Mediciones eléctricas: voltaje de corriente alterna

Electrónica. Diagramas. Circuitos. Interruptores

  • Enviado por: Memo Pintos
  • Idioma: castellano
  • País: México México
  • 9 páginas

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SEP SEIT DGIT

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MINATITLÁN

LABORATORIO DE MEDICIONES ELÉCTRICAS

NOMBRE DE LA PRÁCTICA: “MEDICIÓN DE VOLTAJE DE CORRIENTE ALTERNA.”

NÚMERO DE LA PRÁCTICA: 2

HORARIO: JUEVES DE 9 A 11 HRS.

CALIFICACIÓN:_________

INTRODUCCIÓN

Corriente eléctrica

La corriente eléctrica es un movimiento de las cargas negativas a través de un conductor. Como los protones están fuertemente unidos al núcleo del átomo, son los electrones los que en realidad tienen la libertad de moverse. Por ello, en general, se puede decir que la corriente eléctrica se origina por el movimiento o flujo electrónico a través de un conductor, el cual se produce debido a que existe una diferencia de potencial y los electrones circulan de una terminal negativa a una positiva. Como en el siglo XIX no se conocía la naturaleza de éstos, se supuso, en forma equivocada, que las partículas positivas fluían a través del conductor. Por tanto, convencionalmente se dice que el sentido de la corriente es del polo positivo al negativo.

Cuando dos cuerpos cargados con diferente potencial se conectan mediante un alambre conductor, las cargas se mueven del punto de potencial eléctrico más alto al más bajo, lo cual genera una corriente eléctrica instantánea que cesará cuando el voltaje sea igual en todos los puntos. En caso de que mediante algún procedimiento se lograra mantener en forma constante la diferencia de potencial entre los cuerpos electrizados, el flujo de electrones sería continuo.

El flujo de electrones se presenta en los metales, en los líquidos llamados electrólitos y en los gases. En el primer caso se debe a la facilidad que tienen los electrones más alejados del núcleo de separarse de sus órbitas cuando se les somete a la influencia de campos eléctricos, con lo cual se convierten en electrones libres atraídos por átomos que también los han perdido, esto da lugar a un flujo continuo de electrones de átomo en átomo. Los electrólitos son soluciones capaces de conducir corriente eléctrica. Tal es el caso de ácidos, bases y sales que al ser diluidos en agua se disocian en sus átomos constituyentes, los cuales reciben el nombre de iones. La mayoría de los gases conducen la electricidad cuando por algún medio apropiado se les ioniza.

Existen dos clases de corriente eléctrica: la corriente continua o directa (C. C.) y la alterna (C. A.). la corriente continua se origina cuando el campo eléctrico permanece constante, esto provoca que los electrones se muevan siempre en el mismo sentido, es decir, de negativo a positivo (el sentido convencional de la corriente en forma equivocada señala que es de positivo a negativo). La corriente alterna se origina cuando el campo eléctrico cambia alternativamente de sentido, por lo que los electrones oscilan a uno y otro lado del conductor, así, en un instante el polo positivo cambia a negativo y viceversa. Cuando el electrón cambia de sentido, efectúa una alternancia; dos alternancias consecutivas constituyen un ciclo. El número de ciclos por segundo recibe el nombre de frecuencia, ésta es en general de 60 ciclos/ segundo.

Medidores de corriente

Galvanómetros

Los galvanómetros son los instrumentos principales en la detección y medición de la corriente. Se basan en las interacciones entre una corriente eléctrica y un imán. El mecanismo del galvanómetro está diseñado de forma que un imán permanente o un electroimán produce un campo magnético, lo que genera una fuerza cuando hay un flujo de corriente en una bobina cercana al imán. El elemento móvil puede ser el imán o la bobina. La fuerza inclina el elemento móvil en un grado proporcional a la intensidad de la corriente. Este elemento móvil puede contar con un puntero o algún otro dispositivo que permita leer en un dial el grado de inclinación.

El galvanómetro de inclinación de D'Arsonval utiliza un pequeño espejo unido a una bobina móvil y que refleja un haz de luz hacia un dial situado a una distancia aproximada de un metro. Este sistema tiene menos inercia y fricción que el puntero, lo que permite mayor precisión. Este instrumento debe su nombre al biólogo y físico francés Jacques D'Arsonval, que también hizo algunos experimentos con el equivalente mecánico del calor y con la corriente oscilante de alta frecuencia y alto amperaje (corriente D'Arsonval) utilizada en el tratamiento de algunas enfermedades, como la artritis. Este tratamiento, llamado diatermia, consiste en calentar una parte del cuerpo haciendo pasar una corriente de alta frecuencia entre dos electrodos colocados sobre la piel. Cuando se añade al galvanómetro una escala graduada y una calibración adecuada, se obtiene un amperímetro, instrumento que lee la corriente eléctrica en amperios. D'Arsonval es el responsable de la invención del amperímetro de corriente continua.

Sólo puede pasar una cantidad pequeña de corriente por el fino hilo de la bobina de un galvanómetro. Si hay que medir corrientes mayores, se acopla una derivación de baja resistencia a los terminales del medidor. La mayoría de la corriente pasa por la resistencia de la derivación, pero la pequeña cantidad que fluye por el medidor sigue siendo proporcional a la corriente total. Al utilizar esta proporcionalidad el galvanómetro se emplea para medir corrientes de varios cientos de amperios.

Los galvanómetros tienen denominaciones distintas según la magnitud de la corriente que pueden medir.

Microamperímetros

Un microamperímetro está calibrado en millonésimas de amperio y un miliamperímetro en milésimas de amperio.

Los galvanómetros convencionales no pueden utilizarse para medir corrientes alternas, porque las oscilaciones de la corriente producirían una inclinación en las dos direcciones.

Electrodinamómetros

Sin embargo, una variante del galvanómetro, llamado electrodinamómetro, puede utilizarse para medir corrientes alternas mediante una inclinación electromagnética. Este medidor contiene una bobina fija situada en serie con una bobina móvil, que se utiliza en lugar del imán permanente del galvanómetro. Dado que la corriente de la bobina fija y la móvil se invierte en el mismo momento, la inclinación de la bobina móvil tiene lugar siempre en el mismo sentido, produciéndose una medición constante de la corriente. Los medidores de este tipo sirven también para medir corrientes continuas.

Medidores de aleta de hierro

Otro tipo de medidor electromagnético es el medidor de aleta de hierro o de hierro dulce. Este dispositivo utiliza dos aletas de hierro dulce, una fija y otra móvil, colocadas entre los polos de una bobina cilíndrica y larga por la que pasa la corriente que se quiere medir. La corriente induce una fuerza magnética en las dos aletas, provocando la misma inclinación, con independencia de la dirección de la corriente. La cantidad de corriente se determina midiendo el grado de inclinación de la aleta móvil.

Medidores de termopar

Para medir corrientes alternas de alta frecuencia se utilizan medidores que dependen del efecto calorífico de la corriente. En los medidores de termopar se hace pasar la corriente por un hilo fino que calienta la unión de termopar. La electricidad generada por el termopar se mide con un galvanómetro convencional. En los medidores de hilo incandescente la corriente pasa por un hilo fino que se calienta y se estira. El hilo está unido mecánicamente a un puntero móvil que se desplaza por una escala calibrada con valores de corriente.

Práctica No. 2

“Medición de voltaje de corriente alterna”

Objetivo: El alumno aprenderá a medir los distintos elementos de la cometida del laboratorio

Equipo y material a utilizar:

  • 1 voltímetro digital

  • 1 voltímetro analógico

  • 1 desarmador

  • 3 cables de conexión

Diagramas y circuitos:

Resultados de las mediciones

Llegada del interruptor

Fase 1 a Neutro 103

Fase 2 a Neutro 124

Fase 3 a Neutro 125

Fase 1 a Fase 2 220

Fase 1 a Fase 3 159

Fase 2 a Fase 3 219.9

Salida del interruptor a llegada del fusible

Fase 1 a Neutro 127

Fase 2 a Neutro 126

Fase 3 a Neutro 125

Fase 1 a Fase 2 220

Fase 1 a Fase 3 323

Fase 2 a Fase 3 221

Salida del contacto a llegada del relevador de sobrecarga

Fase 1 a Neutro 128

Fase 2 a Neutro 130

Fase 3 a Neutro 126

Fase 1 a Fase 2 223

Fase 1 a Fase 3 224

Fase 2 a Fase 3 222

Salida del relevador de sobrecarga a llegada del transformador de corriente (TC).

Fase 1 a Neutro 129

Fase 2 a Neutro 128

Fase 3 a Neutro 126

Fase 1 a Fase 2 190

Fase 1 a Fase 3 221

Fase 2 a Fase 3 128

Salida del transformador de corriente (TC)

Fase 1 a Neutro 128

Fase 2 a Neutro 114

Fase 3 a Neutro 102

Fase 1 a Fase 2 207

Fase 1 a Fase 3 221

Fase 2 a Fase 3 138

Conclusión:

En esta práctica aprendimos a medirlos diferentes elementos que tenemos en el laboratorio de Ing. Electromecánica.

Bibliografía

Pérez Montiel, Héctor. “Física general”, Publicaciones cultural, México, 1992.

“Hombre, Ciencia y Tecnología”, Editorial Británica, México, 1990.

“Enciclopedia Barsa”, Britannica Publishers, México, 1988.

www.monografias.com

Diagrama unifilar

KWH

T-1

Alimentación al tablero de sincronización

T-4

T-3

T-2

T-5

IT-4

TR-4

MSW-4

MSW-3

MSW-2

MSW-1

VCD

VCD

VCA

VCA

ANALÓGICO

N-F1 219

N-F2 219.5

N-F3 216.2

DIGITAL

N-F1 7.0

N-F2 7.1

N-F3 2.3

Escala 400

Voltímetro digital

Medida N-F

Varía 73.2 a 72.8

Escala 0 a 250 max

Medida N-F

Fijo 220

C2

C2

Mesa de trabajo

VISTA POR DENTRO

VISTA POR FUERA

Tablero general

Cometida del laboratorio