Informe Practica 1.docx

LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS II Practica Nº 1 TEMA: Circuitos trifásicos Y-Y y 𝑌 − ∆ balanceado Edison Aceldo, Ruth Estrella, Francisco Marroquín, Dennis Jaramillo [email protected], [email protected], [email protected], [email protected] RESUMEN. En la siguiente práctica se realizara la conexión en Y-Y y 𝑌 − ∆ de algunos circuitos trifásicos, a la vez que se comprobara los resultados obtenidos mediante los cálculos con los obtenidos por los equipos electrónicos, compararemos los resultados y veremos si existe alguna diferencia y si la hay entender por qué se da esto, esto lo realizaremos con la ayuda del voltímetro y el amperímetro los cuales miden voltaje sea este de fase o de línea dependiendo de cómo lo conectemos y las corrientes de línea PALABRAS CLAVE Conexión Y-Y, conexión Y-Δ, conexión trifásica balanceada, corriente de línea, corriente de fase, voltaje de línea, voltaje de fase. ABSTRACT. In the next practice the connection in YY and Y-Δ of some three-phase circuits is made, while the results obtained by the electronic means are checked, we will compare the results and we will see if there is a difference and if it is necessary to understand why it is can this, I understand this with the help of the voltmeter and the ammeter which measure the sea voltage this phase or the line depends on how they connect it and the line currents. KEY WORDS: Y-Y connection, Y-Δ connection, balanced three-phase connection, line current, phase current, line voltage, phase voltage

1. INTRODUCCIÓN. Los circuitos trifásicos balanceados son los más comunes y se conectan por lo general en Y o ∆ . Cada una de estas conexiones tiene características bien definidas. Un sistema trifásico no es más que la unión de tres sistemas monofásicos y en consecuencia no es más difícil de manejar que los circuitos monofásicos. Un sistema trifásico es un sistema de producción, distribución y consumo de energía eléctrica formado por tres corrientes alternas monofásicas de igual frecuencia y amplitud (y por consiguiente valor eficaz), que presentan una diferencia de fase entre ellas de 120° eléctricos, y están dadas en un orden determinado. Cada una de las corrientes monofásicas que forman el sistema se designa con el nombre de fase. Voltaje de las fases de un sistema trifásico equilibrado. Entre cada una de las fases hay un desfase de 120°. Un sistema trifásico de tensiones se dice que es equilibrado cuando sus corrientes son iguales y están desfasadas simétricamente. Pueden tener dos secuencias positiva “abc” y negativo “acb” entonces varían las corrientes de fase de acuerdo al orden se van desfasando 120°. El sistema trifásico las cargas monofásicas tienen el mismo valor y en las tensiones ocurre de la misma forma.

2. OBJETIVOS:  Estudiar la relación existente entre el valor del voltaje y el de la corriente en circuitos trifásicos.  Aprender cómo se hacen conexiones en delta y estrella. 3. MATERIALES:  Módulo de punto alimentación (0 120/208V/3∅) EMS 8821  Módulo de medición de c-a (250/250/250V) EMS 8426  Módulo de medición de c-a (0.5/0.5/0.5A) EMS 8425  Módulo de resistencia EMS8311  Cables de conexión EMS8941 4. PROCEDIMIENTO: 4.1 TRABAJO PREPARATORIO: Realice los cálculos de los parámetros indicados para cada una de las siguientes figuras (figura 2 y figura 3), considere un valor de resistencia de 400 Ohms. Y llene la tabla 1. 4.2 IMPLEMENTACIÓN DE CIRCUITO Fuente de alimentación. La fuente de alimentación está en Y y tiene un voltaje ajustable de fase para las líneas 4, 5 y 6 que para nuestro caso serán a, b y c respectivamente. 1. Conecte el circuito que ilustra en la figura 1, utilizando los Módulos EMS de la fuente de alimentación y medición de c-a. 2. Conecte la fuente de alimentación y ajuste el voltaje de línea a neutro exactamente a 120V ca (según lo indique el voltímetro de la fuente de alimentación). 3. Mida y anote cada voltaje de línea a línea.

Figura 1: Circuito en Y 4. Vuelva a conectar los tres voltímetros con el fin de medir el voltaje de cada línea al neutro. 5. Conecte la fuente de alimentación y ajuste el voltaje de línea a neutro exactamente a 120V c-a (según lo indique el voltímetro de la fuente de alimentación). Mida y anote cada voltaje de línea al neutro 6. Vuelva el voltaje a cero y desconecte la fuente de alimentación. 7. Repita el procedimiento 4.1 y 4.2; pero en esta ocasión mida los voltajes desde las terminales de salida fija de la fuente de alimentación 4.3 CONEXIÓN Y-Y BALANCEADO CON CARGAS RESISTIVAS a) Conecte el circuito en estrella como se ilustra en la figura 2, usando los Módulos EMS de Resistencia y Medición de c-a. Utilice secciones de resistencia sencillas para las cargas 𝑅1, 𝑅2 y 𝑅3. No conecte el neutro del Módulo de Resistencia al neutro de la fuente de alimentación. b) Ajuste cada sección de resistencia a 400 Ohms. c) Conecte la fuente de alimentación y ajústela a 208V c-a.

Tensiones de fase 𝑽𝒂𝒃 = √𝟑𝑽𝒂𝒏 208 = √3𝑉𝑎𝑛 208 𝑉𝑎𝑛 = √3 𝑉𝑎𝑛 = 120.08 𝑉𝑟𝑚𝑠 Van =120.08<-30° Vrms Vbn =120.08<-150° Vrms Vcn =120.08<90°Vrms

Figura 2: Circuito en Y con cargas resistivas d) Mida y anote los voltajes y las corrientes que pasan por las tres resistencias de carga 𝑅1, 𝑅2 y 𝑅3. e) Reduzca el voltaje a cero y desconecte la fuente de alimentación. 4.4 CONEXIÓN Y-∆ BALANCEADO CON CARGA RESISTIVA. a) Conecte el circuito en delta, ilustrado en la figura 3.

Corrientes de línea y de fase 𝑰𝒑 = 𝑰𝑳 𝐼𝐴𝐵 = 𝐼𝑎 𝑉𝑎𝑛 𝐼𝑎 = 𝑍𝑌 120.08 < −30° 𝐼𝑎 = 400 𝐼𝑎 = 0.3 < −30° 𝐴𝑟𝑚𝑠 = 𝐼𝐴𝐵 Ia= IAB =0.3<-30°Arms Ib= IBC=0.3<-150°Arms Ic= ICA =0.3<90°Arms

Tensiones en la carga

Figura 3: Circuito en Y-∆ con cargas resistivas b) Ajuste cada sección de resistencia a 400Ohms. c) Conecte la fuente de alimentación y ajústela a 120V c-a. , línea a línea. d) Mida y anote los voltajes y las corrientes de las tres resistencias de carga 𝑅1, 𝑅2 y 𝑅3. 5. CÁLCULOS Figura 2 Tensiones de línea Vab =208<0° Vrms Vbc =208 <-120° Vrms Vca =208<120°Vrms

𝑉𝐴𝑁 = 𝑍𝑌(𝐼𝐴𝑁 ) 𝑉𝐴𝑁 = 400(0.3 < −30°) 𝑉𝐴𝑁 = 120.08 < −30° 𝑉𝑟𝑚𝑠 VAN =120.08<-30° Vrms VBN=120.08<-150° Vrms VCN =120.08<90°Vrms

Figura 3 Tensiones de linea y de carga 𝑉𝐿 = 𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑉𝑎𝑏 = 𝑉𝐴𝐵 Vab =120<0° Vrms Vbc =120<-120° Vrms Vca =120<120°Vrms VAB =120<0° Vrms VBC =120<-120° Vrms VCA=120<120°Vrms

Tensiones de fase |𝑉𝐿 = √3 𝑉𝑝 𝑉𝑎𝑏 = √3 𝑉𝑎𝑛

𝑉𝑎𝑛=

𝑉𝑎𝑏

𝑉𝑎𝑛 =

√3 120

√3 𝑉𝑎𝑛 = 68.28 𝑉𝑟𝑚𝑠 Van =69.28<-30° Vrms Vbn =69.28<-150° Vrms Vcn =69.28<90°Vrms

Corrientes de fase 𝑉𝐴𝐵 𝐼𝐴𝐵 = 𝑍∆ 120 𝑉 𝐼𝐴𝐵 = 400 Ω 𝐼𝐴𝐵 = 0.3

2. En un circuito conectado en delta, la corriente es 20 A, en cada resistencia de carga. ¿Cuál es la corriente de línea? 𝐼𝐿 = √3𝐼∆ = √3(20) = 34.64 𝐴 3. En un circuito conectad en estrella, la corriente es de 10 A, en cada resistencia de carga. ¿Cuál es la corriente de línea? 𝐼∅ = 𝐼𝐿 = 10 𝐴

IAB =0.3<0° Arms IBC =0.3<-120° Arms ICA=0.3<120°Arms

4. Tres cargas con una resistencia de 10 Ohms, se conectan en estrella. La potencia trifásica es 3000 Watts. ¿Cuál es el voltaje de línea a línea?

Corrientes de línea 𝐼𝐴 = (120 < 0° − 120 < 120°)𝐴𝑟𝑚𝑠 𝐼𝐴 = 0.51 < −30 𝐴𝑟𝑚𝑠 Ia =0.51<-30° Arms Ib =0.51<-150° Arms Ic =0.51<90°Arms

6. ANÁLISIS DE RESULTADOS Figura 2 Figura 3 Valores Me Calcula Medi Calcula did dos dos dos os 208 120 120 𝐸𝐿𝑖𝑛𝑒𝑎 𝑎 𝐿𝑖𝑛𝑒𝑎 208 120 69.28 69 𝐸𝐿𝑖𝑛𝑒𝑎 𝑎 𝑁𝑒𝑢𝑡𝑟𝑜120 120 120 120 120 𝐸𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 0.3 0.3 0.51 0.55 𝐼𝐿𝑖𝑛𝑒𝑎 0.3 0.3 0.3 0.32 𝐼𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 Tabla 1. Valores medidos y calculados 7.

PREGUNTAS 1. En un círculo conectado en estrella si el voltaje de línea es 346 Volts. ¿Cuál es el voltaje de la línea al neutro? 𝑉𝑁 =

𝑉𝐿 √3

=

346 √3

= 199.76𝑉

𝑃𝑇 = √3𝑉𝐿 𝐼𝐿 𝑉∅ 𝑃𝑇 = √3𝑉𝐿 𝑍𝑌 𝑉𝐿 𝑃𝑇 = √3𝑉𝐿 𝑍𝑌 √3 𝑉𝐿 2 𝑃𝑇 = 𝑍𝑌 𝑉𝐿 = √𝑃𝑇 ∗ 𝑍𝑌 𝑉𝐿 = √(3000) ∗ (10) 𝑉𝐿 = 173.205 𝑉 5. Se conectan tres resistencias de 11 Ohms en delta, a una línea trifásica de 440 volts. ¿Cuál es la corriente de línea?

Tensiones De Fase 𝑉𝑎𝑛 = 440 𝑉𝑏𝑛 = 440 𝑉𝑐𝑛 = 440 Tensiones De Linea 𝑉𝑎𝑏 = 440 ∗ √3 = 762.10 𝑉𝑏𝑐 = 440 ∗ √3 = 762.10 𝑉𝑐𝑎 = 440 ∗ √3 = 762.10

Corrientes De Carga 𝑉𝑎𝑏 762.10 𝐼𝐴𝐵 = = = 69.28 𝐴 𝑍∆ 11 𝑉𝑏𝑐 762.10 𝐼𝐵𝐶 = = = 69.28 𝐴 𝑍∆ 11 𝑉𝑐𝑎 762.10 𝐼𝐶𝐴 = = = 69.28 𝐴 𝑍∆ 11 Corrientes De Linea: 𝐼𝑎 = √3 ∗ 𝐼𝐴𝐵 = √3 ∗ (69.28) = 119.99 𝐴 𝐼𝑏 = √3 ∗ 𝐼𝐵𝐶 = √3 ∗ (69.28) = 119.99 𝐴 𝐼𝑐 = √3 ∗ 𝐼𝐶𝐴 = √3 ∗ (69.28) = 119.99 𝐴 6. ¿Cuál es la potencia trifásica total? 𝑆𝑇 = √3𝑉𝐿 𝐼𝐿 𝜃 8. CONCLUSIONES  En un sistema Y-Y la corriente de línea es igual a la corriente de fase.  En un sistema Y-Δ balanceado la relación de la corriente de línea y la corriente en la Δ es igual a 1.73 𝑜 √3.  En un sistema Y-Y y Y-Δ balanceado la potencia activa trifásica total es igual a 3 veces la potencia que hay en una fase. 9. RECOMENDACIONES  Verificar el Funcionamiento de los instrumentos de medida y cables de conexión.  Verificar que los dispositivos electrónicos estén en buen estado.  Verificar el valor de las resistencias para cada circuito.  Verificar que el circuito este amado adecuadamente  Leer y analizar la guía de práctica antes de empezar una practica. 10. BIBLIOGRAFIA.  Teoría de Circuitos y Dispositivos Electrónicos, Boylestad & Nashelsky, décima edición, 2009, PearsonPrentice Hall.



Dispositivos Electrónicos, Floud Thomas L, Octava Edición, 2007, Pearson Educación.