Ingeniero QumicoPrcticas de Tecnologa ElctricaDESCRIPCIN DE LA PRCTICAMEDIDAS ELCTRICAS III.- Sistemas trifsicosDeterminacin de la secuencia de fasesLa secuencia de fases es el orden en que se suceden las tensiones del sistema.El ensayo consiste en determinar si un sistema de tensiones trifsicas equilibradas es de secuencia directa o de secuencia inversa, cuya expresin temporal y representacin vectorial se exponen a continuacin:Secuencia directaea (t) = 2 E cos teb (t) = 2 E cos ( t - 2/3) ec (t) = 2 E cos ( t + 2/3)EcEaEb Secuencia inversaea (t) = 2 E cos teb (t) = 2 E cos ( t + 2/3) ec (t) = 2 E cos ( t - 2/3)EbEaEcPara determinar si es de secuencia directa o inversa se realizar el montaje de la Fig. 7.Segn sea la secuencia, directa o inversa, el diagrama vectorial ser:Secuencia directabSecuencia inversacUacIUbnIURaUaccaUC n UbnbUCURnEn el caso de secuencia directa, el voltmetro V2 marcar una tensin mayor que la de lnea, reflejada por el voltmetro V1 . Si es secuencia inversa, el voltmetro V2 sealar una tensin inferior a la de lnea, marcada por el voltmetro V1.Medida de potencia activaLa potencia consumida por un receptor trifsico es igual a la suma de las consumidas en cada fase. En el caso de un sistema trifsico con hilo neutro o con neutro accesible, se puede medir la potencia de cada fase y si el sistema es equilibrado, basta con medir una fase.La potencia es: P = 3 WF.Departamento de Ingeniera Elctrica E.T.S.I.I.Pgina 31 de 40Titulacin de Ingeniero QumicoPrcticas de Tecnologa ElctricaMedida de potencia reactivaMediante el empleo de un solo vatmetro se puede obtener tambin la potencia reactiva consumida por una carga trifsica equilibrada, si el sistema de tensiones es equilibrado. Para ello, y si el sistema es de secuencia directa, basta conectar el aparato de medida como se muestra en la Fig. 9.El diagrama vectorial de las magnitudes del sistema es:UcaUcUab UaUbIa90-UbcLa lectura del aparato de medida ser:W = U I cos (Ubc, Ia) = U I cos (/2 - ) = U I sen = Q/3Mtodo de los dos vatmetrosEs un mtodo para medir tanto la potencia activa como la reactiva. Este procedimiento se puede aplicar en sistemas en los que no exista neutro o bien este no est accesible.El montaje se realizar conectando los vatmetros, segn se muestra en la Fig. 10.La lectura de cada uno de los dos vatmetros, de acuerdo con el diagrama vectorial, ser:UcaUcUabIbUaIa 30UbUac30UbcW1 = U I cos (Uac, Ia) = U I cos (/6 - ) = 3/2 U I cos + U I sen W2 = U I cos (Ubc, Ib) = U I cos (/6 + ) = 3/2 U I cos - U I sen Al sumar o restar las dos expresiones anteriores, se obtienen las siguientes igualdades:W1 + W2 = PW1 - W2 = Q/3El mtodo solo calcula la potencia reactiva en sistemas equilibrados, y su expresin es la indicada en la ecuacin anterior, cuando las tensiones de alimentacin son de secuencia directa. Sin embargo, la expresin de la potencia activa es vlida para sistemas equilibrados y desequilibrados.Departamento de Ingeniera Elctrica E.T.S.I.I.Pgina 32 de 40Titulacin de Ingeniero QumicoPrcticas de Tecnologa ElctricaCon tensiones de alimentacin de secuencia inversa la expresin de la potencia reactiva es:Q = 3 (W2 - W1)Las lecturas de los vatmetros pueden ser tanto positivas como negativas. Puesto que los vatmetros solo pueden sealar magnitudes positivas, en caso de que uno de ellos tienda a marcar una magnitud menor que cero, habr que cambiar las conexiones, bien de la bobina voltimtrica, bien de la amperimtrica, y considerar la lectura de este vatmetro negativa.Compensacin del factor de potenciaCuando una carga es fuertemente inductiva, su factor de potencia es muy bajo, es decir, cos es prximo a cero ( prximo a 90). Esto lleva consigo que para un mismo consumo de potencia activa, el consumo de potencia reactiva es elevado y por tanto la potencia aparente aumenta considerablemente y en consecuencia, el valor de la corriente es excesivo.Para evitarlo, lo que se hace es compensar el factor de potencia mediante cargas capacitivas. Puesto que las cargas capacitivas ceden reactiva, lo que hacemos es conectar en paralelo con la carga una batera de condensadores, que cedan la suficiente potencia reactiva como para que compense toda o parte de dicha potencia reactiva.La potencia reactiva que suministran los condensadores ser:QC = 3 C UF2donde UF es la tensin de faseTanto el valor de esta tensin como la de los condensadores depender de si la batera se conecta en estrella o en tringulo, que a su vez depende de la tensin de trabajo.Para bajas tensiones, por debajo de 500 V, la norma recomienda colocar la batera de condensadores en tringulo, pues la capacidad de cada condensador es menor y por lo tanto su precio tambin ser menor.CY C = -------3En cambio, para tensiones superiores a 500 V, se recomienda colocar la batera de condensadores en estrella, pues as cada condensador soporta una tensin ms baja que si se colocara en tringulo.En nuestro caso, como manejamos bajas tensiones, colocaremos una batera de condensadores en tringulo. En este caso, la tensin de fase en el condensador es igual a la de lnea U, y lapotencia reactiva que cede la batera de condensadores en tringulo viene dada por la expresin: QC = 3 C U2Departamento de Ingeniera Elctrica E.T.S.I.I.Pgina 33 de 40Titulacin de Ingeniero QumicoPrcticas de Tecnologa ElctricaEQUIPO NECESARIODeterminacin de la secuencia de fases2 Polmetros:Resistencia:R = 300 Condensador:C = 20 FAlimentacin elctrica:Tensin trifsica regulable: 3 x (0 - 115) VMedida de potencia activa2Polmetros:Vatmetro:Impedancia de carga:Z = (Resistencia: R = 300 , Condensador: C = 20 F)Alimentacin elctrica:Tensin trifsica regulable: 3 x (0 - 115) VMedida de potencia reactiva2Polmetros:Vatmetro:Impedancia de carga:Z = (Resistencia: R = 300 , Condensador: C = 20 F)Alimentacin elctrica:Tensin trifsica regulable: 3 x (0 - 115) VMtodo de los dos vatmetros2Polmetros:2Vatmetros:Impedancia de carga:Z = (Resistencia: R = 300 , Condensador: C = 20 F)Alimentacin elctrica:Tensin trifsica regulable: 3 x (0 - 115) VCompensacin del factor de potencia2Polmetros:2Vatmetros:Carga:Tres reactancias inductivas en YBatera de condensadores:C = 2 FAlimentacin elctrica:Tensin trifsica regulable: 3 x (0 - 115) VDepartamento de Ingeniera Elctrica E.T.S.I.I.Pgina 34 de 40Titulacin de Ingeniero QumicoPrcticas de Tecnologa ElctricaREALIZACIN DE LA PRCTICADeterminacin de la secuencia de fasesEsquema de montaje.- Fig. 7aV2CbnV1RcDesarrollo de la prcticaEl ensayo consiste en determinar si un sistema de tensiones trifsicas equilibradas es de secuencia directa o de secuencia inversa, utilizando el montaje de la Fig. 7.En el caso de secuencia directa, el voltmetro V2 marcar una tensin mayor que la de lnea, reflejada por el voltmetro V1 . Si es secuencia inversa, el voltmetro V2 sealar una tensin inferior a la de lnea, marcada por el voltmetro V1.Alimentando el circuito con una tensin de corriente alterna trifsica de 115 V, se anotarn las lecturas de los voltmetros V1 y V2.Medida de potencia activaEsquema de montaje.- Fig. 8a*ZW*VZbcAZDesarrollo de la prcticaSe realizar el montaje de la Fig. 8, que representa un sistema trifsico equilibrado en Y con neutro accesible. Z es la impedancia formada por la asociacin serie de una resistencia y un condensador.La potencia activa que consume el circuito trifsico ser el triple de la potencia sealada por el vatmetro: P = 3 WAlimentado a una tensin de 115 V, obtener la potencia activa consumida por el circuito trifsico.Departamento de Ingeniera Elctrica E.T.S.I.I.Pgina 35 de 40Titulacin de Ingeniero QumicoPrcticas de Tecnologa ElctricaMedida de potencia reactivaEsquema de montaje.- Fig. 9*Za* WVZbcA ZDesarrollo de la prcticaCon el empleo de un solo vatmetro se puede obtener tambin la potencia reactiva consumida por una carga trifsica equilibrada, si el sistema de tensiones es equilibrado.Si el sistema es de secuencia directa, basta conectar el aparato de medida como se muestra en la Fig. 9. La lectura del aparato de medida ser: W = Q/3.Por tanto, la potencia reactiva consumida por una carga trifsica Z, ser:Q = 3 W.Alimentado a una tensin de 115 V, obtener la potencia reactiva consumida por la carga Z, formada por la asociacin serie de una resistencia y un condensador.Mtodo de los dos vatmetrosEsquema de montaje.- Fig. 10*Za* W1*VZb* W2cA ZDesarrollo de la prcticaAlimentndose a una tensin de 115 V, utilcese al mtodo de los dos vatmetros para medir la potencia activa P y reactiva Q, consumida por la carga Z, formada por la asociacin serie de una resistencia y un condensador.Cuando las tensiones de alimentacin son de secuencia directa, la potencia activa P y la reactiva Q, sern:P = W1 + W2Q = 3 (W1 - W2)Con tensiones de alimentacin de secuencia inversa la expresin de la potencia reactiva es:Q = 3 (W2 - W1)Departamento de Ingeniera Elctrica E.T.S.I.I.Pgina 36 de 40Titulacin de Ingeniero QumicoPrcticas de Tecnologa ElctricaCompensacin del factor de potenciaEsquema de montaje.- Fig. 11*a* W1CARGAV*b* WINDUCTIVA2cAYCCCDesarrollo de la prcticaEl circuito se alimenta a una tensin trifsica de 115 V.Se trata de hallar la capacidad de cada condensador, de forma que compense el 90% de la potencia reactiva, es decir, de forma que QC = 0,9 Q. Sustituyendo QC y Q nos queda:3 C U2 = 0,9 3 U I sen De donde:0,9 3 I sen 0,9 3 IC = --------------------- -----------------(suponiendo sen 1)3 U3 UUna vez hallada la capacidad necesaria, se debe montar una carga capacitiva en tringulo, con tres condensadores de aproximadamente dicha capacidad. A continuacin acoplar la batera de condensadores en paralelo con la carga inductiva, segn el montaje de la Fig. 11.La potencia reactiva despus de compensar debe ser aproximadamente el 90% de la que habamos medido inicialmente y la intensidad de corriente debe disminuir considerablemente. La potencia activa, en cambio, debe permanecer constante.Analizar los resultados obtenidos y ver si se corresponden con lo esperado, en caso contrario, buscar una justificacin.Departamento de Ingeniera Elctrica E.T.S.I.I.Pgina 37 de 40Titulacin de Ingeniero QumicoPrcticas de Tecnologa ElctricaRESULTADOSDeterminacin de la secuencia de fasesAlcanceLecturaCte. LecturaMedidaTENSIN (V1)TENSIN (V2)La secuencia del sistema es: Comentarios:Medida de potencia activaAlcanceLecturaCte. LecturaMedidaTENSIN (V)INTENSIDAD (A)POTENCIA (W)Potencia activa absorbida por el sistema trifsico: P =Factor de potencia de la carga trifsica: Cos =Comentarios:Medida de potencia reactivaAlcanceLecturaCte. LecturaMedidaTENSIN (V)INTENSIDAD (A)POTENCIA (W)Potencia reactiva absorbida por el sistema trifsico: Q =Comentarios:Departamento de Ingeniera Elctrica E.T.S.I.I.Pgina 38 de 40Titulacin de Ingeniero QumicoPrcticas de Tecnologa ElctricaMtodo de los dos vatmetrosAlcanceLecturaCte. LecturaMedidaTENSIN (V)INTENSIDAD (A)POTENCIA (W1)POTENCIA (W2)Potencia activa absorbida por el sistema trifsico: P =Potencia reactiva absorbida por el sistema trifsico : Q =Factor de potencia de la carga trifsica: Cos =Comentarios:Compensacin del factor de potenciaAlcanceLecturaCte. LecturaMedidaTENSIN (V)INTENSIDAD (A)POTENCIA (W1)POTENCIA (W2)Potencia activa absorbida por el sistema trifsico: P =Potencia reactiva absorbida por el sistema trifsico : Q =Factor de potencia de la carga trifsica: Cos =Clculo del condensador necesario para la compensacin:0,9 3Isen 0,9 3 IC =--------------------- (suponiendo sen 1)3 U3 UC =0,9x 3 x-------------------------------3x2xx50xDepartamento de Ingeniera Elctrica E.T.S.I.I.Pgina 39 de 40Titulacin de Ingeniero QumicoPrcticas de Tecnologa ElctricaVolver a tomar medidas, con la batera de condensadores conectada y comparar la corriente actual, con la corriente antes de compensarAlcanceLecturaCte. LecturaMedidaTENSIN (V)INTENSIDAD (A)POTENCIA (W1)POTENCIA (W2)Potencia activa absorbida por el sistema trifsico: P =Potencia reactiva absorbida por el sistema trifsico : Q =Factor de potencia de la carga trifsica: Cos =Comentarios:Departamento de Ingeniera Elctrica E.T.S.I.I.Pgina 40 de 40