Determinación de la resistencia efectiva del rector

Electrónica. Conjunto de bombona-núcleo. Conexiones. Efecto Skin

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Objeto del ensayo: Consiste en determinar la variación de la resistencia efectiva de una bobina con y sin núcleo de hierro para distintos valores de la intensidad de corriente alterna.

Las variaciones de potencia activa y resistencia efectiva se representaran en función de la intensidad de corriente.

Utilizando el puente de Wheatstone se determinara la resistencia de la bobina con corriente continua.

Programa de ensayo: 1) Medir la resistencia de la bobina, 2) Mantener constante la frecuencia, 3) Variar la intensidad, 4) Medir Im, Pm,  y U, 5) Calcular la potencia corregida P y la resistencia efectiva, 6) Representar P=  (Im) y Ref=  (Im).

Esquema de conexiones:

Determinación de la resistencia efectiva del rector

Elementos empleados: Un frecuencimetro, un voltímetro, un amperímetro, un wattimetro, un auto transformador regulador de tensión, una bobina con núcleo de hierro, de 50mm y 95mm.

Consideración teórica: Se denomina resistencia efectiva del reactor o conjunto Bobina-Nucleo, en corriente alterna al valor de resistencia que responde a al ley de Joule de la expresión de la potencia activa disipada es decir P = I².R obtenemos R = P / I².

En corriente alterna debemos distinguir y expresar este valor de la siguiente manera Ref = P / I² en la cual P es la potencia activa consumida y disipada por la bobina y su núcleo, I es el valor de la intensidad que circula por la bobina y Ref es el valor de la resistencia efectiva, equivalente al calor producido en la bobina y en un núcleo.

Este valor de Ref es el que interviene en la expresión de la ley de Ohm en corriente alterna, cuando determinamos la impedancia o sea Z = U = Ref + (Wl - 1 ² .

I Wc

Efecto Skin: En un conductor eléctrico se ponen de manifiesto fenómenos de inducción provocados por el campo magnético alterno debido a los cuales se originan corrientes parásitas. Como consecuencia tiene lugar un desplazamiento de la intensidad de corriente hacia la periferia, del conductor. Esto produce un efecto equivalente a la reducción de la sección neta y es llamado efecto pelicular o efecto Skin. Debido a ello la resistencia ohmica de un conductor en corriente alterna es mayor que en corriente continua el efecto pelicular tiene para importancia en las frecuencias empleadas en el suministro de energía (50 Hz), pero un efecto debe ser considerado en frecuencias elevadas (sistemas de comunicaciones). En este caso el conductor utilizado, se compone de un cable compuesto por muchos alambres de poca sección, aislados entre si con esmalte, denominado cable Litz. Advertimos entonces que la transformación de la energía de calor en la bobina y el núcleo contribuye al valor de la resistencia efectiva. En consecuencia en corriente alterna el valor de la Ref afecta las características de funcionamiento de maquinas eléctricas, transformadores, contactores y otros dispositivos electromagnéticos.

Corrección de la lectura del wattimetro: Debido a la precisión exigida en esta medición se deberá extraer a la lectura del wattimetro el consumo voltimetrico

P = P`- (U²/Rv + U²/Rw).

Además se utilizara en esta medición un wattimetro para bajar el factor de potencia, en nuestro caso 0,25.

Ello deberá ser considerado al establecer la constante de lectura, o sea:

Cw = Alc.I.U.cos µ (divisiones de la escala).

Cuadro de valores:


F (Hz)

Im (a)

U (v)

Pm

Ru (ohm)