Port Ada

LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS II

REPORTES

PROFESOR:Mtro. Francisco Javier Peraza Duarte

EQUIPO:Moisés Emmanuel Molina Valenzuela

Mario Alberto Rubio CastroMiguel Ángel Robles FloresCarlos Eduardo Ruiz AyalaChristian Rodríguez Flores

Cd. Obregón, Sonora. A 28 De Noviembre Del 2014

Instituto Tecnológico De Sonora – Laboratorio De Circuitos Eléctricos II

PRÁCTICA 1

SISTEMAS TRIFÁSICOS

BALANCEADOS

OBJETIVO

Al terminar esta práctica el alumno será capaz de:

Comprender las relaciones de voltaje y corriente en sistemas trifásicos conectados en estrella y en delta balanceados.


ANTECEDENTES TEÓRICOS

En un circuito monofásico la potencia entregada a una carga resistiva es igual a cero dos veces cada ciclo, ya que la potencia desarrollada es pulsante. Esto es indeseable, debido a que puede causar vibraciones en máquinas grandes, y fluctuaciones en la intensidad del alumbrado.

En un sistema trifásico, la potencia instantánea total de salida es constante, considerando que las cargas sean balanceadas, aun cuando la potencia individual de cada fase puede ser cero o negativa a veces. Ya que tres cables en lugar de seis pueden suministrar potencia a una carga trifásica balanceada, se requiere menos cobre que un sistema monofásico para la misma entrega de potencia. En este experimento, se examinarán las relaciones de voltaje y corriente en los sistemas trifásicos conectados en estrella y en delta.

En un sistema en estrella el voltaje entre fase y fase (Voltaje de línea) no es igual al voltaje entre fase y neutro (Voltaje de fase), sino que es 3 veces más grande, mientras que la corriente de línea es igual a la corriente de fase I Línea = I Fase.

En el sistema trifásico conectado en delta, la relación entre voltaje y corriente no es la misma, el Voltaje de línea es igual es igual al Voltaje de fase y la corriente de línea es igual a 3 la corriente de fase.

EQUIPO Y MATERIAL EMPLEADO

Cantidad Descripción Capacidad1 Control de entrada 0-150 V1 Clavija Trifásica1 Voltímetro CA 0-250 VCA1 Amperímetro CA 0–15 ACA1 Multímetro digital4 Resistencia de 250 100 W3 Resistencia de 150 100 W


DESARROLLO EXPERIMENTAL

1.1. Arme el circuito de la figura 1.1. Aún no conecte la clavija trifásica a la fuente de voltaje (contacto sobre la mesa).

B A

C

L1

L2

L3

nN

Control de entrada

250

150

250

250

150

150

B A

C

L1

L2

L3

nN

Control de entrada

250

150

250

250

150

150

Figura 1.1. Sistema trifásico de cuatro hilos que alimenta a una carga resistiva conectada en estrella.

1.2. Conecte la clavija trifásica a la fuente de voltaje. Cierre el interruptor del control de entrada. Mida los valores de voltajes de línea, voltajes de fase, corrientes de línea, corrientes de fase y la corriente del neutro del circuito y anótelos en la Tabla 1.1. Abra el interruptor del control de entrada.

Tabla 1.1. Valores medidos de voltaje y corriente en la carga trifásica conectada en estrella

del circuito mostrado en la figura 1.1.

Carga 3

conexión Y

VLínea (V) VFase (V) ILínea (A) IFase (A)I

Neutro

(A)VAB

VBC

VCA

VAN VBN VCN IA IB IC IAN IBN ICN INn

Balanceada

221

222

220

127.4

128.8

127.9

.3115

.3215

.3195

.3115

.3115

.3192

0

1.4. Desconecte la clavija trifásica. Arme el circuito de la figura 1. 2


B A

C

L1

L2

L3

nN

Control de entrada

250

150

250

250

150

150

B A

C

L1

L2

L3

nN

Control de entrada

250

150

250

250

150

150

Figura 1.2. Sistema trifásico de tres hilos que alimenta a una carga resistiva conectada en estrella

1.5. Conecte la clavija trifásica. Cierre el interruptor del control de entrada. Mida los valores de voltajes de línea, voltajes de fase, corrientes de línea y corrientes de fase del circuito y anótelos en la Tabla 1.2. Abra el interruptor del control de entrada.

Tabla 1.2 Valores medidos de voltaje y corriente en la carga trifásica conectada en estrella del circuito mostrado en la figura 1.2.

Carga 3 conexión Y

VLínea (V) VFase (V) ILínea (A) IFase (A)VAB VBC VCA VAN VBN VCN IA IB IC IAN IBN ICN

Balanceada 221 222218 127.

4128.

6127.

9.3 .3 .3 .3 .3 .3

1.7. Desconecte la clavija trifásica. Arme el circuito de la figura 1.3.

1.8. Conecte la clavija trifásica. Cierre el interruptor del control de entrada. Mida los valores de voltajes de línea, voltajes de fase, corrientes de línea y corrientes de fase del circuito y anótelos en la Tabla 1.3. Abra el interruptor del control de entrada.


L1

L2

L3

n

Control de entrada

A

B C250 150

250 250

150 150

L1

L2

L3

n

Control de entrada

A

B C250 150

250 250

150 150

Figura 1.3. Sistema trifásico de tres hilos que alimenta a una carga resistiva conectada en delta.

Tabla 1.3 Valores medidos de voltaje y corriente en la carga trifásica conectada en delta del circuito mostrado en la figura 1.3.

Carga 3 conexión

VLínea (V) VFase (V) ILínea (A) IFase (A)

VAB VBC VCA VAB VBC VCA IA IB IC IAB IBC ICA

Balanceada 221 221221 219.

5221.

9222.

2.9 .9 .9 .45 .45 .45


ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS

1. Realice los cálculos de los voltajes de línea, voltajes de fase, corrientes de línea y corrientes de fase de los dos circuitos trifásicos con carga conectada en estrella y compare los resultados con las mediciones. (Elaborar diagramas fasoriales de voltajes y corrientes).


2. Realice los cálculos de los voltajes de línea, voltajes de fase, corrientes de línea y corrientes de fase del circuito trifásico con carga conectada en delta y compare los resultados con las mediciones. (Elaborar diagrama fasorial de voltajes y corrientes).


3. Explicar la diferencia entre un sistema trifásico con carga conectada en estrella y uno con carga conectada en delta.

R.- la principal diferencia que hay entre estos dos tipos de conexiones es que las conexiones que se hacen en estrella siempre tiene neutro y las delta no.

4. ¿Cuáles son las ventajas de un sistema trifásico sobre un sistema monofásico?

R.- las ventajas es que el sistema trifásico opera con dos líneas y a causa de esto por lo tanto demandara más potencia o corriente por el circuito aparte el sistema trifásico pueden balancearse las cargas

5. Conclusiones.

En esta práctica pudimos observar y determinar las corrientes y voltajes que circulan en un los sistemas trifásicos conectados en delta y estrella los principal de esta práctica fue aprender que hay dos tipos de voltaje y corriente que son los de fase y los de línea que los de línea son los que hay de una línea al neutro y los de fase pues los que hay entre las dos fases es muy práctico saber obtener o calcular dichas corrientes y voltajes porque así sabrás cuanto varían a los cálculos medidos con los instrumentos utilizados no debe de ser un rango muy grande.


PRÁCTICA 2

SISTEMAS TRIFÁSICOS DESBALANCEADOS

OBJETIVO


Comprender las relaciones de voltaje, corriente y potencia en sistemas trifásicos desbalanceados.



Un sistema trifásico desbalanceado resulta de dos situaciones posibles:

1) las fuentes de tensión no son de igual magnitud y/o difieren en fase en ángulos que son desiguales; o

2) las impedancias de carga no son iguales.

Como simplificación del análisis, se consideran las tensiones de fuente balanceadas, pero la carga estrella desbalanceada.

Los sistemas trifásicos en estrella desbalanceados se resuelven mediante la aplicación directa del análisis de malla y nodal.

Las corrientes de línea se determinan mediante la ley de Ohm, conociendo el voltaje de fase y el valor de la impedancia de cada fase. La corriente de línea neutra se encuentra, sumando las corrientes de las fases.

Para calcular la potencia en un sistema trifásico estrella desbalanceado se requiere que encontremos la potencia en cada fase. La potencia total no es simplemente tres veces la potencia en una fase, sino la suma de las potencias en las tres fases.

Lo mismo sería factible para un sistema trifásico delta desbalanceado, considerando que el voltaje de fase es igual al voltaje de línea y la corriente de línea es 3 veces la corriente de fase.


Cantidad Descripción Capacidad1 Control de entrada 0-150 V1 Clavija Trifásica1 Fluke 391 Multímetro digital1 Capacitancia de 20 μ F 250 VAC1 Inductancia de 600 mH. 250 VAC1 Resistencia de 250 Ω 100 W1 Resistencia de 150 Ω 100 W1 Resistencia de 75 Ω 100 W



2.1. Arme el circuito de la figura 2.1. Aún no conecte la clavija trifásica a la fuente de voltaje (contacto sobre la mesa).

B A

C

L1

L2

L3

nN

Control de entrada

250

0.6 H

150

75 20 F

B A

C

L1

L2

L3

nN

Control de entrada

250

0.6 H

150

75 20 F

Figura 2.1. Sistema trifásico de cuatro hilos que alimenta a una carga trifásica desbalanceada conectada en estrella

2.2. Conecte la clavija trifásica a la fuente de voltaje. Cierre el interruptor del control de entrada. Mida los valores de voltajes, corrientes y potencias necesarios para llenar las tablas 2.1 y 2.2. Abra el interruptor del control de entrada.

Tabla 2.1. Valores medidos de voltaje y corriente en la carga trifásica conectada en estrella del circuito mostrado en la figura 2.1

Carga 3 conexión Y

VLínea (V) VFase (V) ILínea (A) IFase (A)INeutro

(A)VAB VBC VCA VAN VBN VCN IA IB IC IAN IBN ICN INn

218.3

220.5

220.9

122.2

126 127.2

.1 .6 .5 .08 .63 .85 .88

Tabla 2.2. Valores medidos de potencia en la carga trifásica conectada en estrella



Carga 3 conexión Y

S (VA) FP P (W) Q (VAr)

Fase A 124 .9 111 60

Fase B 135 .22 95 -97

Fase C 112 .07 8 -113

2.3. Desconecte la clavija trifásica del contacto sobre la mesa. Arme el circuito de la

figura 2.2.

L1

L2

L3

n

Control de entrada

A

B C250

75 150

0.6 H20 F

L1

L2

L3

n

Control de entrada

A

B C250

75 150

0.6 H20 F

Figura 2.2. Sistema trifásico de tres hilos que alimenta a una carga trifásica conectada en delta.

2.4. Conecte la clavija trifásica a la fuente de voltaje. Cierre el interruptor del control de entrada. Mida los valores de voltajes, corrientes y potencias necesarios para llenar las tablas 2.3 y 2.4. Abra el interruptor del control de entrada.

2.5. CUIDADO. Desconecte la clavija trifásica del contacto sobre la mesa.

Tabla 2.3. Valores medidos de voltaje y corriente en la carga trifásica conectada en delta



Carga 3 conexión

VLínea (V) VFase (V) ILínea (A) IFase (A)VAB VBC VCA VAB VBC VCA IA IB IC IAB IBC ICA

218220.

2220.

3218 220.

2220.

3.75 .78

1.07

.321.34

.69

Tabla 2.4 Valores medidos de potencia en la carga trifásica conectada en delta del circuito mostrado en la figura 2.2.

Carga 3 conexión Y


Carga AB 23 .36 8 17

Carga BC 140 .37 42 108

Carga CA 135 .62 83 106


6. Realice los cálculos de los voltajes, corrientes y potencias de los dos circuitos trifásicos y compare los resultados con las mediciones. (Elaborar diagramas fasoriales de voltajes y corrientes).

7. Explicar la diferencia entre un sistema trifásico balanceado y un desbalanceado.

Voltajes trifásicos balanceados

Para que los tres voltajes de un sistema trifásico estén balanceados deberán tener amplitudes y frecuencias idénticas y estar fuera de fase entre sí exactamente 120°.

Importante: En un sistema trifásico balanceado la suma de los voltajes es igual a cero:Va + Vb + Vc = 0

Circuito trifásico balanceado

Si las cargas se encuentran de manera que las corrientes producidas por los voltajes balanceados del circuito también están balanceadas entonces todo el circuito está balanceado


Sistemas trifásicos desequilibradosEn esta sección vamos a estudiar el caso de un sistema trifásico de tensiones

equilibrado, pero que trabaja alimentando a una carga desequilibrada. Se entiende que una carga es desequilibrada cuando las impedancias de cada fase no son iguales, situación que encontramos en la distribución de energía eléctrica en BT a los edificios. En este caso, las intensidades absorbidas por la carga serán desequilibradas, con lo cual no tienen por qué ser iguales en valor eficaz ni estar desfasadas 120º.

Para conseguir un suministro de tensión constante a las instalaciones monofásicas (viviendas, locales comerciales, etc) a partir de una red trifásica, es imprescindible un cuarto conductor activo llamado conductor neutro, cuya interrupción puede causar sobretensiones que pueden derivar en grave riesgo para las personas y las instalaciones.

8. Conclusiones.

Cuando tenemos un circuito trifásico balanceado tenemos estabilidad en el sistema, en una red doméstica es muy usual tener el sistema desbalanceado ya que las cargas no son equivalentes cuando se conectan a las diferentes fases ya que al realizar las conexiones no toman en cuenta el balanceo de fases.


PRÁCTICA 3

SISTEMA MONOFÁSICO

DE TRES CONDUCTORES

OBJETIVO


Comprender las relaciones de voltaje, corriente y potencia en un sistema monofásico de tres conductores.



La mayor parte de la iluminación y aparatos para el hogar operan con corriente alterna monofásica de 127 V, 60 Hz.

La compañía local suministradora de energía eléctrica abastece a los hogares con un sistema de ca de tres conductores.

Por lo general, la tensión de línea de, por ejemplo, 13,800 V se reduce gradualmente a 120/240 V. Los tres conductores procedentes del transformador suelen ser de color rojo (vivo), negro (vivo) y blanco (neutro).

Como la mayoría de los aparatos están diseñados para operar con 127 V, la iluminación y los aparatos se conectan a las líneas de 127 V, como puede observarse en el caso de una habitación residencial.

Todos los aparatos se conectan en paralelo. Los aparatos de alto consumo que requieren grandes corrientes, como los equipos de aire acondicionado, las lavadoras de trastes, los hornos y las lavadoras, se conectan a la línea eléctrica de 220 V.



Cantidad Descripción Capacidad1 Control de entrada 0-150 V1 Clavija Trifásica1 Fluke 391 Multímetro digital1 Inductancia de 600 mH. 250 VAC1 Resistencia de 250 Ω 100 W1 Resistencia de 150 Ω 100 W1 Resistencia de 50 Ω 100 W1 Resistencia de 75 Ω 100 W1 Capacitancia de 20 μ F 250 VAC1 Inductancia de 400 mH. 250 VAC


3.1. Arme un circuito en base a la figura 3.1, utilizando los elementos indicados en la sección del equipo y material empleado, de la siguiente manera:

La inductancia de 600 mH, representa un aire acondicionado conectado a 220 V.La resistencia de 250 Ω, representa un refrigerador conectado a 120 V.Las resistencias de 150 Ω y 75 Ω , representan focos conectados a 120 V.La capacitancia de 20 μ F, representa un horno de microonda conectado a 120 V.La inductancia de 400 mH, representa un aerocooler conectado a 120 V. La resistencia de 50 Ω, representa un televisor conectado a 120 V.

Aún no conecte la clavija trifásica a la fuente de voltaje (contacto sobre la mesa).

3.2. Conecte la clavija trifásica a la fuente de voltaje. Cierre el interruptor del control de entrada. Mida los valores de voltajes, corrientes y potencias necesarios para llenar las tablas 3.1, 3.2 y 3.3. Abra el interruptor del control de entrada.

Tabla 3.1. Valores medidos de voltaje en la carga monofásica de 3 conductores del circuito implementado.Carga 1Ф

3 conductores

Voltajes (V)

A.A. Refrigerador T.V. Horno Focos Aerocooler

216 123 123.1 125.5 84.5 40.9

Tabla 3.2. Valores medidos de corriente en la carga monofásica de 3 conductores del circuito implementado.


Carga 1Ф

3 conductores

Corrientes (A)Línea 1 Línea 2

1.48 1.21

Tabla 3.3. Valores medidos de potencia en la carga monofásica de 3 conductores del circuito implementado.

Carga 1 3 conductores


Fase 1 142 0.97 135 27

Fase 2 0.29 kVA 0.95 0.28 kW 0.1 kVAr

3.3. CUIDADO. Desconecte la clavija trifásica del contacto sobre la mesa.

3.4. En caso de que el sistema se encuentre desbalanceado, modificar la conexión de las cargas para balancear lo mejor posible. Realice las mediciones de corrientes en cada una de las líneas y anote los valores en la tabla 3.4.

Tabla 3.4. Valores medidos de corriente en la carga monofásica de 3 conductores del circuito implementado ya balanceado.

Carga 1Ф

3 conductores

Corrientes (A)Línea 1 Línea 2

1.48 1.21

Análisis de resultados

En un sistema monofásico de tres conductores se presenta una distribución de la corriente entre las diferentes cargas de la red, al tener las cargas conectadas en paralelo estas pueden tener dos voltajes ya sea 120V o 220V dependiendo de lo que el elemento requiera para funcionar, por esta razón los voltajes medidos son de 220V y 120V, excepto en los focos que fueron conectados en serie donde el voltaje de 120 se reparte entre los 2 elementos, donde uno consume 84.5V y el otro 40.9V.

El factor de potencia del circuito establecido se encuentra en un valor aceptable al ser igual a 0.97-0.97 para las fases 1 y 2, esto se logra al mantener las cargas balanceadas y que la corriente en ambas fases sea la misma. En la tabla se observa como la potencia no es la misma para la fase1 y la fase2, la potencia varía, esto se da por la distribución de las cargas.



1. Realice los cálculos de los voltajes, corrientes, potencias y factor de potencia del circuito monofásico de 3 conductores y compare los resultados con las mediciones.

2. Conclusiones.

En una instalación eléctrica doméstica/residencial es importante mantener una buena distribución de las cargas para tener un sistema balanceado donde la corriente se distribuya de buena manera por las líneas, el circuito utilizado en la práctica esta balanceado por lo que se logró un buen factor de potencia el cual reduce el costo de una facturación de energía eléctrica además de brindar otros beneficios. Por esta razón es importante mantener las instalaciones eléctricas domésticas y residenciales con cargas balanceadas para aumentar la disponibilidad de potencia y el incremento de la vida útil de la instalación.


PRÁCTICA 4

OPERACIÓN BASICA DE UN

TRANSFORMADOR

OBJETIVO


Comprender las funciones básicas de un transformador



Los transformadores son unas de las piezas mas ampliamente utilizadas en equipo eléctrico, y son utilizadas para transferir energía de un voltaje conveniente y económico del sistema de transmisión, a un voltaje conveniente y económico para los usuarios. Los transformadores son necesarios para la distribución eficiente de la energía eléctrica y son esenciales para la operación de procesos industriales.

Un transformador consiste en dos o más devanados interconectados por un flujo magnético variable con el tiempo en un núcleo de hierro. Uno de estos devanados recibe el nombre de primario y es el que recibe la energía suministrado por una fuente a un voltaje dado; el otro devanado recibe el nombre de secundario y es el que entrega energía a una carga, generalmente a un voltaje diferente al de la fuente.

Con el secundario del transformador sin carga, un voltaje alterno es aplicado al primario. Una pequeña corriente en estado estacionario, llama corriente sin carga, existe en el primario y establece un flujo alterno en el núcleo de hierro.

Puesto que ese flujo es común a los devanados primarios y secundarios, el voltaje inducido en cada devanado es proporcional al número de vueltas en ese devanado, esto es:

E1¿E2 ¿¿

¿ =

N1

N 2

Donde:E1 = Voltaje inducido en el primario. E2 = Voltaje inducido en el secundario.N1 = Numero de vueltas en el primario.N2 = Numero de vueltas en el secundario.

Cuando el secundario de un transformador se conecta a una carga, una corriente fluye por el secundario.

La corriente producirá un flujo alterno en el núcleo. Este flujo inducirá voltajes en ambos devanados. El voltaje inducido en el primario, según la ley de Lenz, cancelara al voltaje ya inducido en el, como resultado el voltaje aplicado sin oposición, oxigenara un incremento en la corriente a través del primario. El valor de esta corriente será tal que la FMM que produce cancelara la FMM del secundario y reestablecerá el flujo principal a su valor original. Por esto cuando la corriente fluye en el secundario, la FMM que crea es cancelada por un FMM igual y opuesta en el primario, producida por un incremento apropiado de corriente del primario.

Igualando las FMM I1 N1 = I2 N2; o

I 1

I 2 = N 2

N1

Donde:I1 = Corriente que fluye por el devanado primario.I2 = Corriente que fluye por el devanado secundario.Así el transformador altera la corriente en proporción inversa a las vueltas de sus devanados.



Cantidad Descripción Capacidad 1 Transformador de demostración ------------ 1 Control de entrada ------------ 2 Voltímetros AC 0-250 VAC 2 Amperímetro AC 0-2.5 AAC 1 Carga resistiva 400 Watts 1 Fuente de poder 0-150 VAC / CD


1.- Arme el transformador como se muestra en la figura 4.1

FIGURA 4.1.- medición de voltaje en los devanados del transformador

2.- Varíe el voltaje de cero a 120 volts, con incrementos de 20 en 20 volts. Anote las lecturas en la tabla 4.1, considere V1 como el voltaje en el primario y V2 como el voltaje en el secundario.

TABLA 4.1.- voltajes obtenidos en el primario y secundario


V1

V2

V1 V2

0 0

20 10.1

40 20.1

º 30.1

80 40.1

100 50.1

120 65

-------------- ---------------

3.- Conecte el transformador como se muestra en la figura 4.2.

FIGURA 4.2.- Medición de corriente con carga en el secundario

4.- Aplique un voltaje constante al devanado primario (sugerencia 120 volts) con el secundario sin conectar a la carga.

5.- Con el voltaje constante, conecte la carga resistiva al secundario y variela con 6 diferentes valores desde cero hasta el 125%, de su carga nominal. Anote las lecturas en la tabla 4.2.Considere I1 la corriente del devanado primario e I2 a la corriente que fluye por el devanado secundario.


120 VCA

CARGA RESISTIVA

T1

T2

TABLA 4.2.- corrientes obtenidas en el primario y secundario

I1 I2

0.1 0.2

0.14 0.26

0.24 0.46

0.32 o.62

0.46 0.9

0.64 1.28


1.- Trazar una gráfica de los resultados de la tabla 4.1, usando el voltaje del primario como la abscisa y el voltaje del secundario como la ordenada. Explique el resultado.

0 10 20 30 40 50 60 700

20

40

60

80

100

120

140

Series2

la relacion de voltajes es un comportamiento lineal, es un transformador reductor, por lo tanto a medida que V1 avance V2 aumentara su voltaje pero a menor escala que V1.(y como la relacion 2:1)2.- Trazar una gráfica usando los resultados de la tabla 4.2, usando la corriente del

secundario como la abscisa y la corriente del primario como la ordenada. Explique el resultado.


0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.40

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

Series2

como es un transfomador reductor de voltaje y la corriente es inversamente proporcional al voltaje es que la corriente 2 es el doble de la corriente 1.

3.- Cual es la relación que existe entre los voltajes del primario y el secundario.

Que mientras va aumentando V1 también aumenta V2 pero con una relación de 2:1, es decir V1 es el doble de V2.

4.- Cual es la relación que existe entre las corrientes del primario y el secundario

Aquí la corriente es inversamente proporcional al voltaje y por ello I2 será el doble de I1 ya que a menor voltaje mayor corriente.

5.- Conclusiones.

En esta práctica se vio cómo opera básicamente un transformador y son de las piezas más ampliamente utilizadas en equipo eléctrico, y son utilizados para transferir energía de un voltaje conveniente y económico del sistema de transmisión, a un voltaje conveniente y económico para los usuarios.

En este caso trabajamos con un transformador reductor con una relación 2:1 y esto quiere decir que en las mediciones el voltaje primario era el doble que el secundario y en cuanto a corriente como esta es inversamente proporcional al voltaje o a menor voltaje mayor corriente; la corriente secundaria será el doble que la corriente primaria.


PRÁCTICA 6

PARÁMETROS Y y Z DE UNA RED DE DOS PUERTOS


RESULTADOS

Resultados obtenidos con la Fuente de voltaje conectada en las terminales a y b con corto circuito en las terminales c y d.

VOLTAJE (V)

CORRIENTE (mA)

R1 3.096 3.07

R2 3.194 0.98

R3 3.781 3.12R4 3.187 2.15

Vs 10.07 3.11

Resultados obtenidos con la Fuente de voltaje conectada en las terminales c y d con corto circuito en las terminales a y b.

VOLTAJE (V)

CORRIENTE (mA)

R1 2.131 2.14

R2 4.734 1.43

R3 2.603 2.15

R4 5.337 3.55


a

b

c

d

R1

R2

R3

R4

Vs 10.07 3.58

.

Resultados obtenidos con la Fuente de voltaje conectada en las terminales a y b con circuito abierto en las terminales c y d.

VOLTAJE (V)

CORRIENTE (mA)

R1 1.826 1.81

R2 6.011 1.82

R3 2.231 1.85

R4 0 0

Vs 10.07 1.83

Resultados obtenidos con la Fuente de voltaje conectada en las terminales c y d con circuito abierto en las terminales a y b.

VOLTAJE (V)

CORRIENTE (mA)

R1 0 0

R2 6.92 2.09

R3 0 0

R4 3.149 2.09

Vs 10.07 2.11


ANALISIS DE RESULTADOSHaciendo uso del circuito mostrado en la práctica (red de dos puertos), se determinaron los parámetros de admitancia y de impedancia de la red con el fin de conocer las relaciones de voltajes y corrientes en las terminales de entrada y salida de la red.

Como se puede observar tanto en los resultados prácticos y los calculados teóricamente, los parámetros obtenidos son correctos, se presenta una pequeña variación debido a la medición práctica en la cual hay posibilidad de presencia de error ocasionado por diferentes factores, desde el equipo de medición o un mal ajuste en la fuente de entrada, aun así los resultados obtenidos no varían significativamente por lo que los valores se toman correctos.


CONCLUSIONESLos parámetros h y t nos permiten encontrar diferentes relaciones que se presentan entre los voltajes y corrientes de entrada-salida que se presentan en una red de dos puertos, estos parámetros nos dan a conocer la siguiente información:

Parámetros YY11- Admitancia en corto circuito de V2Y12- Admitancia en corto circuito de V1Y21- Admitancia en corto circuito de V2Y22- Admitancia en corto circuito de V1

Parámetros ZZ11- Impedancia con I2 igual a ceroZ12- Impedancia con I1 igual a ceroZ21- Impedancia con I2 igual a cero Z22- Impedancia con I1 igual a cero

Al conocer estos parámetros se obtiene mayor información del comportamiento de la red lo que ayuda al mejor estudio de la red ya que se tienen las relaciones entre voltajes y corrientes de entrada y salida.


PRÁCTICA 7

PARÁMETROS h y t DE UNA RED DE DOS PUERTOS

OBJETIVO

Al terminar esta práctica el alumno será capaz de: Encontrar los parámetros híbridos h de una red de dos puertos. Encontrar los parámetros de transmisión t de una red de dos puertos.


Resultados

Parámetros híbridos

Red de dos puertos

Resultados obtenidos con la Fuente de voltaje conectadas en las terminales a y b con corto circuito en las terminales c y d.

Voltaje (V) Corriente (mA)R1 3.096 3.07R2 3.194 0.98R3 3.781 3.12R4 3.187 2.15

Vs=V1 10.07 3.11

h11=V 1

I1

= 10.07 V3.11mA

=3.2379 kΩ

h21=I 2

I 1

=−2.15 mA3.11 mA

=−0.6913

Resultados obtenidos con la Fuente de voltaje conectadas en las terminales c y d con circuito abierto en las terminales a y b.


Voltaje (V) Corriente (mA)R1 2.131 2.14R2 4.734 1.43R3 2.603 2.15R4 5.337 3.55

Vs=V2 10.07 3.58

h12=V 1

V 2

=6.875V10.07 V

=0.6827

h22=I 2

V 2

=2.09 mA10.07 V

=208.333 µS

Parámetros de transmisión


Resultados obtenidos con la Fuente de voltaje conectadas en las terminales a y b con circuito abierto en las terminales c y d.

Voltaje (V) Corriente (mA)R1 1.826 1.81R2 6.011 1.82R3 2.231 1.85R4 0 0

Vs=V1 10.07 1.83

A=V 1

V 2

=10.07 V6.039 V

=1.6674

C=I 1

V 2

=1.83mA6.039 V

=303.03 µS

Resultados obtenidos con la Fuente de voltaje conectadas en las terminales a y b con corto circuito en las terminales c y d.


Voltaje (V) Corriente (mA)R1 0 0R2 6.92 2.09R3 0 0R4 3.149 2.09

Vs=V1 10.07 2.11

B=−V 1

I 2

=−10.07V−2.09mA

=4.818 kΩ

D=−I 1

I 2

=2.11mA2.09mA

=1.0095

Cálculos de los parámetros


Parámetros h

Ecuaciones de malla(1 ) 5.5 k I 1+3.3 k I 2=V 1

(2 ) 3.3 k I 1+4.8 k I 2=0Despejando I 2 de (2)

I 2=−0.6875 I 1

Sustituyendo I 2 en (1)5.5 k I 1+3.3 k (−0.6875 I 1)=V 1

5.5 k I 1−2.26875 k I1=V 1

3.23125 k I 1=V 1

Calculo de parámetrosh11 y h21

h11=V 1

I1

=3.23125 k I 1

I 1

=3.23125 kΩ

h21=I 2

I 1

=−0.6875 I 1

I 1

=−0.6875

Ecuaciones

V 1=3.3 k V 2

3.3 k+1.5 k=0.6875V 2

V 2=(3.3 k+1.5 k ) I2=4.8 k I 2

Calculo de parámetrosh12 yh22

h12=V 1

V 2

=0.6875V 2

V 2

=0.6875

h22=I 2

V 2

=I 2

4.8 k I 2

=208.333 µS


Parámetros t

Ecuaciones5.5 k I 1=V 1

3.3 k I 1=V 2

Calculo de parámetros A y C

A=V 1

V 2

=5.5 k I1

3.3 k I1

=1.666

C=I 1

V 2

=I 1

3.3 k I 1

=303.03 µS

Ecuaciones de malla(1 ) 5.5 k I 1+3.3 k I 2=V 1

(2 ) 3.3 k I 1+4.8 k I 2=0Despejando I 1de (2)

I 1=−1.4545 I2

Sustituyendo I 1 en (1)5.5 k (−1.4545 I 2 )+3.3 k I 2=V 1

−8 k I 2+3.3 k I 2=V 1

−4.7 k I 2=V 1

Calculo de parámetros B y D

B=−V 1

I 2

=−−4.7 k I 2

I2

=4.7 kΩ

D=−I 1

I 2

=−−1.4545 I 2

I 2

=1.4545


Análisis de resultados

Haciendo uso del circuito mostrado en la práctica (red de dos puertos), se determinaron los parámetros híbridos y de transmisión de la red con el fin de conocer las relaciones de voltajes y corrientes en las terminales de entrada y salida de la red.

Como se puede observar tanto en los resultados prácticos y los calculados teóricamente, los parámetros obtenidos son correctos, se presenta una pequeña variación debido a la medición práctica en la cual hay posibilidad de presencia de error ocasionado por diferentes factores, desde el equipo de medición o un mal ajuste en la fuente de entrada, aun así los resultados obtenidos no varían significativamente por lo que los valores se toman correctos.

En el parámetro t D, se presenta una gran variación en el resultado, el valor medido fue de D=1.0095 mientras que el resultado calculado fue de D=1.4545 debido a una mal medición de la corriente de malla 1, haciendo uso de un simulador se conoce el valor de esta corriente la cual tiene un valor de I 1=3.0944 mA, realizando el cálculo nuevamente se obtiene:

D=−I 1

I 2

=3.0944 mA2.09 mA

=1.4805

El cual es un valor mucho más parecido al calculado teóricamente, por lo que este es el valor correcto. En cuanto al resto de los resultados tanto prácticos como calculados son correctos.

Corriente de malla 1 para determinar parámetro D


Conclusiones

Los parámetros h y t nos permiten encontrar diferentes relaciones que se presentan entre los voltajes y corrientes de entrada-salida que se presentan en una red de dos puertos, estos parámetros nos dan a conocer la siguiente información:

Parámetros hh11- Impedancia de entrada en corto circuitoh12- Ganancia inversa de tensión en circuito abiertoh21- Ganancia directa de corriente en cortocircuitoh22- Admitancia de salida en circuito abierto

Parámetros tA- Relación de tensión en circuito abiertoB- Impedancia negativa de transferencia en cortocircuitoC- Admitancia de transferencia en circuito abiertoD- Relación negativa de corrientes en cortocircuito

Al conocer estos parámetros se obtiene mayor información del comportamiento de la red lo que ayuda al mejor estudio de la red ya que se tienen las relaciones entre voltajes y corrientes de entrada y salida.


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