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Práctica # 6: Teorema de Superposición.

Objetivo:

Comprobar en forma práctica el Teorema de Superposición, en circuitos de corriente directa.

Introducción teórica: (no se incluye)

Material y equipo necesario:

1 Fuente de 0-20 Vcd.6 Resistencias de diferentes valores2 Multímetros digitales.12 Cables de conexión medianos1 Simulador de circuitos eléctricos.

Metodología:

1) Mida cada una de las seis resistencias, anote esos valores medidos junto con sus valores nominales.

2) Conecte el circuito que se muestra en la figura #1, recuerde pedir supervisión antes de energizar. Después de aprobado el circuito, conecte los voltímetros en las terminales de c/u de las fuentes y simultáneamente ajuste sus voltajes al valor deseado.

3) Mida las corrientes en cada rama del circuito.

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4) Desconecte la fuente #2, simplemente uniendo las dos terminales que van a la fuente, entre si. Energice el circuito y mida las componentes de las corrientes en cada una de las ramas, debidas a la fuente #1.

5) Vuelva a conectar la fuente #2, ahora desconecte la fuente #1, uniendo las terminales que van a dicha fuente, entre si. Energice el circuito y mida las componentes de las corrientes en cada rama, debidas a la fuente #2.

6) Compruebe el teorema de superposición, sumando algebraicamente las componentes de las corrientes de cada rama por separado, obtenidas en los puntos 4 y 5. Los resultados deben ser iguales a los obtenidos en el punto 3.

7) Efectúe los cálculos del circuito anterior. Los resultados calculados deben ser iguales a los valores medidos en la práctica, si son iguales desconecte todo, si no son iguales, investigue las causas y corríjalas.

8) Repita los pasos del 2 al 7 para un circuito diseñado por usted.

9) Compruebe los resultados medidos y calculados de los dos circuitos anteriores, utilizando un simulador de circuitos, los datos de entrada al simulador son los valores medidos de las resistencias y los voltajes de las fuentes.

Reporte del alumno:

El reporte deberá incluir: Portada. Número y nombre de la práctica. Objetivo. Introducción teórica. Material y equipo utilizado. Metodología Circuitos conectados. Valores medidos, calculados y simulados tabulados para mejor referencia. La comprobación del Teorema de Superposición. Conclusiones experimentales. Fuentes consultadas.

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Práctica # 7: Teorema de Thévenin.

Objetivo:

Comprobar en forma práctica el Teorema de Thévenin, en circuitos de corriente directa.

Introducción teórica: (no se incluye)

Material y equipo necesario:

1 Fuente de 0-20 Vcd.6 Resistencias de diferentes valores2 Multímetros digitales.1 Reóstato de 0-100 ohms.12 Cables de conexión medianos1 Simulador de circuitos eléctricos.

Metodología:

1) Mida cada una de las seis resistencias, anote esos valores medidos junto con sus valores nominales.

2) Conecte el circuito que se muestra en la figura #1, recuerde pedir supervisión antes de energizar. Después de aprobado el circuito, conecte los voltímetros en las terminales de c/u de las fuentes y simultáneamente ajuste sus voltajes al valor deseado.

3) Mida la corriente en la rama del circuito donde se encuentra la resistencia R4.

4) Desconecte la resistencia R4 y entre los puntos A y B mida el voltaje de circuito abierto (fuente de voltaje equivalente de Thévenin)

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5) Elimine la fuente de voltaje E1, uniendo las terminales que van a ella, entre sí. Haga lo mismo con la fuente E2. Mida entre los puntos A y B la resistencia de circuito abierto (resistencia equivalente de Thévenin).

6) Con los valores medidos en los puntos 4 y 5, conecte el circuito equivalente de Thévenin, junto con la resistencia R4, mida la corriente del circuito. Si esta corriente es igual a la medida en el punto 3, entonces se comprobó la validez del Teorema de Thévenin, en caso contrario investigue las causas y corríjalas.

7) Compruebe los resultados obtenidos, tanto teóricamente como por medio del simulador de circuitos. 8) Repita los pasos del 2 al 7 para un circuito diseñado por usted.

9) Tabular todos los datos obtenidos tanto teórica como prácticamente, así como con el simulador de circuitos.

Reporte del alumno:

El reporte deberá incluir: Portada. Número y nombre de la práctica. Objetivo. Introducción teórica. Material y equipo utilizado. Metodología Circuitos conectados. Valores medidos, calculados y simulados tabulados para mejor referencia. La comprobación del Teorema de Thévenin. Conclusiones experimentales. Fuentes consultadas.

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Práctica # 8: Teorema de Reciprocidad.

Objetivo:

Comprobar en forma práctica el Teorema de Reciprocidad, en circuitos de corriente directa.

Introducción teórica: (no se incluye)

Material y equipo necesario:

1 Fuente de 0-20 Vcd.6 Resistencias de diferentes valores2 Multímetros digitales.12 Cables de conexión medianos1 Simulador de circuitos eléctricos.

Metodología:

1) Mida cada una de las seis resistencias, anote esos valores medidos junto con sus valores nominales.

2) Conecte el circuito que se muestra en la figura #1, recuerde pedir supervisión antes de energizar. Después de aprobado el circuito, conecte el voltímetro en las terminales de la fuente y ajuste el voltaje de ésta, al valor deseado.

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3) Mida la corriente en la rama del circuito donde se encuentra la resistencia R1, anote ese valor.

4) Ahora cambie la fuente a la rama donde está R1, en serie con dicha resistencia y con el polo positivo hacia abajo.

5) Conecte el voltímetro a la fuente y ajuste el voltaje a los mismos 20 volts.

6) Mida la corriente en la rama donde estaba la fuente, o sea en R6, anótela.

7) Si las corrientes medidas en los puntos 3 y 6, son iguales, entonces queda comprobado el Teorema de Reciprocidad, en caso contrario investigue las causas y corríjalas.

8) Compruebe los resultados obtenidos, tanto teóricamente como por medio del simulador de circuitos. 9) Repita los pasos del 2 al 7 para un circuito diseñado por usted.

10) Tabular todos los datos obtenidos tanto teórica como prácticamente, así como con el simulador.

Reporte del alumno:

El reporte deberá incluir: Portada. Número y nombre de la práctica. Objetivo. Introducción teórica. Material y equipo utilizado. Metodología Circuitos conectados. Valores medidos, calculados y simulados tabulados para mejor referencia. La comprobación del Teorema de Reciprocidad. Conclusiones experimentales. Fuentes consultadas.

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Práctica # 9: Características de la onda alterna senoidal.

Objetivo:

Por medio de un simulador de circuitos eléctricos, comprobar las siguientes características de la onda alterna senoidal: período, frecuencia, valores instantáneo, máximo y eficaz, así como de una onda senoidal rectificada de media onda y de onda completa.

Introducción teórica: (no se incluye)

Material y equipo necesario:

1 Simulador de circuitos eléctricos.

Metodología:

1) Para la onda senoidal completa, introduzca la siguiente información al simulador

2) Determine los valores de frecuencia, período y sus valores máximo y eficaz. El valor instantáneo lo puede determinar en un instante dado, moviendo uno de los dos cursores y leyendo ese valor en el recuadro correspondiente a dicho cursor, anote esos valores para el reporte.

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3) Compruebe que la relación entre los voltajes efectivo y máximo para una onda senoidal es: VRMS = 0.7071 VMax.

4) Dejando el mismo valor del voltaje, cambie el valor de la frecuencia y anote sus observaciones.

5) Cambie ahora el valor del voltaje para una misma frecuencia. ¿qué observa?6) ¿Cuál de las ondas proporciona una mayor potencia, la de menor frecuencia o la

de mayor frecuencia?7) ¿Cuál de las ondas proporciona una mayor potencia, la de menor voltaje o la de

mayor voltaje?

8) Para la media onda senoidal rectificada, introduzca la siguiente información: (observe que la única diferencia con el circuito anterior es el diodo rectificador).

9) Determine los valores de frecuencia, período y sus valores máximo y eficaz. El valor instantáneo lo puede determinar en un instante dado, moviendo uno de los dos cursores y leyendo ese valor en el recuadro correspondiente a dicho cursor, anote esos valores para el reporte.

10) Compruebe que la relación entre los voltajes efectivo y máximo para una onda senoidal rectificada de medio ciclo es: VRMS = 0.5 VMax.

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11)Para la onda completa senoidal rectificada, introduzca la siguiente información: (observe que se cambió el diodo rectificador por un puente rectificador).

12) Determine los valores de frecuencia, período y sus valores máximo y eficaz. El valor instantáneo lo puede determinar en un instante dado, moviendo uno de los dos cursores y leyendo ese valor en el recuadro correspondiente a dicho cursor, anote esos valores para el reporte.

13) Compruebe que la relación entre los voltajes efectivo y máximo para una onda completa senoidal rectificada es: VRMS = 0.7071 VMax.

Reporte del alumno:

El reporte deberá incluir: Portada que incluya el número y el nombre de la práctica. Objetivo. Introducción teórica. Material y equipo utilizado. Metodología. Circuitos simulados. Valores simulados, tabulados para mejor referencia. Conclusiones experimentales. Fuentes consultadas.

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Práctica #10: Medición de potencia monofásica.

Objetivo:

Efectuar mediciones de las potencias reactiva, real y aparente, factor de potencia y ángulo de fase, de diferentes tipos de cargas eléctricas.

Introducción teórica: (no se incluye)

Material y equipo necesario:

1 Pinza voltiamperimétrica marca Extech, modelo 380976 1 Guía del usuario de la misma pinza4 Tablillas con 3 lámparas incandescentes cada una1 Carga de agua1 Motor 1Φ de inducción4 Capacitores de 25 μF cada uno4 Cables de conexión largos12 Cables de conexión medianos24 Cables de conexión cortos

Metodología:

1) Identifique la fuente de 120 VCA y asegúrese de que esté apagada.

2) Conecte todas las lámparas incandescentes en paralelo con la fuente de 120 VCA.

3) Conecte la pinza voltiamperimétrica para medir potencias monofásicas (página 6 de la guía del usuario).

4) Pida supervisión y en caso de ser aprobado, energice el circuito.

5) Tome lecturas de las potencias real, reactiva y aparente, junto con el factor de potencia y el ángulo de fase, anótelas.

6) Desenergice el circuito y desconecte todo.

7) Ahora conecte a la fuente de 120 VCA la carga de agua, al principio, los electrodos de la carga deben estar completamente fuera del agua.

8) Conecte la pinza voltiamperimétrica para medir corriente alterna (página 5 de la guía del usuario).

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9) Pida supervisión y en caso de ser aprobado, energice el circuito.10) Introduzca poco a poco los electrodos de la carga en el agua, hasta que el

amperímetro marque 10 amperios.

11) Desenergice el circuito, desconecte la pinza y vuélvala a conectar, para medir potencias monofásicas (página 6 de la guía del usuario).

12) Pida supervisión y en caso de ser aprobado, energice el circuito.

13) Tome lecturas de las potencias real, reactiva y aparente, junto con el factor de potencia y el ángulo de fase, anótelas.

14) Desenergice el circuito y desconecte todo.

15) Conecte el motor monofásico de inducción a la fuente de 120 VCA y la pinza voltiamperimétrica para medir potencias monofásicas (página 6 de la guía).

16) Pida supervisión y en caso de ser aprobado, energice el circuito.

17) Tome lecturas de las potencias real, reactiva y aparente, junto con el factor de potencia y el ángulo de fase, anótelas.

18) Desenergice el circuito y conecte los capacitores en paralelo con el motor, sin desconectar la pinza.

19) Vuelva a energizar y a tomar lecturas, ¿qué diferencias observa?

20) Desenergice y desconecte todo, entregue el material.

Reporte del alumno:

El reporte debe incluir: Portada. Número y nombre de la práctica. Objetivo. Introducción teórica que contenga un resumen del funcionamiento de la pinza

voltiamperimétrica y un análisis de la corrección del factor de potencia de una carga eléctrica.

Material y equipo utilizado. Conexiones. Valores medidos tabulados para mejor referencia. ¿Qué diferencias hay entre las lecturas del motor sin y con capacitores? Conclusiones experimentales. Fuentes consultadas.

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