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TECSUP Electrotecnia industrial

Laboratorio de Electrotecnia industrial– Lab. 1 TECSUP
LABORATORIO N° (01)
“Reconocimiento de instrumentos de medición y
módulos labvolt”
CARRERA : TECNOLOGÍA MECÁNICA ELÉCTRICA
CICLO : II
SECCIÓN :”F”
DOCENTE : Pedro Benites
CURSO : Electrotecnia Industrial
ALUMNO (S) : Zurita Vásquez Marcos
:Toiro Ramos Henry
PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR – 2017
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TECSUP Laboratorio de Electrotecnia
industrial – Lab. 1
FECHA DE ENTREGA : 19-03-17
2017– II
Laboratorio 01
“rECoNoCiMiENto DE
iNStrUMENtoS
DE MEDiCiÓN Y MÓDULoS
LabVoLt”
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2017
I. INTRODUCCIÓN:
En muchos sistemas eléctricos, uno de los parámetros que más
interesa es conocer la potencia eléctrica suministrada por un
generador, la potencia consumida por un motor eléctrico, y la
potencia empleada por uno o varios elementos resistivos o
reactivos del circuito.
El voltaje y la intensidad de corriente aplicados a los circuitos
están en función del tiempo, el producto del voltaje por la
intensidad de corriente en cada instante define la potencia
instantánea:
p ( t ) = v ( t ) i ( t ).
La potencia puede tomar valores negativos o positivos, según el
instante o intervalo de tiempo que se considere. Si la potencia es
positiva significa una transferencia de energía de la fuente a la
red. Si la potencia es negativa corresponde a una transferencia de
energía de la red a la fuente.
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La potencia reactiva, (Q) la proporcionan todos los elementos
reactivos que son los inductores y los condensadores y la potencia
aparente (S).
Las potencias P, Q y S se pueden representar geométricamente
mediante los lados de un triángulo llamado triángulo de potencias,
tal como se muestra en la Figura 1.
Figura 1. Triangulo de potencias.
En los circuitos de potencia, sobre todo en aplicaciones
industriales, las cargas son inductivas, por lo que la intensidad de
corriente se retasa con respecto al voltaje aplicado. La potencia
promedio, P, entregada a la carga, es una medida de trabajo útil
por unidad de tiempo que puede realizar la carga. Esta potencia
se transmite normalmente a través de líneas y transformadores,
que por lo general, tienen un voltaje de fuente constante. En el
triángulo de potencias, la hipotenusa, S, es una medida de la
carga del sistema de distribuciones, y el cateto, P, es una medida
de la potencia útil suministrada. Evidentemente, interesa que S se
aproxime lo más posible a P, es decir, que el ángulo de desfase,
ψ, sea muy pequeño. Así, para el factor de potencia, fp, su valor
ideal es aproximadamente la unidad.
II. OBJETIVOS:
a. Medir tensión, corriente y potencia monofásica usando el
vatímetro y comprobando con la pinza amperímetro y
voltímetro.
b. Conocer la estructura y función del vatímetro.
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c. Medir potencia monofásica usando el vatímetro en un
circuito serie R-L.
III. INTRODUCCIÓN TEÓRICA:
Para entender qué es la potencia eléctrica es necesario conocer
primeramente el concepto de “energía”.
d. ENERGÍA: Es más que la capacidad que tiene un
mecanismo o dispositivo eléctrico cualquiera para realizar
un trabajo, la energía utilizada para realizar un trabajo
cualquiera, se mide en “joule” y se representa con la letra
“J”.
e. POTENCIA ELÉCTRICA: Potencia es la rapidez a la cual
un sistema o medio transforma la energía. Potencia eléctrica
es la rapidez con que se efectúa el trabajo de mover
electrones en un conductor. La potencia P de un generador
representa la energía eléctrica o trabajo eléctrico que cede
al circuito por unidad de tiempo. Se mide en joule por
segundo (J/seg) y se representa con la letra “P”.
Un J/seg equivale a 1 watt (W), por tanto, cuando se
consume 1 joule de potencia en un segundo, estamos
gastando o consumiendo 1 watt de energía eléctrica. La
unidad de medida de la potencia eléctrica “P” es el “watt”, y
se representa con la letra “W”.
f. LA POTENCIA REACTIVA: Aparece en una instalación
eléctrica en la que existen bobinas o condensadores, y es
necesaria para crear campos magnéticos y eléctricos en
dichos componentes. Se representa por Q y se mide en
voltiamperios reactivos (VAr). La compañía eléctrica mide la
energía reactiva con el contador (kVArh) y si se superan
ciertos valores, incluye un término de penalización por
reactiva en la factura eléctrica.
g. POTENCIA APARENTE: Es la suma vectorial de las
potencias activa y reactiva, según se muestra en la
siguiente figura. Se representa por S y se mide en
voltiamperios (VA). Para una tensión dada la potencia
aparente es proporcional a la intensidad que circula por la
instalación eléctrica.
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La fórmula para calcular la potencia eléctrica muestra que
es muy fácil medir potencias eléctricas.
Solamente se necesitan un amperímetro y un voltímetro.
Multiplicando los dos valores medidos se obtiene la
potencia. Ver Figura 1.
Figura 1. Medición de potencia eléctrica utilizando un amperímetro y un voltímetro.
Sin embargo, para aplicaciones técnicas existen aparatos en
los que el voltímetro y el amperímetro actúan combinados,
con lo que puede leerse directamente la potencia, este equipo
se llama vatímetro, vea las figuras 2 y 3.
P = U x I = I2
x R = U2
/RP = U x I = I2
x R = U2
/R
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Figura 2. Medición de Potencia eléctrica utilizando un vatímetro.
 Un vatímetro eléctrico: Es un aparato para medir la
potencia eléctrica y se tiene actualmente aparatos digitales
multifuncionales como el mostrado en la siguiente figura.
Consiste en un par de bobinas fijas, llamadas «bobinas de
corriente» o amperométrica, y una bobina móvil llamada
«bobina de potencial» o voltimétrica.
Figura 3. Vatímetro mostrado en imagen.
IV. EQUIPOS Y MATERIALES:
Cantida
d
Descripción Marca Modelo Observación
01 Fuente de tensión AC
monofásica.
LABVOLT Lab-volt
8133-00
Buen estado.
02 Multímetro digital. FLUKE Buen estado.
01 Vatímetro LucasNulle S05127-1z Excelente.
01 Carga Resistiva. LABVOLT 8311-07 Buen estado.
01 Carga Inductiva. LABVOLT 8311-07 Buen estado.
01 Carga Capacitiva. LABVOLT Buen estado.
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V. PROCEDIMENTO:
a. Ló Primero armamos el circuito eléctrico que contiene
una resistencia y una bobina en serie. Se dice que la bobina
se opone transitoriamente al establecimiento de una
corriente en el circuito. Como muestra la figura N° 1.
Figura 1. Circuitos en serie.
b. Luego armamos el siguiente circuito donde colocamos el
vatímetro LucasNule y nos permitirá medir corriente,
voltaje, potencia activa, potencia aparente, potencia
reactiva y el factor de potencia. Y anotamos los valores
en la tabla N° 1. Como muestra la figura N° 2.
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Figura N° 2. Circuito usando vatímetro.
c. Asimos el correcto desmontaje de los circuitos eléctricos y
pasamos a guardar todo el material usado.
VI. ANALISIS DE RESULTADO:
a. Lo primero que logramos es aprender a manejar el
vatímetro eléctrico el cual nos permite medir corriente,
voltaje, los tres tipos de potencia y el factor de potencia.
b. Comprobamos que la corriente medida en el vatímetro se
diferencia en una mínima cantidad ala de la pinza
amperimétrica. Al igual el voltaje también diferencia, pero
en una mínima cantidad lo medido del voltímetro.
c. Con ayuda del vatímetro logramos medir:
Corriente: I 95 A
Voltaje: V 100 V
Potencia activa: P 6.61 W
Potencia reactiva: Q 7 VAR
Potencia aparente: S 9.6 VA
Factor de potencia: ɵ 0.6
VII. CUESTIONARIO:
1. ¿Qué medidas eléctricas realiza el Vatímetro?
a. Corriente. (I)
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b. Voltaje. (V)
c. Potencia activa. (P)
d. Potencia reactiva. (Q)
e. Potencia aparente. (S)
f. y el Angulo de fase.
2. ¿La potencia aparente (S) es menor que la potencia activa (P)?
¿Por qué?
• Esto se da porque el instrumento está diseñado y configurado para esta
variación por lo tanto esta variación lo vamos a resolver con la ley
pitagórica que es y a si obtenemos resultados iguales.
3. ¿Qué pasaría si no se hace la correcta conexión del vatímetro al
circuito? Fundamente su respuesta.
• El vatímetro se quemaría, puesto que si se instalan los cables cruzados
supongamos que el lado del voltaje se conecte la corriente, como esta
es mucho más mayor va a reventar.
4. Comente todo lo aprendido en el laboratorio 1:
• Lo que logramos aprender en el laboratorio trabajado fue el correcto uso
del vatímetro y sabemos que es un instrumento eficaz que mide barias
unidades al mismo tiempo. por esta razón tomamos mucho interés en
conocer la forma de trabajar con este aparato, también logramos
instalarlo de forma adecuada, además aprendimos a conocer la
diferencia entre las unidades medidas como por ejemplo la variación de
“s” que no coincide con ninguna otra de las potencias ni con “P” ni con
“Q” pues aprendimos por que sucede esto y para resolverlo lo vamos a
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hacer con la ley pitagórica de esa forma logramos que coincidan estas
tres medidas.
VIII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
 Aprendimos a conectar correctamente un vatímetro durante la práctica.
 Determinamos la potencia aparente a través de Pitágoras.
 Analizar bien el circuito antes de iniciar la prueba, cuidado vayamos a
confundir voltaje con corriente varias sucede eso.
 Aprendimos que en una industria la potencia aparente no nos sirve de
mucho por ello debemos de tratar de disminuirla y aumente la potencia
activa.
 Durante realicemos el laboratorio tener mucho cuidado al momento de
armar el circuito debido a que si hacemos una conexión incorrecta
vamos a tener medidas totalmente fuera del rango, asimismo el
instrumento de medición que es el vatímetro sufrirá daños .
 Preferir en el laboratorio antes de hacer la prueba en el laboratorio
pedirle al profesor revise La conexión para mayor seguridad.
IX. BIOGRAFÍA:
a. George Hassan (traducido al español por J. A. de Andrés y
Rodríguez-Pomatta). AÑO 2017 (reedición del año 1997).
Encuadernado en rústica, 452 páginas, más de 230 ilustraciones
(esquemas, planos, diagramas, dibujos, cuadros, tablas,
gráficos). Tamaño: 24 x 17 cms. Peso: 1,100 Kgrs.
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b. Pablo Alcalde Sanmiguel y Min. Industria. Año 2015 (2ª edición
actualizada y corregida). Encuadernación en rústica, papel
estucado, 664 páginas, más de 200 ilustraciones en color
(cuadros, dibujos, esquemas, tablas, etc.). Tamaño: 21,50 X
15,50 cms. Peso: 1,100 Kgrs.
c. Fermín Barrero González, Eva González Romera, María Isabel
Milanés Montero y Enrique Romero Cadaval. Año 2012 (1ª
edición). Encuadernación en rústica, 260 páginas, con
ilustraciones (cuadros, dibujos, esquemas, tablas, etc.). Tamaño:
24 x 17 cms. Peso: 0,600 Kgrs.
X. ANEXOS:
• Realizando las medidas correspondientes usando el voltímetro y la
pinza amperimétrica.
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Realizando la comparación de corriente a través seleccionando las medidas que queremos obtener
De la pinza y el vatímetro y se nota que la usando el vatímetro
variación es mínima.
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