Sabatico Manual Práct Mediciones
Sabatico Manual Práct Mediciones
Sabatico Manual Práct Mediciones
Durango
Introduccin Pg.
Prctica No. 1 2
Diagrama Unifilar de la Instalacin Elctrica del Lab.
De Ing. Elctrica.
Prctica No. 2 5
Introduccin a los Instrumentos de Medicin Especiales.
Prctica No. 3 7
Estimacin de Errores en Mediciones Elctricas.
Prctica No. 4 11
Errores por consumo interno de los Instrumentos de Medicin.
Prctica No. 5 14
Utilizacin del Megger.
Prctica No. 6 18
Uso del Osciloscopio.
Prctica No. 7 21
Diseo de Voltmetros y Ampermetros de C.D. y C.A.
Prctica No. 8 27
Polaridad en transformadores de corriente y potencial.
Prctica No. 9 32
Relacin de transformacin.
Prctica No. 10 38
Uso de probador de relacin de transformacin.
Prctica No. 11 44
Medicin de potencia y factor de potencia monofsica.
Prctica No. 12 50
Medicin de potencia y factor de potencia trifsico en cargas R.L.C.
Prctica No. 13 57
Uso de VARIAC, Secuencimetro, Tacmetro, Probador de Rigidez
Dielctrica y Luxmetro.
Prctica No. 14 65
Uso de: Puentes de Kelvin, Wheatstone y Universal.
INTRODUCCION
PRACTICA No. 1
DIAGRAMA UNIFILAR.
TEORIA BASICA
Con relacin a los objetivos generales contenidos en las materias anteriores
en la explicacin dada en la introduccin al laboratorio, es conveniente
conocer reafirmar algunas definiciones de unidades elctricas, en particular
para aquellos alumnos que hayan tenido poco contacto con estas unidades en
el bachillerato que cursaron el nivel de Ingeniera en que se encuentran.
CANTIDAD DESCRIPCIN
1 Subestacin elctrica.
1 Tablero de distribucin.
1 Mesa de trabajo
DESARROLLO
Nombre del No. De serie Modelo Marca Potencia Voltaje Corriente Frecuencia
elemento.
2. Despus de la explicacin, los alumnos asesorados por el maestro o jefe
del laboratorio elaborarn el diagrama unifilar de la instalacin y
adems se tomarn los datos de placa de cada elemento y los anotar en
la tabla 1.1.
3
3.- Elaborar en limpio y a tinta el diagrama unifilar de la instalacin elctrica
desde la subestacin hasta la mesa de trabajo.
CUESTIONARIO
1.- Defina la ley de ohm y cada una de las unidades de los elementos que la
conforman.
OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS.
4
INSTITUTO TECNOLGICO DE DURANGO
PRACTICA No. 2
5
DESARROLLO:
OBSERVACIONES Y CONCLUCIONES.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS.
6
INSTITUTO TECNOLOGICO DE DURANGO.
PRACTICA No. 3
V I Pwatts(calculada)
8
TABLA No. 3.2 (Mtodo AV).
Voltmetro de baja sensibilidad.
Ampermetro clase 2.5.
V I Pwatts(calculada)
V I Pwatts(calculada)
V I Pwatts(calculada)
9
4.- Para la disposicin de instrumentos que considere ms adecuada, es decir,
cuya potencia promedio sea la ms cercana a la nominal, calcule para esta:
CUESTIONARIO
4.- indique cuando menos cuatro fuentes de error que se pueden evitar.
5.- indique tres fuentes de error que no se pueden evitar.
OBSERVACIONES Y CONLUCIONES.
REFERENCIA BIBLIOGRAFICA.
10
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PRACTICA No. 4
CANTIDAD DESCRIPCION
1 Ampermetro Analgico de C.C. clase 2.5, 10 A.
1 Ampermetro Analgico de C.C. clase 0.5, 10 A.
1 Voltmetro Analgico de C.C. con sensibilidad 20 k/v. 300v.
11
DESARROLLO
TABLA 4.1
INSTRUMENTO CLASE S RA RV
Ampermetro C.C. 2.5
(1)
Ampermetro C.C. 0.5
(2)
Voltmetro C.C. 0.5 20 /v
(3)
Voltmetro C.C. 2.5 550 /v
(4)
Ampermetro +0.2
Digital (5)
Voltmetro Digital +0.2
(6)
CUESTIONARIO
CONCLUSIONES Y OBSERVACIONES.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS.
13
INSTITUTO TECNOLOGICO DE DURANGO
PRACTICA No. 5
En caso de que no pase una de las dos pruebas el instrumento debe revisarse.
En caso contrario el instrumento esta listo para efectuar la medicin.
14
MATERIAL Y EQUIPO A UTILIZAR
CANTIDAD DESCRIPCION
1 Megger con manivela de dos terminales con accesorios.
1 Termmetro.
DESARROLLO
2 BT VS AT + T
3 AT Vs BT
2 BT VS BS + T
3 AT VS BT
16
CUESTIONARIO
4.- De acuerdo con lo visto en la clase corrija los valores obtenidos en las
tablas No. 5.1, 5.2. a 75 C e indique el estado del aislamiento.
OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES.
BIBLIOGRAFIA.
17
INSTITUTO TECNOLOGICO DE DURANGO
PRACTICA No. 6
18
MATERIAL Y EQUIPO A UTILIZAR
2 Osciloscopios de diferente marca.
2 Puntas caiman.
DESARROLLO
19
4. Reporte la funcin de cada una de las partes y principio de
funcionamiento del osciloscopio.
CONCLUSIONES Y OBSERVACIONES.
BIBLIOGRAFIA UTILIZADA.
20
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PRACTICA No. 7
1 Voltmetro patrn.
1 Ampermetro patrn.
DESARROLLO
1. Calcule los valores de las resistencias derivadas (Rsh) para el
ampermetro del circuito No.1 con escalas de 1mA, 3mA y 6mA.
22
3 mA
6 mA
TABLA No. 1
TABLA No. 3
300 V
24
8. Los datos obtenidos regstrelos en la tabla No. 4.
TABLA No. 4
ESCALA VOLTIMETRO VOLTIMETRO % ERROR
PATRON. DISEADO.
30 V
120 V
300 V
CUESTIONARIO
1.- Exprese la conclusin de los resultados obtenidos en cada ensayo.
OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS.
25
BIBLIOGRAFIA.
Autor: D. Cooper William, D. Helfrick Albert.
Libro: Instrumentacin Elctrica Moderna y Tcnicas de Medicin.
Editorial: Prentice Hall Hispanavista S.A.
Autor: Breant P.
Libro: Medidas Elctricas.
Editorial: Aguilar.
PRACTICA No. 8
27
La polaridad de un transformador se refiere a las direcciones relativas de los
voltajes inducidos en los devanados primario y secundario con respecto a la
manera en la cual las puntas terminales son sacadas y marcadas. Las marcas
de polaridad en los transformadores, indicadas por puntos en sus terminales,
ayudan a efectuar las conexiones correctas de polaridad en los instrumentos de
medicin. En cualquier instante del ciclo de C.A., las terminales marcadas con
punto tienen la misma polaridad y las terminales marcadas del wattmetro
deben estar conectadas a esas puntas del transformador como se muestra en la
siguiente figura.
28
MATERIAL Y EQUIPO A UTILIZAR
CANTIDAD DESCRIPCION.
3 Multmetros digitales, 300V y 10 A.
DESARROLLO
29
2. Utilizando el interruptor k abra y cierre el circuito varias veces hasta
que se observe la medicin en el voltmetro conectado en el secundario
del transformador y marque con cinta de aislar u otra forma las marcas
de polaridad (los positivos de primario y del secundario deben ser
marcados).
3. Repita los pasos 1 y 2 pero ahora para un transformador de potencial tal
como se muestra en el circuito 8.2.
Circuito 8.2
4. En este punto se determinar la polaridad de un transformador de
corriente (T.C2), conociendo la de otro (T.C1), para ello arme el circuito
No. 8.3.
CUESTIONARIO
4.- En los T.C. que no tienen primario Cmo determina la polaridad en este
lado?.
CONCLUSIN.
REFERANCIAS BIBLIOFRAFICAS.
31
PRACTICA No. 9
RELACION DE TRANSFORMACION.
d 9.1
-8
ep = - Np ------ x 10
dt
Si el voltaje aplicado es senoidal, es decir de la forma Vp = Vp mx sen wt,
entonces el flujo tambin es senoidal, es decir:
d 9.2
Vp = Np ------ x 10 -8
dt
o sea que
= max sen wt w = 2 f
32
Vp = Vp mx sea 2ft = mx sea 2ft
Entonces
d
Cp= Np ------ (mx sea 2ft) x 10 -8
dt 9.3
Cp= Np mx con 2ft x 2f x 10 -8
Dividiendo el mximo valor de la ecuacin 9.3 entre (2) para obtener el valor
cuadrtico medio tenemos:
2
Ep = Np ------ f 0mx x 10 -8
2
9.4
-8
Ep = 4.44f Np 0mx x 10
Ep 4.44fNp m 10-8
------ = ------------------------
Es 4.44fNs m x 10-8
Ep Np 9.6
------ = -------
Es Ns
Ep x Ip = Es x Is Ep Is 9.8
----- = ------
Es Ip
Y como
Ep Np Is Np Is 9.9
----- = ------ = ----- ------ = ----
Es Ns Ip Ns Ip
A las relaciones anteriores de voltaje y nmero de espiras de la ecuacin 9.6 se
le conoce como relacin de transformacin y se le representa por la letra
a, es decir:
Np Ep 9.10
a= ----- = -----
Ns Es 34
Como los voltajes de entrada Vp y salida Vs son casi iguales a los
respectivos voltajes inducidos, la relacin de voltajes inducidos, la relacin de
voltajes terminales Vp/Vs frecuentemente es llamada relacin de
transformacin.
DESARROLLO
35
TABLA 9.1
36
CUESTIONARIO
8.- En las mediciones en alta tensin Cul es la relacin que utilizan los T.P.?.
CONCLUCION.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS.
37
INSTITUTO TECNOLOGICO DE DURANGO
PRACTICA No. 10
38
Figura 10.1
Actualmente se estn utilizando ms los probadores de relacin de
transformacin digitales (DTR), que utilizan tambin el mtodo por
comparacin y determina adems el tipo de polaridad.
1 Estopa o franela.
1 Pinzas de electricista.
39
DESARROLLO
1. Para la utilizacin del DTR (digital transformer ratiometer) modelo
7500 primero se deben de identificar cada uno de los controles y
conectores, para ello se utilizar la Fig. 10.2.
40
c) El conector de bajo voltaje (2) conectarlo al secundario del
transformador monofsico de 5 KVA (X) Fig. 10.3.
d) El mode debe estar en la posicin de espera (stand by).
e) El selector de rango en la posicin de mxima.
f) El instrumento debe estar conectado a la fuente de 120
V.C.A. (7) la batera debe estar cargada (8).
41
3. Para desenergizar el instrumento mueva el selector mode (5) a la
posicin stand by y en seguida el interruptor ON/OFF (6) a la posicin
OFF(6).
4. ahora conecte el transformador trifsico de 15 KVA en la conexin
Delta-Estrella ( - ).
5. Conecte el instrumento (DTR) tal como se indica en la figura 10.4 para
la medicin de la relacin de transformacin fase por fase en este caso
la fase A. Repita el punto No. 2 y registre los valores en la tabla 10.2 as
mismo indique la polaridad.
42
TABLA No. 10.2
CUESTIONARIO
CONCLUCIN Y OBSERVACIONES.
BIBLIOGRAFIA.
43
INSTITUTO TECNOLOGICO DE DURANGO
PRACTICA No. 11
44
Figura 11.1
P P = Potencial Real.
Cos = ------ Cos = f.p = factor de potencia.
VI V= voltaje.
I = Corriente elctrica.
45
Es importante vigilar que no sobrepasen los valores de capacidad tanto de la
bobina de corriente como de potencial de los circuitos elctricos. En el caso
de un factor de potencia bajo, la aguja o el valor indicado en el display dar
una lectura pequea pero al aumentar el factor de potencia aumentara.
En caso de que las tensiones y/o corrientes sean elevadas, se pueden utilizar
transformadores de potencial y transformadores de corriente, para proteccin
de los instrumentos de medicin.
1 Multmetro digital.
1 Desarmador plano.
1 Pinzas de electricista.
46
DESARROLLO
P
I = -------- Amp.
Vcos
47
TABLA No. 11.1.
12
15
6. Repita los puntos anteriores pero ahora con una carga inductiva y
registre los valores obtenidos en la tabla 11.2.
Vacio
carga
carga
Plena
Carga.
48
CUESTIONARIO
3.- Por qu se conectan en serie las bobinas de corriente del wattmetro y del
factorimetro? Qu pasara si se conectaran en paralelo?
CONCLUSION Y OBSERVACIONES.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS.
49
INSTITUTO TECNOLOGICO DE DURANGO
Adems, tenemos que el mtodo de tres wattmetros tiene dos variantes, que
son: con neutro flotante, cuando no esta disponible la conexin al neutro,
(como en el caso de una carga conectada en delta o triangulo) y con neutro
conectado a la carga (conexin estrella en la carga).
50
En este mtodo, la potencia elctrica trifsica es el resultado de la suma
algebraica de la lectura de dos wattmetros.
PT = PW1 PW2
Debemos tener presente que cuando el ngulo de desfasaje es menor a 30 las
lecturas de los dos wattmetros son positivas, mientras que para ngulos
mayores de 30 una de las lecturas se vuelve negativa, para tomar esta lectura
es necesario invertir a polaridad en una de las bobinas.
En el caso en que las tensiones y/o corrientes sean de alto valor en los
circuitos elctricos se pueden usar transformadores de potencial (T.P.) y de
corriente (T.C.) para proteccin de los wattmetros en cuyo caso es necesario
multiplicar la lectura del instrumento por la relacin de transformacin de los
transformadores (T.P. y T.C.).
Medicin del Factor de Potencia.- El valor del factor de potencia en las redes
51
de corriente alterna monofsica puede determinarse basndose en las lecturas
obtenidas en el voltmetro, ampermetro y wattmetro y con la ayuda de la
siguiente frmula:
P P = Potencia Real.
Cos = ------- V= Voltaje.
VI I = Corriente Elctrica.
Cos = Factor de Potencia.
Figura 12.3
52
MATERIAL Y EQUIPO A UTILIZAR
1 Pinzas de electricista.
1 Desarmador plano.
20 Cables de No. 12 con terminales zapata-zapata.
DESARROLLO
53
2. Solicite la supervisin de su maestro.
3. Energice el circuito elctrico y aumente poco a poco la carga
registrando los valores obtenidos de los instrumentos de medicin en la
tabla No. 1.
Carga W1 W2 PT Cos P
Calculada
1
54
7. Energice el circuito elctrico y aplique en forma gradual la carga
resistiva y obtenga los valores dados por los instrumentos de medicin y
regstrelos en la tabla No. 2.
TABLA No. 2.
2
Resistiva
3
Resistiva
Inductiva.
RLC
CUESTIONARIO
55
3.- Explique como seleccion los transformadores de corriente.
CONCLUSION Y OBSERVACIONES.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS.
56
INSTITUTO TECNOLOGICO DE DURANGO
PRACTICA No. 13
Figura 13.1
Uno de los usos de este elemento es para variar el voltaje desde cero hasta un
voltaje mayor al normal. Esta variacin se puede hacer en forma manual o
automtica.
57
de la fase A el neutro (N) es mucho mayor que el voltaje de la fase C al neutro.
Esta secuencia ACB, que se llama secuencia negativa se muestra en la figura
13.2C.
B C BCABC A BACBA
A B ABCAB C ACBAC
C A CABCA B CBACB
58
PROBADOR DE RIGIDEZ DIELCTRICA.
Figura 13.3.
LUXOMETRO
59
TACOMETRO
Este instrumento se utiliza para medir la velocidad del rotor de motores
elctricos en revoluciones por minuto (r.p.m). Existen diferentes tipos como:
mecnicas, fototacmetros, digitales tambin se utilizan transductores.
1 Fuente monofsico.
1 Fuente trifsico.
60
1 Mdulo de lmparas incandescentes.
DESARROLLO.
61
4. para utilizar el Luxmetro se debe seguir los siguientes pasos.
62
TABLA No. 13.1.
SECUENCIMETRO
TACOMETRO.
LUXOMETRO.
PROBADOR
DE
RIGIDEZ.
CUESTIONARIO
1.- Explique que es la secuencia de fases.
9.- Qu es lo que se debe hacer si el aceite anda por abajo del valor mnimo
permitido?
CONCLUSIN Y OBSERVACIONES.
REFERENCIA BIBLIOGRAFICA
64
INSTITUTO TECNOLOGICO DE DURANGO
PRACTICA No.14
65
Considrese que el circuito puente de la figura 14.2, donde Ry representa la
resistencia del alambre de conexin de R 3 a RX . Son posibles dos conexiones
del galvanmetro, en el punto m o en el punto n. Cuando el galvanmetro se
conecta en el punto m, la resistencia Ry del alambre de conexin se suma a la
desconocida RX, resultando una indicacin por arriba de R X. Cuando la
conexin se hace en el punto n, Ry se suma a la rama del puente R 3 y el
resultado de la medicin de RX ser menor que el que debera ser, porque al
valor real de R3 es ms alto que su valor nominal debido a la resistencia Ry.
Figura 14.2.
66
DESARROLLO.
Figura 14.3.
3.1.- Con la misma conexin de las bobinas del motor del punto anterior
conecte el puente universal para la medicin de la resistencia. Para ello los
selectores deben estar en la siguiente posicin: el interruptor de funcin en
R, el de la sensibilidad todo en sentido horario, el contador debe indicar un
valor de resistencia conocida cercana a la desconocida y el botn ON/OFF
en OFF. Ahora cambien el botn ON/OFF a ON y el galvanmetro se
mover a la izquierda o derecha, enseguida opere el contador hasta que la
aguja del galvanmetro indique cero, en el momento del valor de la
resistencia desconocida (RX) ser el indicado por el contador. Registre el
valor en la tabla No. 14.1.
67
3.2.- Para medir la inductancia de las mismas bobinas del punto 3.1, los
controles deben estar en la siguiente posicin: el botn ON/OFF en OFF, el
selector de funcin en LP (AUTO), la sensibilidad todo en sentido
antihorario y el contador indicando un valor conocido cercano al valor
desconocido. Ahora el botn ON/OFF a ON y en este momento se
iluminar un triangulo indicando el sentido en que hay que mover el
contador poco a poco hasta que ilumine el otro triangulo en ese momento
el valor indicado por el contador ser el de la inductancia de esas bobinas,
registre el valor en la tabla No. 14.1.
3.3.- Para realizar la medicin de capacitancia, conecte el capacitor
(descargado) a las terminales del puente para ello los controles deben estar
en la siguiente posicin: el botn ON/OFF en OFF, el de funcin en C P
(AUTO), la sensibilidad todo en sentido antihorario, el contador indicando
un valor conocidote capacitancia. Ahora oprima el botn ON/OFF a ON y
uno de los tringulos se iluminar indicando el sentido en que se debe de
mover el contador lentamente hasta que se ilumine el otro tringulo, en ese
momento el contador indicar el valor de la capacitancia desconocida,
registre el valor en la tabla No. 14.1.
Figura 14.4.
68
TABLA No. 14.1.
PUENTE R L C OBS.
KELVIN
WHEATSTONE
UNIVERSAL
CUESTIONARIO
1.- Qu principio de funcionamiento tienen los galvanmetros utilizados en
los puentes?
5.- Explique para que nos sirve medir con tanta exactitud los parmetros de
algunos elementos (R, L, C).
CONCLUCION Y RECOMENDACIONES.
BIBLIOGRAFIA.
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