Laboratorio 2 Maquinas Electricas.docx

MÁQUINAS ELÉCTRICAS LABORATORIO N° 2 “TRANSFORMADOR MONOFÁSICO COMPORTAMIENTO CON CARGA”

Alumno (os):

Grupo

:

Semestre

:

Fecha de entrega

:

PROFESOR

Nota:

Hora:

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL PROGRAMA DE FORMACION REGULAR

I. OBJETIVOS

II.

-

Interpretar y analizar los resultados de pruebas y mediciones efectuadas al transformador monofásico, al aplicar cargas de distinta naturaleza (resistiva, inductiva y capacitiva).

-

Determinar la regulación de voltaje para las cargas resistivas, inductivas y capacitivas.

EQUIPO A UTILIZAR -

III.

1 Transformador de potencia monofásico de 400 VA 110/220 V - 3 multímetros. Cargas resistivas. Cargas inductivas. Cargas capacitivas.

FUNDAMENTO TEÓRICO Regulación de voltaje en el transformador

Puestos que el transformador real tiene impedancias en serie en su interior, su tensión de salida varía con la carga, aún si la tensión de alimentación se mantiene constante. Para comparar cómodamente los transformadores, en cuanto a esto, se acostumbra definir una cantidad llamada regulación de voltaje (RV). Se define por la ecuación:

VSC −VPC RV = x100% VPC Vsc = Voltaje sin carga (en vacío) Vpc = Voltaje con carga. Para un transformador ideal RV = O -

Con carga resistiva

RV > 0%

-

Con carga inductiva

RV > 0%

-

Con carga capacitiva

RV < 0%

Voltaje sin carga VSC

Voltaje con carga VPC

Como un caso particular, se debe indicar que la regulación de voltaje no solo es cero cuando el transformador monofásico está en vacío, sino también cuando en sus bornes tiene una carga capacitiva que hace que el voltaje en terminales suba hasta tener el mismo valor que el voltaje en ELECTROTECNIA INDUSTRIAL PROGRAMA DE FORMACION REGULAR

vacío. Por lo que antes de determinar la condición de operación del transformador, se debe poner atención a como está conectado respecto al circuito.

IV.

PROCEDIMIENTO

Advertencia: ¡En esta etapa se manejarán voltajes peligrosos! ¡No haga ninguna conexión cuando la fuente esté conectada! ¡La fuente debe desconectarse después de hacer cada medición!.

Advertencia: Usar lentes de seguridad durante su permanencia en el Taller

Advertencia: Usar botas de seguridad durante su permanencia en el Taller

4.1. Regulación con cargas resistivas Armar el circuito como muestra la figura:

400 VA 110V/220V

110V / 220 V

Medir el voltaje sin carga.

Vsc=___220____V Manteniendo constante el voltaje de entrada (110 V), hallar la regulación de voltaje y llene la columna 4 del cuadro anterior

TABLA N° 1 Resistencia (Ω) 1500 1000 750 470 333 235

VS = VCarga (V) 218.1V 217.1V 215.5V 213.5V 210.5V 208.6V

IS (A) 0.142A 0.203A 0.301A 0.448A 0.658A 0.874A

RV (%) (Calcular) 0.87% 1.33% 2.27% 3-14% 4.51% 5.46%

SCarga (VA) (Calcular) 30.97V 44.07V 64.86V 95.55V 138.50V 182.31V

Α (Calcular) 0.077A 0.110A 0.162A 0.238A 0.346A 0.455A

Hallar la potencia aparente en la carga resistiva y llene la columna 5 del cuadro anterior (Scarga = VS x IS) Hallar el coeficiente α y llene la columna 6 ( α = Scarga / Snominal)

Snomimal = 400 VA.

Al disminuir la resistencia el voltaje VS DISMINUYE (aumenta /disminuye) ELECTROTECNIA INDUSTRIAL PROGRAMA DE FORMACION REGULAR

La regulación de voltaje (RV) en la carga resistiva es MAYOR a cero % (menor / mayor / igual)

4.2. Regulación con cargas inductivas Armar el circuito como muestra la figura:

400 VA 110V/220V

Medir el voltaje sin carga

Vsc=___220____V Manteniendo constante el voltaje de entrada (110 V), hallar la regulación de voltaje y llene la columna 5 del cuadro anterior

TABLA N° 2 Inductancia (H) 15 10 7.5 5 2.5 1.67

VS = VCarga (V) 219.8V 219.6V 219.5V 219.7V 218.8V 213.8

IS (A) 0.029 A 0.045 A 0.060 A 0.099 A 0.24 A 0.7 A

RV (%) (Calcular) +0.032V% +0.031V% +0.030V% +0.031V% +0.027V% +0.03V%

SCarga (VA) (Calcular) 6.37 9.88 14.92 21.75 52.51 149.66

α (Calcular) 0.0159 A 0.0247 A 0.0373 A 0.0543 A 0.1312 A 0.3741 A

En la columna 4, determine la reactancia inductiva de la carga, con los datos de tensión y corriente medidos en el secundario. Hallar la potencia aparente en la carga inductiva y llena la columna 5 del cuadro anterior (Scarga = VS x IS) Hallar el coeficiente α. y llene la columna 6 ( α = Scarga / Snominal)

Snominal = 400 VA

Al disminuir la inductiva el voltaje VS DISMINUYE (aumenta / disminuye) La regulación de voltaje (RV) en la carga inductiva es MENOR a cero % (menor / mayor / igual)

4.3.

Regulación con cargas capacitivas Armar el circuito como muestra la figura:

400 VA 110V/220V

Medir el voltaje sin carga

Vsc=___218____V Manteniendo constante el voltaje de entrada (110 V), hallar la regulación de voltaje y llene la columna 5 del cuadro anterior

TABLA N° 3 Capacidad (µF) 8.1 5,4 4.5 3,0 2,04 1.5 0.68

VS = VCarga (V) 221.9V 221.1V 220.6V 220.1V 220.3V 219.6V 219.6V

IS (A) 0.685 A 0.479 A 0.369 A 0.240 A 0.278 A 0.120 A 0.054 A

RV (%) (Calcular) -1.75% -1.40% -1.17% -0.95% -1.04% -0.81% -0.72%

SCarga (VA) (Calcular) 152.01V 105.90V 81.40V 52.82V 61.24V 26.37V 11.85V

α (Calcular) 0.380 A 0.264 A 0.203 A 0.132 A 0.153 A 0.065 A 0.029 A

En la columna 4, determine la reactancia capacitiva de la carga, con los datos de tensión y corriente medidos en el secundario. Hallar la potencia aparente en la carga capacitiva y llene la columna 5 del cuadro anterior (S carga =VS x IS) Hallar el coeficiente α y llene la columna 6 ( α = Scarga / Snominal)

Snominal = 400 VA

Al disminuir la capacitiva el voltaje VS DISMINUYE (aumenta / disminuye) La regulación de voltaje (RV) en la carga capacitiva es MENOR a cero % (menor / mayor / igual)

Con los datos de voltaje de carga obtenidos en las tablas 1, 2 y 3, haga una gráfica de las variaciones de voltaje para cada carga en función de la corriente de carga. GRÁFICA DE LAS VARIACIONES DE VOLTAJE Y CORRIENTE. V. CUESTIONARIO

1. ¿Según los resultados obtenidos de las mediciones efectuadas, cual es la condición más desfavorable y la más favorable para la operación de los transformadores de potencia?

2. ¿Qué efecto tienen las cargas inductivas en los transformadores y el sistema eléctrico?

3. ¿Indique ejemplos de cargas resistivas, inductivas y capacitivas?

4.¿Realizar los diagramas fasoriales correspondientes a cargas resistivas, inductivas y capacitivas?

VI. TRABAJO DE INVESTIGACIÓN Temas:

"Efectos del bajo factor de potencia en los sistemas eléctricos".

"Formas de corrección del factor de potencia".

VII. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES (Mínimo 5 de cada una de ellas)