Circuitos 2 Informe 2.docx

DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

CARRERA DE INGENIERÍA EN ELECTRONICA AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL

ASIGNATURA: CIRCUITOS ELECTRICOS II (LABORATORIO)

NRC: 3379

TRABAJO PREPARATORIO N°2

DOCENTE: DR. LUIS RAÚL CADENA LASLUISA



INTEGRANTES: LENIN LOACHAMIN  DARÍO QUISHPE

SANGOLQUÍ - 22 DE OCTUBRE DEL 2018

TRABAJO PREPARATORIO N°2 TEMA: CORRIENTES Y VOLTAJES EN CONEXIÓN Y-Δ CON CARGA BALANCEADA. TRABAJO PREPARATORIO En el circuito de la figura determinar los voltajes y corrientes de línea y de fase con carga balanceada conectada en triángulo

Fig. 1 Esquema del ejercicio propuesto. Desarrollo de cálculos teóricos para la práctica. 𝒁𝟏𝟐 = 𝒁𝟐𝟑 = 𝒁𝟑𝟏 𝑽𝑳 = 𝑽 𝒇 En este caso hemos definido que se encuentra trabajando en secuencia positiva.  Voltajes de línea:



𝑽𝟏𝟐 = 𝑉𝑔1 − 𝑉𝑔2 = (120 ∠ 0°) − (120 ∠ − 120°) = 207.846 ∠ 30° [V ] 𝑽𝟐𝟑 = 𝑉𝑔2 − 𝑉𝑔3 = (120 ∠ − 120°) − (120 ∠ 120°) = 207.846 ∠ − 90° [V ] 𝑽𝟑𝟏 = 𝑉𝑔3 − 𝑉𝑔1 = (120 ∠ 120°) − (120 ∠ 0°) = 207.846 ∠ 150° [V ] Voltajes de fase: 𝑽𝒇𝟏𝟐 = 𝑉12 = 207.846 ∠ 30° [V ] 𝑽𝒇𝟐𝟑 = 𝑉23 = 207.846 ∠ − 90° [V ] 𝑽𝒇𝟑𝟏 = 𝑉31 = 207.846 ∠ 150° [V ]

Tomamos en cuenta que se trata de una conexión en triangulo las corrientes: Corriente de fase: 𝑽𝒇 𝑰𝒇 = 𝑹 𝑉𝑓12 207.846 ∠ 30° 𝐼𝑓12 = = = 1.03 ∠ 30° [A] 𝑅 201.66 𝑉𝑓23 207.846 ∠ − 90° 𝐼𝑓23 = = = 1.03 ∠ − 90° [A] 𝑅 201.66 𝑉𝑓31 207.846 ∠ 150° 𝐼𝑓31 = = = 1.03 ∠ 150° [A] 𝑅 201.66

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𝑰𝑳𝟏 𝑰𝑳𝟐 𝑰𝑳𝟑

Corriente de línea: |𝑰𝑳 | = √𝟑 |𝑰𝒇 | = √3 𝐼𝑓12 = √3 (1.03) = 1.785 ∠ 0° [A] = √3 𝐼𝑓23 = √3 (1.03) = 1.785 ∠ − 120° [A] = √3 𝐼𝑓31 = √3 (1.03) = 1.785 ∠ 120° [A]

Análisis por mallas:

Aplicamos circuito y siguiente: - Malla I1

mallas en el obtenemos lo

𝑅(𝐼1 + 𝐼3 ) + (120∠ − 120°) − (120∠0°) = 0

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DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA - Malla I2 𝑅(𝐼2 − 𝐼3 ) + (120∠ − 120°) − (120∠120°) = 0 - Malla I3 𝑅(𝐼3 + 𝐼1 ) + 𝑅(𝐼3 − 𝐼2 ) + 𝑅 𝐼3 = 0 Matriz de ecuaciones, 𝑅 = 201.66 Ω:

𝑅 (0 𝑅

0 𝑅 −𝑅

(120∠0°) − (120∠ − 120°) 𝑅 −𝑅 (120∠120°) − (120∠ − 120°)) 3𝑅 0 𝐼1 = 1.785∠ 0°[𝐴] 𝐼2 = 1.785∠120°[𝐴] 𝐼3 = 1.03∠150°[𝐴]

Entonces las corrientes de línea tenemos: 𝑰𝑳𝟏 = 𝑰𝟏 = 1.785∠ 0°[𝐴] 𝑰𝑳𝟐 = 𝑰𝟏 − 𝑰𝟐 = 1.785∠ − 120°[𝐴] 𝑰𝑳𝟑 = 𝑰𝟐 = 1.785∠120°[𝐴] Las corrientes de fase: 𝑰𝒇𝟏𝟐 = 𝑰𝟏 + 𝑰𝟑 = 1.03 ∠30°[𝐴] 𝑰𝒇𝟐𝟑 = 𝑰𝟐 − 𝑰𝟑 = 1.03 ∠ − 90°[𝐴] 𝑰𝒇𝟑𝟏 = 𝑰𝟑 = 1.03 ∠150°[𝐴]

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CARRERA DE INGENIERÍA EN ELECTRONICA AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL

ASIGNATURA: CIRCUITOS ELECTRICOS II (LABORATORIO)

NRC: 3379

INFORME N°2

DOCENTE: DR. LUIS RAÚL CADENA LASLUISA

INTEGRANTES:  LENIN LOACHAMIN  DARÍO QUISHPE

SANGOLQUÍ - 24 DE OCTUBRE DEL 2018

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DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA CIRCUITOS ELECTRICOS II Practica N°2 Tema: “Corrientes y voltajes en conexión Y-Δ con carga balanceada” OBJETIVOS:  Comprobar las relaciones de voltajes y corrientes en conexiones de carga Y-∆ balanceada.  Familiarizarse con el uso de instrumentos de medida.  Verificar las características de funcionamiento en el tipo de conexión Y-∆.  Identificar las ventajas y desventajas de este tipo de conexión. EQUIPO NECESARIO:      

Transformador Variac trifásico Osciloscopio Lámparas incandescentes (Pmáx 60 W) Boquillas de cerámica Multímetro Cables conductores

PROCEDIMIENTO 1.- Utilice el osciloscopio para determinar la secuencia de fase de su fuente trifásica con voltajes de fase inferiores a 10 Vrms. 2.- Construya el circuito de la figura. Considere que R es una lámpara incandescente de potencia máxima igual a 60 W.

Figura1. Circuito trifásico Y-Δ con carga balanceada

3.- En el circuito anterior mida voltajes entre líneas, voltajes de fase y cada una de las corrientes en la carga. Anote resultados. 4.- Elabore la hoja con los resultados anotados y preséntela al instructor.

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DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA ANALISIS DE RESULTADOS. 1. Tabule los valores de corrientes y voltajes calculados y medidos Determine los errores de medición. Desarrollo de cálculos teóricos para la práctica. 𝒁𝟏𝟐 = 𝒁𝟐𝟑 = 𝒁𝟑𝟏 Por el tipo de conexión en el laboratorio los cálculos se restructuraron de la siguiente manera.  Voltajes de línea:



𝑽𝟏𝟐 = 𝟏𝟐𝟐∠ 𝟑𝟎𝒐 [𝑽] 𝑽𝟐𝟑 = 𝟏𝟐𝟔∠ − 𝟗𝟎° [𝐕 ] 𝑽𝟑𝟏 = 𝟏𝟏𝟖∠ 𝟏𝟓𝟎° [𝐕 ] Voltajes de fase: 𝑽𝒇𝟏𝟐 = 220∠0𝑜 [𝑉] 𝑽𝒇𝟐𝟑 = 217∠ − 120𝑜 [𝑉] 𝑽𝒇𝟑𝟏 = 217∠120𝑜 [𝑉]

Tomamos en cuenta que se trata de una conexión en triangulo las corrientes: Corriente de fase: 𝑽𝒇 𝑹= 𝑰 𝟏𝟐𝟎 𝒁= 𝟎, 𝟒𝟏 𝒁 = 𝟐𝟗𝟐. 𝟔𝟖 𝛀 𝑉𝑓12 122 ∠ 30° 𝐼𝑓1 = = = 0,41∠ 30° [A] 𝑅 292.68 𝑉𝑓23 120 ∠ − 90° 𝐼𝑓2 = = = 0.59 ∠ − 90° [A] 𝑅 203.38 𝑉𝑓31 120 ∠ 150° 𝐼𝑓3 = = = 0.41 ∠ 150° [A] 𝑅 292.68 Corriente de línea: |𝑰𝑳 | = √𝟑 |𝑰𝒇 | 𝑰𝑳𝟏 = √3 𝐼𝑓1 = √3 (0,41) = 0.710 ∠ 0° [A] 𝑰𝑳𝟐 = √3 𝐼𝑓2 = √3 (0,41) = 0.710 ∠ − 120° [A] 𝑰𝑳𝟑 = √3 𝐼𝑓3 = √3 (0,41) = 0.710∠ 120° [A]

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DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA Para el cálculo de error usamos la siguiente ecuación. %𝒆𝒓𝒓𝒐𝒓 =

𝒗𝒂𝒍𝒐𝒓 𝒄𝒂𝒍𝒄𝒖𝒍𝒂𝒅𝒐 − 𝒗𝒂𝒍𝒐𝒓 𝒎𝒆𝒅𝒊𝒅𝒐 × 𝟏𝟎𝟎% 𝒗𝒂𝒍𝒐𝒓 𝒄𝒂𝒍𝒄𝒖𝒍𝒂𝒅𝒐

Análisis en Secuencia positiva.

𝑽𝒇𝟏𝟐 𝑽𝒇𝟐𝟑 𝑽𝒇𝟑𝟏 𝑰𝒇𝟏𝟐 𝑰𝒇𝟐𝟑 𝑰𝒇𝟑 𝟏

Valor calculado 120 V 120 V 120 V 0,83 A 0,83 A 0,83 A

Valor Medido 123,9 V 125,5 V 124,2 V 0,82 A 0,85 A 0,81 A

Calculo de Error 3,25 % 4,58% 3,5% 1,20% 2,41% 2,40%

CUESTIONARIO 1. ¿Es trifásico el servicio eléctrico que las empresas de distribución proporcionan a los sectores residenciales? Justifique su respuesta. El sistema residencial en Ecuador es monofásico con una fase y un neutro; esto se debe a que la potencia en una residencia no es muy alta ya que no supera aproximadamente lo 10kW; también se debe a todos los dispositivos electrónicos funcionan con una fase y un neutro que en la mayor parte no sobrepasa los 120 voltios.[1] 2. ¿Qué diferencias usted encontró con las mediciones realizadas en el circuito trifásico Y-Y de la práctica anterior? Las principales diferencias que se encuentra es el voltaje de generación que se necesita para conseguir un voltaje de fase igual a 120 [Vrms]; ya que en una configuración en triángulo el voltaje de generación es de 69 [Vrms] mientras que en una configuración en estrella se necesita 120 [Vrms]. Tratando sobre la corriente, las corrientes de fase son iguales en cualquiera de las dos configuraciones; pero, cambia en el voltaje de línea de las configuraciones debido a que en una configuración en triangulo la corriente de línea es un poco mayor a 1 [A] y en una configuración en estrella permanece en los 500 [mA] aproximadamente.

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DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. 

Al utilizar cagas balanceadas al generador trifásico con una configuración en triángulo para obtener un voltaje de línea y de fase igual a 120 [Vrms] se necesita un generador trifásico de 69 [Vrms].



En una configuración en estrella la corriente de línea es distinta a la de fase y se evidencia en las mediciones de las mismas donde la corriente de línea es mucho mayor a la de fase ya que un mide aproximadamente 1 [A] y 500 [mA] respectivamente.



En la configuración en triangulo no se tiene una línea de referencia o neutro para las conexiones.



Es recomendable realizar la práctica de laboratorio con cargas desbalanceadas para ver los efectos que este tiene en la red trifásica y poder medir los valores de voltaje y corriente.



Se recomienda utilizar los aparatos de medición con precaución y verificar las escalas en el multímetro para evitar danos en el dispositivo.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS. Endesa, «¿Instalación monofásica o trifásica en mi vivienda?,» 15 Diciembre 2014. [En línea]. Available: https://www.endesaclientes.com/preguntas-frecuentes/que-saber-elegirentre-monofasico-trifasico.html. [Último acceso: 13 Mayo 2018]. Dorf R., Svoboda J.(2006), Circuitos Eléctricos, México D.F., Alfaomega.

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DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA Anexos:

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