2. Explique el principio de funcionamiento del Puente de Wheatstone. Para determinar el valor de una resistencia eléctrica bastaría con colocar entre sus extremos una diferencia de potencial (V) y medir la intensidad que pasa por ella (I), pues de acuerdo con la ley de Ohm, !V"I# $in embar%o, a menudo la resistencia de un conductor no se mantiene constante &variando, por e'emplo, con la temperatura y su medida precisa no es tan fcil# videntemente, la sensibilidad del puente de *heatstone depende de los elementos que lo componen, pero es fcil que permita apreciar valores de resistencias con décimas de ohmio#
3. Explique el procedimiento correcto para la medición de una resistencia, con el instrumento Puente de Wheatstone. Dibuje el esquema de conexión. +uando el puente se encuentra en equilibrio - ! . y x ! / de donde - " x ! . " /# n este caso la diferencia de potencial (la tensi0n) es de cero 121 voltios entre los puntos 3 y 4, donde se ha colocado un amperímetro, que muestra que no pasa corriente entre los pun tos 3 y 4 (2 amperios)# +uando x ! /, V34 ! 2 voltios y la corriente ! 2 amperios# $i n o se conoce el valor de x, se debe equilibrar el puente variando el valor de /# +uando se haya h aya conse%uido el equilibrio, x ser i%ual a / (x ! /)# / debe ser una resistencia variable con una cartula o medio para obtener valores muy precisos#
5i%ura -
4. Explique el procedimiento correcto para la medición de una resistencia, con el instrumento ohmimetro. Dibuje el esquema de conexión. $i no se conoce el valor de x, se debe equilibrar el puente variando el valor de /# +uando se haya conse%uido el equilibrio, x ser i%ual a / (x ! /)# / debe ser una resistencia variable con una cartula o medio para obtener valores muy precisos#
5i%ura.
. !"u# otros tipos de Puentes de medición existen de corriente continua$ E%P&'"(E )*D* (+. *- Puente de hompson /0el1inl puente 6elvin es una modi7caci0n del puente *heatstone y proporciona un incremento en la exactitud de las resistencias de valor por deba'o de -# n la 7%ura / se muestra el circuito de puente de hilo, representado por la resistencia y# y representa la resistencia del alambre de conexi0n de / a x# $i se conecta el %alvan0metro en el punto m, y se suma a x, resultando una indicaci0n por arriba de x# +uando se conecta en el punto n, y se suma a la rama de /, ya que / indicar ms de lo real# $i el %alvan0metro se conecta en el pun to p, de tal forma que la ra80n de la resistencia de n a p y de m a p i%uale la ra80n de los resistores - y .#
. !"u# otros tipos de Puentes de medición existen de corriente alterna$ E%P&'"(E )*D* (+. *- Puente de axell ste puente de +#3 se utili8a para medir una inductancia desconocida en términos de una capacitancia conocida# 9na de las ramas de relaci0n tiene la resistencia y una capacitancia en paralelo: ahora se puede probar que es ms fcil escribir las ecuaciones de balance usando la admitancia de la rama en ve8 de su impedancia# l rea'uste de la ecuaci0n %eneral para el equilibrio del puente, también se puede expresar de la si%uiente forma
5- Puentes de 6a7 +omo primera característica de este punto, se puede mencionar su utili8aci0n para la medici0n de inductancias# l puente ;ay di7ere del de
alto# ?as ecuaciones de equilibrio se derivan de la sustituci0n de los valores de las impedancias de las ramas del puenteen la ecuaci0n %eneral para el equilibrio del puente#
)- Puente de 8herin9 ste puente se utili8a para medir capacitancias, permitiendo adems la medici0n de al%unas propiedades de aislamiento# l capacitor +/ sirve como referencia para la medici0n de +x# $i se utili8a un capacitor de mica de alta calidad se pueden reali8ar mediciones de capacitancias, pero si se utili8a un capacitor de aire se pueden reali8ar mediciones de las caracteristicas de aislamiento de los capacitores# l circuito de un puente de $cherin% bsico es el si%uiente
:. !Por qu# es necesario utili;ar una fuente externa cuando los 1alores a medir son superiores a <=0>$
s necesario utili8ar una fuente externa porque la batería interna del instrumento (en este caso Ohmímetro) es muy peque@a, no resistiría ya que la resistencia a medir va hacer elevada y el volta'e es mayor#
?. !"u# instrumentos nos permiten conocer le 1alor de las resistencias$
I.
CUESTIONARIO 1
¿Qué es resistencia de aislamiento? La resistencia de aislamiento es la resistencia en ohmios en líneas, cables e instalaciones eléctricas. Reviste una gran importancia en la protección de personas contra descargas eléctricas y la prevención de daños materiales por corrientes de derivación. Con las mediciones de las resistencias de aislamiento se comprueba y evalúa el estado del aislamiento (conductores y carcasas
2
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E!li"ue el !rocedimiento !ara la medici#n de la resistencia de aislamiento en $orma %eneral La temperatura de los devanados y del lí!uido aislante deben estar cercanos a "#$ C. %odos los devanados deben estar inmersos en el mismo lí!uido aislante. %odos los devanados deben de estar cortocircuitados. %odas las bo!uillas del trans&ormador deben estar en su lugar. %odas las terminales !ue no se consideran en la prueba así como la carca'a y el tan!ue debern conectarse a tierra mientras se apli!ue el volta)e de prueba. *eben seguirse las indicaciones de cada instrumento de medición dependiendo del !ue se trate teniéndose como mínimas las siguientes+ Las pruebas de resistencia de aislamiento debern reali'arse con los circuitos de igual volta)e conectados entre sí y los circuitos de di&erente volta)e debern ser probados por separado, por e)emplo+
lta tensión vs. -a)a tensión lta tensión vs. %ierra -a)a tensión vs. %ierra eutro vs. %ierra (/n el caso de !ue el neutro no esté conectado directamente a tierra
/sta prueba se reali'a con la &inalidad de incrementar la e0actitud del estado de prueba de los aislamientos de un trans&ormador, y en el caso de !ue no sea su&iciente con la prueba de resistencia de aislamiento, se recomienda la 1R2/- */ 3*3C/ */ 14LR35C34 y 1R2/- */ 3*3C/ */ -64RC34
La prueba debe ser interrumpida inmediatamente si la lectura de la corriente comien'a a incrementarse sin estabili'arse. 1odrían presentarse descargas parciales durante las pruebas de resistencia de aislamiento !ue puedan causar al trans&ormador ba)o prueba y también arro)ar resultados erróneos en los valores de las lecturas de medición, para este caso se deber hacer una pausa y continuar posteriormente con la prueba. *espués de !ue la prueba haya sido completada se debern aterri'ar por un periodo de tiempo su&iciente para liberar cual!uier carga !ue haya !uedado atrapada.
&
¿C#mo se !uede sa'er en "ué condiciones est( el aislamiento si la instalaci#n est( en $uncionamiento? 6e debe tomar en cuenta las pruebas de r esistencia teniendo en cuenta el una medida !eri#dica tam'ién el !roceso de%enerati)o de un aislante ser( de acuerdo a las %r($icas mostradas * esto lle)ara a "ue el res!onsa'le tome medidas !ara !re)enir un ries%o eléctrico.
+
¿En "ué consiste la !rue'a de ,ndice de !olari-aci#n? La polari'ación es la capacidad de los dipolos (cargas iguales y opuestas, separadas por una distancia de un material para alinearse en presencia de un campo eléctrico. 7ientras los dipolos se alinean, se crea una corriente de absorción !ue disminuye con el tiempo. 3nicialmente, la corriente de absorción es intensa, pero disminuye mientras !uedan menos y menos dipolos por alinearse con el campo aplicado. sí, una medición 3R !ue se tome después de 8 segundo produciría una resistencia menos intensa !ue una medición 3R !ue se tome después de, digamos, 9# segundos. *e hecho, los tiempos de prueba ms comunes son una prueba de 8# minutos, dividida en pruebas de 8 minuto. /l resultado de la relación de las mediciones de prueba se conoce como el índice de polari'ación.
/
¿Cu(l es el !rinci!io de $uncionamiento de un me%ometro? /l &uncionamiento es a base de una tensión ! se genera a partir del instrumento para circular una corriente en el aislante esta tensión debe de estar en el rango de seguridad del aislante y la medición mostrara la resistencia del aislante este es un valor no &i)o ya !ue este valor es degenerativo con el paso del tiempo este variara debido a golpes o degaste. ¿En "ué consiste la !rue'a !untual de aislamiento 0S!ot * !or"ue es im!ortante reali-arla? /sta prueba, conocida también como :prueba de aislamiento spot;, es la prueba de resistencia de aislamiento ms simple, durante esta el volta)e salida del aparato probado se eleva hasta el valor deseado y a un tiempo determinado se toma lectura de resistencias de aislamiento. Los niveles de volta)es de prueba recomendados se dan en la tabla siguiente+
La prueba de spot se usa cuando se desea obtener una evaluación rpida de re&erencia de condiciones de un motor, las lecturas se debe tomar+
/ntre cada &ase del motor y tierra. /ntre las &ases unidas temporal mente contra tierra.
¿Qué se de'e 3acer des!ués de la medici#n de la resistencia de aislamiento con el e"ui!o medido? E!li"ue con detalle. /l procedimiento al cual &ue sometido el e!uipo es de tensión y corriente lo cual se debe proceder a descargar el e!uipo este actua como una carga y esto puede ocasionar
accidentes si no se procede a una descarga apropiada adems de ello se debe de de)ar el e!uipo por un periodo de descanso en algunos casos el tiempo llega las horas
4
¿En "ué condiciones se encuentra el ni)el de aislamiento del trans$ormador !ro'ado? ¿su aislamiento es el correcto !ara su 'uen $uncionamiento? E!li"ue. /l aislamiento de un trans&ormador es el ideal si este no llega a la sobre e0citación es decir no se e0cede al rango de traba)o de el mismo el trans&ormador usado para la medición no e0cedió el nivel de temperatura también la medición de resistencia es la óptima de < "### 7ohn un rango de "=#> la medida de esta es la correcta
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¿En "ué condiciones se encuentra el ni)el de aislamiento del motor !ro'ado? ¿su aislamiento es el correcto !ara su 'uen $uncionamiento? E!li"ue. /l aislamiento del motor tomado en la prctica es de <"### 7ohn en un rango de ==#> adems de la temperatura del aislamiento no tuvo ninguna variación /l aislamiento es el correcto medido en la prctica
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II.
¿7a resistencia de aislamiento de la instalaci#n eléctrica !ro'ada es el correcto !ara un 'uen $ uncionamiento? E!li"ue. 6í, por!ue esa resistencia !ue nos midio, es un valor muy alto, mientras ms grande sea la resistencia de aislamiento me)or ser el &uncionamiento. CUESTIONARIO 1.
¿Qué métodos de medici#n eisten !ara medir !otencia eléctrica en corriente continua?
n corriente continua, la determinaci0n de la potencia puede reali8arse en forma BIndirecta (mediante un voltímetro y un amperímetro) BCirecta (con un vatímetro) 2.
¿Qué ti!os sistemas de medici#n de )at,metros eisten? E!li"ue con detalle cada uno de ellos. Eisten dos ti!os8 a
Cone0ión Larga
Como puede observarse la corriente !ue pasa por la bobina amperimétrica es la misma !ue pasa por la resistencia de carga R8, mientras !ue el volta)e !ue mide la bobina >oltimétrica es la caída de tensión !ue e0iste en la bobina amperimétrica y la tensión en la resistencia de carga, por lo !ue esta cone0ión es r ecomendable para cargas por las !ue circulen pe!ueñas corrientes y altos volta)es.
P W = (V R1 + V A ) I = (V R1 + Ri I) I = V R1 I + Ri I 2
*onde+ Ri 3" es el consumo del circuito amperimétrico cuya resistencia interna es Ri. 1or lo tanto la 1otencia Real ser+
Potencia real = V R1 I = P W - Ri I 2
b
Cone0ión Corta
Como puede observarse en el gr&ico anterior la corriente !ue pasa por la bobina amperimétrica es la suma de la corriente !ue pasa por la resistencia de carga R8 y por la bobina >oltimétrica, mientras !ue el volta)e !ue mide la bobina >oltimétrica es igual a la caída de tensión !ue e0iste en la resistencia de carga, por lo !ue esta cone0ión es recomendable para cargas por las !ue circulen grandes corrientes y pe!ueños volta)es.
P W = (I R1 + I V ) V R1 = V R1 I R1 + V R1 I V Donde:
1? + es la potencia !ue indica el vatímetro VR1IV es
el consumo del circuito voltimétrico !ue es igual tambien a VR12/R V.
1or lo tanto la 1otencia Real ser+ Potencia real = V R1 I R1 = P W - V R12 /RV
&.
E!li"ue !or "ué la denominaci#n de conei#n corta * conei#n lar%a. 6e les denomina cone0ión corta y larga por la simplicidad de cada circuito.
+.
En "ué casos es con)eniente utili-ar una 9 otra $orma de conei#n del )at,metro. •
•
6i el receptor tiene poca potencia y poca intensidad, entonces interesa la cone0ión larga. 6i el receptor tiene poca potencia y poco volta)e, interesa la cone0ión corta. /n la cone0ión corta ,el error se debe a la presencia de la resistencia interna del voltímetro
mientras !ue en la cone0ión producido por la resistencia interna del amperímetro. .
larga
el
error
es
E!li"ue ¿:or "ué en el 9ltimo circuito no rota la a%u;a en $orma correcta? /sto se debe a !ue en dicho circuito la polaridad en la !ue esta conectada el vatímetro no es la indicada para la operación y la gu)a tiende a ir en &orma opuesta.