Mediciones Eléctricas I Ciclo Lectivo 2013
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Mediciones Eléctricas I Teoría: Prof. Titular: Suárez, Juan –
[email protected] Práctica: Prof. Adjunto: Jacob, Susana -
[email protected] ATP: Murcia, Guillermo -
[email protected] A.A.: Strack, Jorge -
[email protected]
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Mediciones Eléctricas I Régimen Promocional •Aprobar los tres parciales con nota no inferior a 7 •Presentación de los TP aprobados antes del Coloquio Final •Aprobar Coloquio Final
Condición de Alumno Habilitado •Aprobar los tres parciales con nota no inferior a 5 •Presentación de los TP aprobados antes del Coloquio Final Uno de los tres parciales puede ser recuperado al finalizar el cuatrimestre
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MEDICIONES ELECTRICAS I 1.- Introducción – Teoría de Errores 2.- Instrumentos Analógicos 3.- Osciloscopio 4.- Medición de Potencias
5.- Medición de Armónicos 6.- Instrumentos Virtuales
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Mediciones Eléctricas I
INTRODUCCIÓN TEORÍA DE ERRORES
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Conceptos Generales de Medidas Eléctricas
¿Cómo se clasifican los instrumentos analógicos?
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Clasificación de Instrumentos Magnitud de la medida Principio de funcionamiento Magnitud de la medida Exactitud Tensión de prueba Naturaleza de la corriente Exactitud Posición Principio de funcionamiento Posición Naturaleza de la corriente Tensión de prueba
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Símbolos de representación
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SIMBOLOGIA Corriente continua Corriente alterna (sino indica la frecuencia se considera como margen nominal el comprendido entre 45 y 65 Hz). Ambas corrientes Trifásico con un solo elemento de medida
Trifásico con dos elementos de medida Trifásico con tres elementos de medida
Resistencia en paralelo (separada del instrumento) Resistencia en serie (separada del instrumento) Ajuste de cero
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SIMBOLOGIA Pantalla electrostática Blindaje Magnético
Tensión de Prueba 500 V 2
Tensión de Prueba 2 kV Tensión de Prueba 2 kV
0
No cumple ninguna especificación No cumple ninguna especificación
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SIMBOLOGIA Posiciones de trabajo: Posición de trabajo vertical (instrumentos de tablero) Posición de trabajo horizontal 45º
45º..60º..75º
Posición de trabajo inclinada con indicación del ángulo de inclinación Posición de trabajo inclinada con un campo nominal de uso de 45º a 75º (campo nominal de referencia 60º)
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Tensión de Prueba
2
3 mA
5
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Tensión de Prueba Tensión nominal del instrumento
Tensión de prueba
Hasta 40 V
500 V
40 hasta 650 V
2.000 V
650 hasta 1.000 V
3.000 V
1.000 hasta 1.500 V
5.000 V
1.500 hasta 3.000 V
10.000 V
3.000 hasta 6.000 V
20.000 V
6.000 hasta 10.000 V
30.000 V
más de 15.000 V
2,2 Un +20.000 V
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Ejemplos:
1.5 2
1
45º
35..45..55..75Hz
1
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SIMBOLOGIA
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Conceptos Básicos
Valor de la medida Deflexión Constante de lectura Consumo Propio Exactitud Precisión
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Constante de Lectura CE= Alcance/deflexión máxima
00 10
20
30
40
50
60
70
80
90
V
máx 35 div Vmed
100 110 120
130 140 150 160
350 350 175 35 div
29 div
C E 175 / 35 5
V div
V med C E 29 div. 5 145 V div www3.fi.mdp.edu.ar/electrica
Rango de Medida 30 150 V
24 div.
Rango de medida = max min
120 V 240 V 480 V
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Exactitud y Precisión V=130 Volts
V1
0
V=155 Volts 250
Vm=129.8 V. Vm=154.9 V.
0
V2
250
Vm=127 V. Vm=152 V.
EXACTITUD
VALOR VERDADERO
PRECISION
REPETIBILIDAD www3.fi.mdp.edu.ar/electrica
Clase de un instrumento
E max c .100 Alcance C= 0.1- 0.2 - 0.5 -1 - 1.5 - 2.5 -3
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Consumo Propio
R1
R1=R2=Rv=2000
E=300V R2
V
Vmed
E 100 V 3
V2 = 150 V
U2 Pconsumo 5W Rv
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UNIDAD TEMÁTICA II
TEORIA DE ERRORES
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TEORIA DE ERRORES
V
224.0
0 V-V
V+V
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Error Absoluto y Relativo Vmed R1
E 100 V 3
V2 = VV= 150 V
R1=R2=Rv=2000
E=300V
Eabs Vmed Vv 100 V 150V 50V R2
V e
Eabs 50 0.33 VV 150
e
Eabs .100 33% VV
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TEORIA DE ERRORES
Resultado de la medida se puede entregar con su error absoluto X, con su error relativo e o bien error porcentual e % :
Xm X Eabs e VV Eabs e% .100 VV
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Error Absoluto y Relativo
Error Absoluto Error relativo
Error relativo porcentual
Eabs 50 V
e 0.33 e% 33%
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TEORIA DE ERRORES Clasificación de los errores
Groseros
Sistemáticos
Accidentales
•Transposición de cifras: 21.5 25.1 •Leer en escalas incorrectas •Utilizar fórmula inapropiada •No efectuar el ajuste del cero mecánico o infinito previo a la medición
Método empleado Instrumento Tendencia del Operador
Paralaje Poder separador del ojo Apreciación
Condiciones ambientales
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Errores Sistemáticos: Método de Medida
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Errores Sistemáticos: Método de Medida
-3.33 V 3.3 -33 %
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Errores Sistemáticos: Método de Medida
-3.3 -33%
e 1 1Rv
RTh
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Errores Sistemáticos: Método de Medida 1
es
e 1 Rv
0.8
1
RTh
0.6
Para obtener errores de inserción inferiores al 1% Rv debe ser mayor que 100.Rth
0.5
0.4
0.2
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Rv RTh
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Errores Sistemáticos
MÉTODOS CORTO Y LARGO PARA MEDICION DE RESISTENCIAS
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Errores Sistemáticos: Método de Medida
a) Método Corto
b)Método Largo
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Errores Sistemáticos: Método de Medida
R
U I
Im Iv Ir E
V
mA
R
Rm
U Ir Iv
Rm R
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Errores Sistemáticos: Método de Medida
R E
V
R
U I
Im Ir Um Ur Ua
mA
Rm R
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Errores Sistemáticos: Métodos de Medida
Método Corto Rm
Rx
Método Largo
Ux I x Iv
Ux Ix
I Ux U U Iv v R x E abs x x Ix Iv Ix I x (I x I v ) Im
e
E abs I R R v x m Rx Im R x Rv
Rm
U x Ua Rx Ra Ix
Eabs Rx Ra Rx Ra e
Eabs Ra Rx R m Ra
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Errores Sistemáticos: Método de Medida e
e sc
e sl
R
o
Ro
Rm Rv
1 Rm 1 Ra Rm
Ra Rv www3.fi.mdp.edu.ar/electrica
Errores Sistemáticos: Método de Medida 0.025
e sl 0.02
1 Rm 1 Ra
0.015
e sc
0.01
Rm Rv
0.005
0 0
100
200
300
400
Rv=10000 Ra =1
500 x
600
700
800
900
1000
R0 Ra .Rv 10000.1 100
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Errores Sistemáticos: Método de Medida
Cálculo de resistencias internas de instrumentos en base a las especificaciones del fabricante Consumo: Es la potencia que disipa el instrumento cuando se conecta a plena escala. Consumo específico: Es la relación entre el consumo y el alcance.
Potencia p Alcance www3.fi.mdp.edu.ar/electrica
Errores Sistemáticos: Método de Medida
Cómo determinar las resistencias internas de los instrumentos a partir de los consumos específicos? A
PA R A I 2A pA R A IA IA IA
V
PV U 2V UV pV 2 UV UVR V R V Rv 1 S V pv U v
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Errores Sistemáticos: Medio ambiente
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Errores Sistemáticos: Medio ambiente
Se deben a las condiciones exteriores al aparato de medida. Son causas perturbadoras que influyen en la medición. Ejemplo: variación de humedad, campos eléctricos, campos magnéticos, temperatura (alteraciones en la resistividad de los conductores, elasticidad en la cupla antagónica, influencia en la cupla motora).
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Errores Accidentales
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Errores Accidentales
Error de paralaje Poder separador del ojo Error de estimación
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Errores Accidentales: Error de Paralaje
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Errores Accidentales: Poder separador del ojo
A O
B
AB O B . tg 1
AB 300 . tg 1 0.1 mm
1 5
1 10
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Errores Accidentales: Estimación de lectura
40
41
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CONTRASTE Y VERIFICACIÓN DE INSTRUMENTOS
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