Mediciones Eléctricas II (3D2)

Presentación del tema: "Mediciones Eléctricas II (3D2)"— Transcripción de la presentación:

1 Mediciones Eléctricas II (3D2)
Puentes de Medición en Corriente Alterna Mediciones Eléctricas II (3D2) Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electromecánica – Facultad de Ingeniería – UNMdP (Cursada 2018) Agosto de 2017

2 Forma general: En equilibrio se cumple: Haciendo = Surge: De allí
Ecuación General del equilibrio

3 Forma general: En equilibrio se cumple: En módulo: En ángulo:
También en forma compleja: En equilibrio se cumple: En módulo: En ángulo: Para equilibrar el puente se coordinarán las Z y los argumentos  Se los usa para medir R, L o C. Se los usa para medir el factor calidad “Q” en las bobinas o “D” en los capacitores

4 Fuentes y detectores: Alimentación de C.A. Detectores de Desequilibrios

5 Sensibilidad del Puente de Corriente alterna “ideal”:
¿Qué valores de impedancia hacen que la sensibilidad “S” sea máxima? Análisis para pequeños desequilibrios: La caída de tensión en la impedancia Zc será : Y en Zb será : La tensión en las puntas del detector será Pero en el equilibrio Uon = Uop entonces:

6 Sensibilidad del Puente de Corriente alterna “ideal”:
Por lo tanto, nos queda que: Detector = dispositivo de alta impedancia Reemplazando en la tensión de desequilibrio y operando

7 Sensibilidad del Puente de Corriente alterna “ideal”:
Siendo : El valor máximo de UPN sera cuando la derivada con respecto a k sea nula: Por lo tanto Es decir, la máxima sensibilidad en un puente ideal se obtiene cuando las cuatro impedancias son IGUALES.

8 Tratamiento Vectorial del puente de CA:
Fuera del equilibrio se cumple: En el equilibrio se cumple: Es decir, hay un “vector diferencia” que debe llevarse a cero

9 Tratamiento Vectorial del puente de CA:
Si hacemos: El puente se simplifica:

10 Puente simplificado de CA:
Si remplazamos en la Ecuación General: ; Se ve que Rc y Xc dependen ambas de Rb y Ra

11 Puente simplificado de CA:
Si hay Resistencia variables, y a su vez Zc es incógnita: Podemos calcular la tensión de desequilibrio: Reemplazando: Será: Fuera del equilibrio:

12 Convergencia del puente simplificado de CA:
j A B b 1 2 3 4 5 Ed=0 a Se ve que variando alternativamente Ra y Rd se puede ir llevando el puente al equilibrio al buscar en cada iteración el valor mínimo de Ed.

13 Puentes universales: Sirven para medir R, L o C También miden Q o D.
Toman la forma constructiva de distintos puentes característicos: Puente deWheatstone Puente de Capacitancia serie o paralelo Puente de Maxwell Puente de Hay

14 Circuitos equivalentes de bobinas y capacitores:
Es usual definir la calidad de un componente reactivo por su “factor de calidad”

15 Circuitos equivalentes de bobinas y capacitores:
IL φ δ UR UL Rs Ls Las bobinas con núcleo de aire suelen ser de bajo Q y en general se representan bien con circuitos equivalentes serie.

16 Circuitos equivalentes de bobinas y capacitores:
IL φ δ U RP LP IR Las bobinas con núcleo de hierro suelen ser de alto Q.

17 Circuitos equivalentes de bobinas y capacitores:
Ic φ δ UR UC Rs Cs Los capacitores de bajas pérdidas suelen tener alto Q. Como Q es un número alto es más práctico expresar su inversa “D”. Los capacitores de bajas pérdidas se suelen representar con circuitos equiv. serie

18 Circuitos equivalentes de bobinas y capacitores:
Ic φ δ IR U RP Cp Los capacitores de altas pérdidas suelen tener bajo Q. Como Q es un número alto es más práctico expresar su inversa “D”. Los capacitores de altas pérdidas se suelen representar con circuitos equiv. paralelo

19 Puente de Maxwell: (inductancia con resistencia).
Q Reemplazando: El factor de mérito será: Surge que:

20 LS Puente de Maxwell: Medición de Inductancias Q 5 5 5 D
R NULL OSC LEVEL C1 R3 D Q LRC R1 5 5 5 D Multiplier R2 Lx Rx LS R1 DQ DIAL/MULTIPLICADOR R2 LRC MULTIPLICADOR R3 LRC DIAL Bajos valores de Q =

21 Puente de Hay: (Inductancias de baja R y alta L) Q ↑
Resolviendo 2 ecuaciones con 2 incógnitas se tiene:

22 Puente de Hay: Medición de Inductancias Q
R3 R2 x L Rx C 1 R1 D R NULL OSC LEVEL D Q LRC 5 5 5 Multiplier R1 DQ DIAL/MULTIPLICADOR R2 LRC MULTIPLICADOR R3 LRC DIAL LP Valores altos de Q= 1…1000

23 Puente Serie Medición de Capacidad tg
R NULL OSC LEVEL D Q LRC 5 5 5 Multiplier Cs R1 LRC DIAL R2 LRC MULTIPLICADOR R3 DQ DIAL/MULTIPLICADOR

24 Puente Paralelo Medición de Capacidad tg 
R NULL OSC LEVEL D Q LRC 5 5 5 Multiplier Cp R1 LRC DIAL R2 LRC MULTIPLICADOR R3 DQ DIAL/MULTIPLICADOR