TEORIA TEMA A 1- Diferencia entre vatímetro y varímetro. Ambos

TEORIA TEMA A
1- Diferencia entre vatímetro y varímetro.
Ambos son instrumentos de medición de potencia, el vatímetro mide potencia activa y el
varímetro mide potencia reactiva. Funcionalmente son similares, solo que dentro del varímetro se
produce un desfasaje de π/2 de la tensión (o la corriente) respecto de sus valores originales.
Además por su construcción para realizar dicho desfasaje, el varímetro es diseñado para trabajar
con una única frecuencia nominal.
2-
Enuncie el teorema de Blondel y su justificación matemática.
Si se dispone de un sistema alimentado por S conductores. Es posible medir la potencia activa
entregada a la carga a través de S vatímetros conectados a las corrientes de cada fase y tomando
las tensiones de fase, referenciadas a un punto O en común.
No realiza mayores consideraciones sobre la carga y el sistema de alimentación, mas que:
La existencia de un período común T entre corrientes y tensiones para lograr su integración.
La sumatoria se aplique a los S conductores, de tal forma que se cumpla la 1ra ley de Kirchoff.
Justif. Matemática: Llegar a demostrar que no depende del punto O de referencia para las
potencias instantáneas. Luego demostrar que la sumatoria de integración de la pot. Instantenea,
resulta la Potencia Activa.
3- Para que tipo de cargas NO ES POSIBLE aplicar el T. de Blondel.
Es posible aplicarlo para cualquier configuración de cargas.
4- ¿Para que caso particular de un sistema trifilar, es posible obtener con la misma
disposición instrumental la potencia activa y reactiva?
Aplicando el método de Aron, para sistemas trifásicos simétricos en tensiones y corrientes, de
evolución isofrecuencial es posible medir la potencia reactiva mediante el empleo de vatímetros.
5- Definición de potencia reactiva aceptada internacionalmente, indicando si es posible su
medición con instrumentos electrodinámicos convencionales. Justifique.
Como definición internacional es aceptada a de Budeanu:
Donde n son los diferentes armónicos que componen la alimentación del sistema.
No es posible su medición con instrumentos electrodinámicos convencionales, puesto que las
cuplas motoras de los instrumentos dependen de la frecuencia de excitación.
6- Condición adicional para posibilitar la extensión del teorema de Blondel a la medición de
potencia Reactiva.
Es necesario imponer que la alimentación sea isofrecuencial.
7- Dibuje disposición de instrumental para medir la potencia reactiva en sistemas trifásicos,
tetrafilar, desequilibrado en tensiones, sin presencia de armónicos.
8- ¿Por qué pueden medirse fuerzas electromotrices con un potenciómetro de cero y no
con un voltímetro cualquiera?
Debido a que el voltímetro mide diferencias de potencial y no fuerzas electromotrices. El
potenciómetro de cero, es un método que compara las fuerzas electromotrices de una pila patrón
con una pila incógnita. Podemos asegurar que las pilas poseen la misma fuerza electromotriz
cuando el galvanómetro detecta el NO PASO DE CORRIENTE. Y en caso de no existir flujo de
corriente, no existe una diferencia de potencial.
9- Explique el fenómeno del cual debería ser representativa la potencia activa.
Es indicatríz de la energía media localizada en los campos magnéticos y eléctricos.
10- Disposición de instrumental para medir potencia reactiva en un sistema trifásico,
tretrafilar, equilibrado en tensiones sin presencia de armónicos, utilizando vatímetros.
Justifique matemáticamente.
La justificación matemática sale del diagrama fasorial, teniendo en cuenta que la potencia
reactiva es el producto de la corriente por la tensión atrazada 90 grados, la cual es igual a la
tensión entre las otras dos fases (o sea la de línea) sobre raíz de 3.
11- Para un transformador de intensidad instalado, que no se puede mover, indique que
haría con la línea de enlace de los instrumentos si éstos deben trasladarse al doble o al triple de
la distancia.
En primera instancia hay que cortocircuitar el secundario, para evitar la presencia de grandes
tensiones en bornes del mismo, lo cual puede ser peligroso para el TI y para el operador.
Luego se alejan los instrumentos y se agregan los tramos de líneas de transmisión. Se conectan
nuevamente los instrumentos y se desconecta el cortocircuito.
Además debe verificarse que el tramo de línea que se agregó en la configuración no sobrepasa
el límite de la potencia nominal de prestación del instrumento.
12- Enumere las condiciones necesarias para la validez del teorema de Blondel. Justifique
cada una.
No realiza mayores consideraciones sobre la carga y el sistema de alimentación, mas que:
La existencia de un período común T entre corrientes y tensiones para lograr su integración.
La sumatoria se aplique a los S conductores, de tal forma que se cumpla la 1ra ley de Kirchoff.
TEORÍA TEMA B
1-
Dar 2 definiciones de potencia reactiva y sus diferencias.
Una de las definiciones enuncia que la potencia reactiva es la energía media localizada en los
campos magnéticos y eléctricos para cada uno de los armónicos. Mientras que la otra definición,
establece que el vínculo entre la potencia reactiva y el valor medio de la diferencia de energía de
campo magnético y eléctrico para toda armónica debe ser referido a un período fundamental.
2- En una instalación con TI ¿qué modificaría para trasladar el puesto de instrumental una
distancia 5 veces más grande utilizando similares cables a los ya instalados?
En los TI siempre se deben modificar las distancias de las líneas de transmisión del secundario,
debido a que el TI no se ve afectado por la longitud de la línea del secundario, siempre que la
potencia disipada por los instrumentales y por la línea de transmisión no exceda la potencia
nominal del TI.
3- ¿Por qué la metodología potenciométrica permite medir fuerza electromotriz?
Porque el método de cero, se vale de una pila patrón que es comparada con la fuerza
electromotriz que se desea evaluar. Cuando los dos potenciales son equivalentes, en función del
hilo calibrado se conoce el valor de la pila incógnita. Dicho equilibrio se encuentra cuando el
galvanómetro denota el NO PASO DE CORRIENTE, por lo tanto está comparando fuerzas
electromotrices.
4- Explique la forma más simple de modificar el alcance de un amperímetro de Hierro Movil
en corriente alterna.
La forma adecuada es conectar resistencias conocidas (en serie o en paralelo) que reciben en
nombre de multiplicadores resistivos (serie o derivación)
Si bien no son términos normalizados, la practica diaria a impuesto las nominaciones
Resistencia Adicional a la conexión serie y Shunt al paralelo.
5- Explique la restricción para hacer extensiva a la medición de Q el teorema de Blondel
Es necesario imponer que la alimentación sea isofrecuencial.
6- ¿Cuándo puedo usar Vatímetros en lugar de Varímetros para hallar la potencia reactiva?
Lo puedo utilizar en sistemas trifásicos de tensiones simétricas.
7- ¿Qué se denomina potencia de prestación de TI y como condiciona su utilización?
Se llama potencia de prestación del TI a la potencia capaz de entregar el secundario de un TI sin
salirse de la curva de errores de su clase. Su valor condiciona su utilización a través de la carga
posible de conectar en el secundario, para cumplir con la curva de error debe estar ente 0.25
Snom < Scarga < Snom.
8- ¿Cómo afecta a un TI el aumento considerable de la carga secundaria?
El aumento de la carga secundaria afecta en el error del factor de multiplicación de la corriente
y en el error de fase.
9- ¿Cómo un TI induce error en la medición de potencia?
Por un porcentaje de error en el factor de multiplicación en el módulo de la corriente y el
desfasaje de la corriente del primario con respecto al secundario.
10- Escriba la expresión de la relación efectiva de transformación de un TI y explique cada
uno de los términos.
Donde:
KT =Relación de transformación teórica
I0 = Corriente de exitación (corriente necesaria para establecer el flujo)
I2 = Corriente en el secundario
= angulo entre I0 e Iµ
=…
LABORATORIO
TP N°1
1- Explique como influye el autocalentamiento de las resistencias en la determinación de la
corriente de ensayo.
El autocalentamiento produce una variación en la resistencia. Por lo tanto, la corriente de
ensayo debe ser calculada en función de la cota de error admisible para la medición. Con el criterio
que el error introducido por autocalentamiento sea menor que el 10% del error metodológico.
2- Explique las diferencias importantes existentes entre la afectación por temperatura en una
resistencia de carbón depositado y una de cobre. ¿Cómo son los coef. de temperatura?
La diferencia es que en el cobre, el coeficiente de variación de temperatura es positivo,
mientras que en el de carbón depositado, es negativo. Además, en el cobre es alrededor de 10
veces más sensible a la variación de temperatura.
3- Enunciar la precaución a tomar cuando la resistencia a medir tiene un alto parámetro
inductivo o capacitivo.
Es preciso proteger los voltímetros conectados con interruptores, debido que al conectarse y
desconectarse las fuentes de alimentación, puesto que al no poder cambiar bruscamente la
corriente que circula por el bobinado la misma es hecha circular por el voltimetro, lo cual sumado
al alto valor de la resistencia interna del mismo, puede producir picos elevados de tensiones que
pueden dañar el instrumento.
4- Qué observación puede realizarse sobre la medición de tensión si se midió la R=3300ohm
con un voltímetro AEG de bobina móvil en alcance 12V.
5- Para la determinación de la corriente de ensayo, ¿Cómo influye el error total esperado en
la medición?
Influye a través del calentamiento de la resistencia, dicho calentamiento es limitante en la
calidad de la medición, debido a la deriva térmica.
Además debe ser lo suficientemente chica como para no calentar la carga, pero lo
suficientemente grande como para medir cerca del fondo de escala de los instrumentos, y de ésta
forma se disminuye el error de clase.
LABORATORIO
TP N°2
1- Explique como afecta el autocalentamiento de las resistencias asociadas a las bobinas y
capacitores en la determinación de las corrientes de ensayo.
Normalmente no influye en el cálculo de la corriente de ensayo, debido a que las componentes
resistivas son pequeñas y su variación de los parámetros producto del calentamiento son
despreciables.
2- ¿Cómo afecta a la jerarquía de la medición el autocalentamiento de las resistencias de las
bobinas y los capacitores?
Posee poca influencia, debido a que las resistencias internas son pequeñas.
3- ¿Qué precaución debió tener al medir la resistencia de 47ohms en serie con el diodo?
Prestar mayor atención en el voltímetro que en el vatímetro, debido a que la potencia medida
es la mitad de la potencia activa medida en caso que sea una resistencia alimentada con el ciclo
completo.
4- ¿Cuáles son los criterios de corrección que se aplican para la determinación de L y C por
expresiones indirectas?
Debido a que por método indirecto nos valemos de las mediciones de tensión, corriente y
potencia, es necesario considerar los errores introducidos en cada una de dichas mediciones, con
la propagación adecuada según la relación de las variables.
5- ¿Por qué tubo que apelar al concepto de potencia de distorsión y como influyó en las
mediciones?
Porque la presencia de un diodo genera éste tipo de potencia, que no tiene un carácter físico
bien definido pero dan una idea de la deformación de la onda que está alimentando el circuito.
13143- ¿Por qué el método potenciométrico permite medir fuerza electromotriz?
Como el lazo de medición posee un instrumento de detección del paso de la corriente, es posible
compensar la fuerza electromotriz contenida en éste lazo mediante una diferencia de potencial
conocida existente en la rama de medición, de modo de hacer nula la corriente por el detector.
¿Por qué es posible medir a grandes distancias con TI?
La corriente que circula por el secundario de un TI depende en gran medida de la corriente
circulante por el primario, siempre en cuando se respete la potencia nominal del transformador.
Por eso, los cables largos que se colocan como línea de transmisión en el secundario, solo afectan
a la carga que se somete al TI, que en gran medida es despreciable para distancias cortas. En
distancias largas depende de la sección del conductor y de la corriente en cuestión la disipación de
potencia generada en la línea de transmisión.
Potenciómetro de cero
Utilidad
Circuito
Normalización del hilo
Fuerzas electromotrices térmicas
Insensibilidad del galvanómetro en el método pot. De cero
Aplicaciones
Patrones – Pila Weston (utilidad) – Saturada y No Saturada (ventajas de cada una)
Potencia Activa
Def. potencia activa
Teorema de Blondel
Dem. De independencia del punto de referencia.
Exigencias para la validez del teorema
Colorario del Teorema de Blondel y demostrac.