Download Practica 11,12,13

Desarrollo de la Práctica
Unidad de aprendizaje:
Practica número: 11, 12 y 13
Nombre de la practica:
11. Comprobar el teorema de máxima transferencia de potencia.
12. Observar y medir los voltajes en terminales de un generador síncrono trifásico.
13. Medición de potencia real, reactiva y aparente en un circuito eléctrico trifásico
balanceado y desbalanceado.
Propósito:
1.-Que el alumno sea capaz de determinar cual es la impedancia de carga que se debe
colocar en una red Thevenin o fuente de alimentación con impedancia en serie para que esta
pueda entregar la potencia de carga máxima
2.-Medir voltajes RMS en una toma de corriente trifásica y demostrar lo aprendido en clases
3.-Utilizando el simulador de multisim que el alumno sea capaz de medir potencia real
aparente y reactiva en un circuito trifásico
Escenario:
Duración:
Materiales
1 Miliamperímetro
1 Voltímetro
1 capacitor de 100uF
1 inductor cualquira
Maquinaria y equipo
Herramientas
Pinzas de punta
Generador de señales
Pinzas de corte
2 Puntas de Osciloscopio
atenuada
Proto-Board
Osciloscopio
Procedimiento
Informacion preliminar
Dado el siguiente circuito (Fig. 1) en donde Eg representa el voltaje del generador o
voltaje de Thevenin de cualquier red, o bien el voltaje de una fuente de alimentación
cualquiera, con una impedancia de Thevenin que puede ser la impedancia del
generador o la fuente cualquiera Zg existe una impedancia de carga Zc para la cual está
garantizado que la red de thevenin o el generador con su impedancia podrán entregar
la potencia máxima a la carga Zc ahora bien esta Zc debe ser el complejo conjugado de
Zg es decir Rg =Rc y Xg = -Xc
Fig.1
Demostración
La fórmula para calcular la potencia es
𝑷 𝒁𝒄 = 𝑰 𝟐 𝑹 𝒄
Luego la corriente en Zc se puede calcular de la siguiente manera
𝑬𝒈
𝑰 𝒁𝒄 =
𝟐
√(𝑹𝒈 + 𝑹𝒄 ) + (𝑿𝒈 + 𝑿𝒄 )
𝟐
Es evidente que la corriente será máxima y estará en fase con el voltaje solamente
cuando se cumpla lo siguiente
𝑿𝒈 = −𝑿𝒄
Por lo cual si se cumple esto entonces
𝑰 𝒁𝒄 =
𝑬𝒈
=
𝟐
√(𝑹𝒈 + 𝑹𝒄 ) + (𝟎)𝟐
Ahora bien
𝑬𝒈
𝑹𝒈 + 𝑹𝒄
𝟐
𝑷 𝒁𝒄 = 𝑰 𝑹 𝒄 =
𝑬 𝒈 𝟐 ∙ 𝑹𝒄
(𝑹𝒈 + 𝑹𝒄 )
𝟐
Para obtener la máxima potencia transferida a Zc derivemos con respecto a 𝑹𝒄 e
igualemos a cero usando la técnica de máximos y mínimos
Por lo tanto Rc=Rg
Si la resistencia es menor la potencia transferida es menor, si la resistencia es mayor la
potencia transferida es menor para demostrarlo alambrar el siguiente circuito
Armar el siguiente circuito y obtener la frecuencia y el valor del potenciómetro para el
cual la corriente sea máxima en el circuito para medir la corriente en el potenciómetro
tine 2 opciones poner un miliamperímetro en serie con el potenciómetro o bien coloque
en paralelo un voltímetro, si utiliza miliamperímetro calcule la potencia con la formula, el
osciloscopio te puede servir para asegurar que la reactancia ha sido eliminada pero no
es necesario.
PZc = I2 R c
En caso de usar voltímetro use la formula
PZc = 𝐕 2 /R c
XFG1
R1
L1
4.7kΩ
1H
R2
10kΩ
50%
Key=A
C1
100µF
2 Medir voltajes y corrientes trifásicos según lo indique el profesor así como una
conexión delta y estrella
3 realizar una práctica en multisim por el método de los 2 watmetros
Observa el siguiente diagrama te mostrara como medir la potencia en un sistema
trifásico en este caso es un sistema estrella, este método puede medir la potencia
eléctrica que se consume entre 2 fases.
Ahora para medir la potencia de todo el circuito se conectan 2 watmetros de la
siguiente manera siempre y cuando el neutro no esté a tierra
Podrían conectarse 3 watmetros pero no es necesario ya que con solamente 2 es más
que suficiente
Elabora un método para medir la potencia aparente, real y reactiva (de cada rama y
total) del siguiente circuito (calculando la potencia reactiva)
R1
L1
100Ω
1H
R2
L2
70Ω
2H
R3
L3
V1
3PH
120 V 60 Hz
150Ω
0.5H
Como último punto encuentra un sistema trifásico equivalente que sea fuente de
alimentación delta e impedancia delta en lugar de estrella como el anterior, determina
la potencia que consume cada impedancia en la delta, así como la potencia total de la
delta
Elaborar todo esto en multisim