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Parte 1 del lab 2.1 de Ingeniería eléctrica
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
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En este laboratorio estudiaremos una onda senoidal de corriente alterna, el voltaje y la potencia. Observaremos la máxima potencia instantánea, la media y la mínima suministradas a la carga que se indican en el procedimiento. Aprendiendo así los valores efectivos de corriente y voltaje de la corriente alterna (CA).
Problema #3 – Figura (13-3) – Página (13-4) Si una resistencia de carga de 2 ohms se conecta a las terminales del generador (como se indica en la Figura 13-3), se tendrá un flujo de corriente. Si se conoce la polaridad del voltaje instantáneo y el valor de e cada 30° (tomado de la sección de la EXPOSICIÓN) y, aplicando la ecuación i =e/R, calcule y anote el valor de la corriente instantánea cada 30°. Recuerde que también debe indicar la polaridad de la corriente (su sentido). Ángulo Corriente 30° (^) 𝑖 = 𝑒 𝑅 =^ 50 𝑉 2 Ω = 25. 00 𝐴 60° (^) 𝑖 = 𝑒 𝑅 =^ 86.60 𝑉 2 Ω = 43. 30 𝐴 90° (^) 𝑖 = 𝑒 𝑅 =^ 100 𝑉 2 Ω = 50 𝐴 120° (^) 𝑖 = 𝑒 𝑅 =^ 86.60 𝑉 2 Ω = 43. 30 𝐴 150° (^) 𝑖 = 𝑒 𝑅 =^ 50 𝑉 2 Ω = 25. 00 𝐴 180° (^) 𝑖 = 𝑒 𝑅 =^ 0 𝑉 2 Ω = 0 𝐴 210° (^) 𝑖 = 𝑒 𝑅 =^ −50 𝑉 2 Ω =− 25. 00 𝐴 240° (^) 𝑖 = 𝑒 𝑅 =^ −86.60 𝑉 2 Ω =− 43. 30 𝐴 270° (^) 𝑖 = 𝑒 𝑅 =^ −100 𝑉 2 Ω =− 50. 00 𝐴 300° (^) 𝑖 = 𝑒 𝑅 =^ −86.60 𝑉 2 Ω =− 43. 30 𝐴 330° (^) 𝑖 = 𝑒 𝑅 =^ −50 𝑉 2 Ω =− 25. 00 𝐴 360° (^) 𝑖 = 𝑒 𝑅 =^ 0 𝑉 2 Ω = 0 𝐴
Problema #4- Figura (13-2) – Página (13-4) Marque los valores de la corriente en la gráfica. Luego trace una curva continua a través de estos puntos y marque esta curva de corriente con la letra “i”. Problema #5 – Figura (13-3) – Página (13-4) Considerando que la potencia eléctrica(watts) es el producto del voltaje por la corriente, calcule la potencia instantánea (p) suministrada a una resistencia de 2 ohms, cada 30°. Ángulo Potencia 0° 𝑃 = 𝑒 * 𝑖 = ( ) 0 0 ( ) = 0 𝑊 30° 𝑃 = 𝑒 * 𝑖 = (50 𝑉 ) 25 𝐴( ) = 1250 𝑊 60° 𝑃 = 𝑒 * 𝑖 = (86. 60 𝑉 ) 43. 30 𝐴( ) = 3750 𝑊 90° 𝑃 = 𝑒 * 𝑖 = (100 𝑉 ) 50 𝐴( ) = 5000 𝑊 120° 𝑃 = 𝑒 * 𝑖 = (86. 60 𝑉 ) 43. 30 𝐴( ) = 3750 𝑊 150° 𝑃 = 𝑒 * 𝑖 = (50 𝑉 ) 25 𝐴( ) = 1250 𝑊 180° 𝑃 = 𝑒 * 𝑖 = (0)(0) = 0 𝑊 210° 𝑃 = 𝑒 * 𝑖 = (− 50 𝑉 ) − 25 𝐴( ) = 1250 𝑊 240° 𝑃 = 𝑒 * 𝑖 = (− 86. 60 𝑉 ) − 43. 30 𝐴( ) = 3750 𝑊 270° 𝑃 = 𝑒 * 𝑖 = (− 100 𝑉 ) − 50 𝐴( ) = 5000 𝑊 300° 𝑃 = 𝑒 * 𝑖 = (− 86. 60 𝑉 ) − 43. 30 𝐴( ) = 3750 𝑊 330° 𝑃 = 𝑒 * 𝑖 = (− 50 𝑉 ) − 25 𝐴( ) = 1250 𝑊 360° 𝑃 = 𝑒 * 𝑖 = ( ) 0 0 ( ) = 0 𝑊
Preguntas de la Página (13-5) a la Página (13-6)
1. Se considera que un ciclo completo se extiende a lo largo de 360°. a) En un sistema de 50 Hz, ¿Cuál es la duración de un ciclo completo?
Como sabemos que sesenta ciclos suceden en un segundo, establecemos lo siguiente: 𝑥 0.10 𝑠 =^ 60 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜𝑠 1 𝑠 𝑥 =^ (60 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜𝑠 ) 0.10 𝑠( ) 1 𝑠 𝑥 = 6 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜𝑠 El número exacto de ciclos que obtendremos será 6 ciclos.
3. La línea de alimentación estándar tiene un valor rmc de 120V. Calcule su valor pico. 𝑉𝑃𝑖𝑐𝑜 = 𝑉𝑟𝑚𝑐 0.707 =^ 120 𝑉 0.707 𝑉𝑃𝑖𝑐𝑜 = 169. 731 𝑉 4. Una lámpara incandescente de 100 watts da cierta cantidad de luz cuando se conecta a una línea de 120V c-a. ¿aumentara, disminuirá o permanecerá igual sus brillantes cuando la misma lámpara se conecte a una línea de 120V c-d? Explique su respuesta. R/. Aumentará los brillantes, ya que la potencia es directamente proporcional con el voltaje, y el voltaje al ser mayor que la potencia, la potencia aumentará. 5. ¿Cuánto tiempo se necesita para que el voltaje pase de cero al máximo en una línea de energía de 60 Hz? R/. En un sistema de 60 Hz (un ciclo se completa cada 360°), si en 90 grados, el voltaje pasa de cero al máximo como pudimos observar en la figura (13-1), entonces el tiempo que se necesita para que el voltaje pase de cero al máximo en una línea de energía de 60 Hz, es: 𝑡 90° = 1 60 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜𝑠 360° 𝑡 = 1
Podemos concluir que: ● La característica principal de una corriente alterna es que durante un instante de tiempo un polo es negativo y el otro positivo, mientras que en el instante siguiente las polaridades se invierten tantas veces como ciclos por segundo o Hertz posea esa corriente. No obstante, aunque se produzca un constante cambio de polaridad, la corriente siempre fluirá del polo negativo al positivo, tal como ocurre en las fuentes de FEM que suministran corriente directa. ● Una frecuencia de línea es el número de veces que se produce un cambio completo en la polaridad o sentido (un ciclo) en un segundo. ● De todas las ondas que se pueden obtener (ondas cuadradas, triangulas y en cualquier otra forma), por los voltajes alternos que invierten periódicamente su polaridad, hay una clase de ondas de formas que es la apropiada para hacer funcionar maquinaria eléctrica, ésta es la “Onda Senoidal”. Con esta clase de onda los transformadores, motores y generadores, trabajan más eficiente y silenciosamente. Siempre una onda senoidal de voltaje produce una onda senoidal de corriente.
● Experimentos con Equipos Eléctricos Wildi y De Vito
