INFORME CORRIENTE ALTERNA

CORRIENTE ALTERNA

I. OBJETIVOS

1.1. Realizar medición de voltaje y corriente alterna en un circuito que consta de una lámpara fluorescente y un reactor.

1.2. Determinar la inductancia y potencia consumida del reactor y también calcular la potencia consumida por el fluorescente.

II. FUNDAMENTO TEORICO

Cuando en un circuito el voltaje de fuente varia con el tiempo de manera periódica se dice que este es un voltaje alterno Por lo general este puede ser expresado como:

(1.1)

FIGURA 1

Aquí, VM es el voltaje máximo, w es la frecuencia angular (w = 2f) para nuestro experimento f = 60 Hz, además la corriente en el circuito para todo instante se cumple que v = iR , entonces la corriente del circuito:

(1.2)

Donde IM = VM /R .

Por otra parte si se tiene un circuito RLC en serie con corriente AC; la segunda regla de Kirchhoff se debe cumplir en todo momento. Es decir:

Equivalente a:

Entonces:

Por lo tanto en el circuito se cumple:

(1.3)

De aquí vemos que un circuito AC, la tensión en un inductor puro esta desfasada en 90º con respecto a la corriente del circuito. La tensión en un condensador se desfasa en – 90º. La tensión den un resistor pudo estar siempre en fase con la corriente del circuito. Para poder entender mejor las relaciones expresadas en (1.3) se usa los diagramas fasoriales, compuesto de vectores rotantes, aquí se realizan las siguientes consideraciones:

FIGURA 2

FIGURA 3

Para poder interpretar mejor las relaciones anteriores se definen las reactancias como:

ZR = R (Reactancia Resistiva o simplemente resistencia)

ZI = L (Reactancia Inductiva) (1.4)

ZC = 1/C (Reactancia Capacitiva)

Además de la figura 3 se observa que el modulo del voltaje total del circuito será:

(1.5)

Entonces de 1.5 se define la impedancia del circuito como:

(1.6)

También de la figura se observa que el ángulo de fase ø entre la corriente y voltaje del circuito será:

(1.7)

VALORES EFICACEZ Y POTENCIA

Debido a que la corriente del circuito no son constantes, las mediciones de I a V que realizaría un multímetro nos arrojara un valor diferente a sus valores máximos. Estos se denominan voltajes y corriente eficaces Vef., Ief. y se demuestra que:

y (1.8)

Se sabe que en corriente continua la potencia consumida para un elemento del circuito viene dada por: P = iV, Haciendo una analogía en AC, definimos la potencia del circuito como el producto escalar de los favores .

Entonces :

(1.9)

La potencia de (1.9) da la potencia en general para un elemento del circuito. En el uso técnico se denomina al valos los ø como Factor de Potencia.

III. EQUIPO EXPERIMENTAL

3.1. Una caja que contenga: una lámpara fluorescente, un arrancador, un

reactor.

3.2. Un voltímetro de corriente alterna.

3.3. Un multímetro para usarlo como ohmiometro y amperímetro.

3.4. Cables conectores.

IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Primera Parte

4.1. Se armo el circuito de la figura 4. Se conecto la caja toma corriente y se observo lo ocurrido.

4.2. Ahora se conectaron los bornes S con Q y se anotó lo observado.

FIGURA 4

4.3. Luego se desconecto rápidamente S con Q y se anoto lo observado.

4.4. Ahora se armo el circuito con arrancador incluido para ver que ocurría.

FIGURA 5

Segunda Parte

4.5. Se monto el circuito de la figura 6 para medir el voltaje eficaz y corriente eficaz en el reactor.

FIGURA 6

4.6. Con los datos obtenidos se construyó el gráfico 1 tal como lo indica la guía.

Tercera Parte

4.7. Realizamos las conexiones para montar el circuito de la figura 7 en donde se midió: los voltajes eficaces de las fuentes, VMN, del reactor VMP y del fluorescente VNP, así como también la corriente eficaz a través del circuito.

FIGURA 7

4.8. Con estos datos se determino el ángulo de fase ø2 entre el voltaje del fluorescente y la corriente del circuito como lo indica el guía de laboratorio.

V. DATOS Y OBSERVACIONES EXPERIMENTALES

5.1. Observaciones en la Primera Parte

5.1.1. Al conectar el enchufe al tomacorriente sin realizar ninguna conexión no se observó ningún cambio.

5.1.2. Cuando se conecto los bornes S, Q, del fluorescente se vio una luminosidad opaca en los extremos del tubo, pero que al pasar el tiempo se hacia mas intensa.

5.1.3. Al desconectar los puntos S y Q el fluorescente se enfrío instantáneamente.

5.2. Datos de la Segunda Parte (Calculo de L para el reactor)

TABLA Nº 1 DATOS PRIMERA PARTE

Voltaje Eficaz (Tomacorriente (Vef) (215± 3) V

Corriente Eficaz(+) (Ief) 4.5 A ± 2.5 %

Resistencia Reactor(+) (Reactor) 46.2Ώ ± 0.3%

Frecuencia (f) 60 Hz

Cos ø (nominal) 0.35

(+) De acuerdo al Manual de Multimetro.

5.3. Datos para la Tercera Parte

TABLA Nº 1 DATOS DEL CIRCUITO DE LA FIGURA

Elemento Voltaje (V) ± 3 v

Fuente (VMN) 215

Reactor (VMP) 200

Fluorescente (VNP) 60

Corriente (Ief) 3.6 A ± 2.5%

5.4. Además también tienen las potencias nominales

...