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CONTROL INDUSTRIAL
ANÁLISIS DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS II
DEPARTAMENTO DE
AUTOMATIZACIÓN Y
HOJAS GUÍAS PRÁCTICAS DE LABORATORIO
2017-A
QUITO-ECUADOR
Dirección: Ladrón de Guevara E11-253 Teléfono: (02) 2976300 Ext.2209 Correo: coord.electronica.control@epn.edu.ec Quito - Ecuador
CODIFICACIÓN DEL REGLAMENTO DEL SISTEMA DE ESTUDIOS DE LAS
CARRERAS DE FORMACIÓN PROFESIONAL Y DE POSGRADO
TÍTULO V. DE LA GESTIÓN ACADÉMICA
CAPÍTULO I. DE LA EVALUACIÓN Y APROBACIÓN DE ASIGNATURAS
Art. 42.- Los profesores otorgarán a cada estudiante dos calificaciones correspondientes a los resultados obtenidos a través de los eventos de evaluación continua propuestos en la planificación semestral por asignatura, una en la mitad del período lectivo y otra al final del mismo, conforme al calendario académico. Cada calificación será sobre diez puntos y se podrá pasar hasta con un decimal. Ningún evento de evaluación tendrá una valoración superior al 40% de cada calificación. Dentro de las fechas indicadas en el calendario académico, cada profesor ingresará las calificaciones en el SAEW. Al final del semestre deberá entregar un reporte impreso de las mismas en la secretaría de la unidad académica correspondiente. Art. 46.- Para aprobar asignaturas de las carreras de ingeniería, ciencias o tecnólogos que consistan exclusivamente de prácticas de laboratorio, es necesario realizar todas las prácticas de laboratorio programadas para el período y alcanzar como mínimo 24 puntos sobre 40. Art. 47.- Para asignaturas que tengan integradas componentes de teoría y prácticas de laboratorio, en la planificación semestral por asignaturas el profesor establecerá los porcentajes de ponderación con los que aportará cada componente a la calificación. El profesor de la asignatura realizará la integración de la calificación. En todo caso, para aprobar la asignatura se requiere haber realizado, al menos, el 80% de todas las prácticas de laboratorio programadas y obtener la calificación global mínima de 24 puntos sobre 40, para el caso de las carreras de tercer nivel y tecnologías, y de 28 puntos sobre 40, para el caso de los programas de postgrado. Art. 48.- Es obligación del profesor dar a conocer a los estudiantes las calificaciones y revisar los documentos de evaluación escritos o digitales, antes de ingresar las calificaciones al SAEW. Art. 49.- Los profesores, en caso de error en la calificación o demora en su entrega, deberán solicitar al Decano de la Facultad, al Director del Instituto Superior Tecnológico o al Coordinador de los Cursos de Nivelación, según el caso, la rectificación de la calificación o la autorización para el ingreso tardío, explicando el motivo correspondiente. El tiempo máximo para la rectificación de calificaciones será de cinco días laborables contados a partir de la fecha del cierre informático del SAEW. Luego de este cierre, las solicitudes de rectificación o de ingreso tardío de calificaciones deberán ir dirigidas al Vicerrector, quien resolverá lo pertinente. Art. 51.- Si un estudiante estimare que la calificación de un evento de evaluación escrito no es justa, podrá solicitar la recalificación del mismo, para lo cual presentará una solicitud al Decano de la Facultad, al Director del Instituto Superior Tecnológico o al Coordinador de los Cursos de Nivelación, según corresponda, tendiente a conseguir la autorización respectiva y el señalamiento de dos profesores de áreas afines para que procedan a la recalificación, entre los cuales no debe constar el profesor de la asignatura.
Esta solicitud solamente se podrá presentar dentro de los tres días laborables
posteriores al ingreso de la calificación al SAEW. Los profesores designados, en el
plazo de dos días laborables de recibido el instrumento de evaluación, remitirán por
separado al Decano de la Facultad, al Director del Instituto Superior Tecnológico o al
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Coordinador de los Cursos de Nivelación, según el caso, los resultados de la
recalificación. El Decano de Facultad, el Director del Instituto Superior Tecnológico o el
Coordinador de los Cursos de Nivelación, determinará, mediante proveído, la nueva
calificación como el promedio de las recalificaciones y entregará dicho documento a la
Secretaría correspondiente para que se la registre.
CAPÍTULO IV. DE LA ASISTENCIA ESTUDIANTIL, JUSTIFICACIÓN Y SANCIONES. Art. 61.- Los estudiantes deben asistir obligatoria y puntualmente a los eventos de evaluación y prácticas de laboratorio en las fechas establecidas; en caso de no hacerlo, deberán presentar al profesor de la asignatura una solicitud para rendir o cumplir con dichas actividades, adjuntando los documentos justificativos debidamente certificados por la Unidad de Bienestar Estudiantil y Social, dentro de los tres días laborables siguientes a la fecha de terminación del motivo que impidió su asistencia. Las solicitudes presentadas fuera de este plazo serán negadas. Si la solicitud es justificada, el profesor fijará la fecha y hora para la realización de los referidos eventos, sin sanción. Art. 62.- Si el estudiante no justifica su inasistencia, el profesor aplicará una sanción equivalente al 20% de la calificación obtenida en el evento o práctica de laboratorio. El plazo máximo para la recepción de eventos de evaluación o prácticas de laboratorio atrasados sin justificación, será de diez días laborables después de la fecha inicial.
Art. 63.- Una vez cerrado el Sistema de Administración Estudiantil (SAEW), quienes
deben autorizar cualquier solicitud de examen atrasado son el Decano de Facultad, el
Director del Instituto Superior Tecnológico o el Jefe del Departamento de Formación
Básica, según corresponda.
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NORMAS INTERNAS
1.- RESPONSABILIDAD:
a. Son responsables del equipo de laboratorio los profesores y estudiantes que participan en cada sesión.
b. De la buena marcha y el éxito de las sesiones, así como, del cumplimiento de las normas son responsables los instructores de cada sesión de laboratorio.
c. Del correcto funcionamiento de los equipos de laboratorio, así como del arreglo y mantenimiento de laboratorio son responsables los jefes de laboratorio.
d. Fuera de sesiones de laboratorio la coordinación del uso del área y equipos, serán autorizados por el jefe del laboratorio.
2.- ASISTENCIA:
a. El inicio de cada sesión será a la hora programada (ingreso de
estudiantes atrasados con un máximo de 10 MINUTOS).
b. La adquisición de datos de cada sesión finalizará como máximo 10
MINUTOS antes del tiempo establecido para la sesión.
3.- DISCIPLINA:
a. Cada grupo debe trabajar en su respectiva mesa.
b. Cada grupo debe usar solo el equipo de la mesa de trabajo (el equipo
adicional se debe solicitar al instructor).
c. En la mesa de trabajo solo debe estar el material necesario (el resto de
la indumentaria estudiantil ubicar en un sitio pre-establecido).
4.- ACADÉMICO:
a. Cada estudiante debe traer elaborado el TRABAJO PREPARATORIO
correspondiente a la práctica a desarrollar.
b. Todos los trabajos deben ser legibles y en REDACCIÓN
IMPERSONAL.
5.- EVALUACION:
Los instrumentos de evaluación durante el desarrollo de las prácticas serán los
siguientes:
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TRABAJO PREPARATORIO
Requisito indispensable para realizar la práctica.
EVALUACION PREVIA Hoja de datos, coloquio antes del inicio del experimento.
DESARROLLO Se evaluará el desarrollo y desempeño de cada estudiante durante la ejecución de la práctica.
INFORME Posterior a la ejecución de la práctica y es sujeto de comprobación.
6.- Pautas Generales.
a. La pérdida y/o deterioro de equipo y herramientas implica
responsabilidad pecuniaria (reposición de equipo de mejores o iguales
características) por parte de la persona o las personas que se
encontraban en la mesa de trabajo (en el caso de sesiones de
laboratorio) o de todo el grupo que se encontraba en un determinado
tiempo en el laboratorio cuando ocurrió la pérdida y/o deterioro de
equipos y herramientas
b. Incumplimiento de plazos: 2 puntos por cada día calendario en la
entrega del informe con un máximo de 5 días calendario, para tener
calificación es obligación entregar el informe.
c. Si el estudiante no justifica su inasistencia, o se presenta a la práctica
de laboratorio sin la preparación respectiva el profesor tiene la potestad
de negar la realización de la misma. Bajo estas circunstancias el
estudiante podrá recuperar únicamente una práctica por bimestre previa
solicitud al instructor.
GUÍA GENERAL DE CARACTERÍSTICAS Y CONTENIDO DE UN
INFORME
1. Carátula: - Identificación del tipo de Laboratorio. - Número y tema de la práctica. - Fecha de realización de la práctica. - Nómina de los integrantes y código del grupo. - Fecha de entrega del informe. - Espacio para datos de recepción. - Período lectivo.
2. Sustentación teórica: - Título de la práctica.
- Objetivo general. - Resumen teórico de sustentación del experimento (acorde a las
indicaciones del instructor) 3. Procedimiento práctico: - Elementos utilizados en la práctica y sus características generales.
- Resumen del procedimiento práctico del experimento con los modelos circuitales.
4. Datos teóricos y medidos: - Modelo de cálculo.
- Tabulación de valores teóricos, medidos y errores (absolutos, relativos o porcentuales).
5. Desarrollo del cuestionario: - Responder en forma clara y plenamente justificada el cuestionario
propuesto en las hojas guías 6. Análisis de resultados: - Análisis de los resultados obtenidos.
- Justificación de los errores. - Conclusiones en base al objetivo del experimento.
7. Aplicaciones: - Directas o indirectas del experimento. 8. Bibliografía específica: - Autor(es), Nombre del texto, Editorial, Edición, País, Año, Capítulo(s),
Página(s). 9. Hoja de datos: - Número y Título de la Práctica.
- Nombres de los integrantes del Grupo. - Código del Grupo. - Gráfica de circuito(s) y tabla(s) con los datos experimentales. - Fecha de realización de la Práctica. - Fecha de entrega del Informe. - Firma del Instructor.
CONTENIDO Y CARACTERÍSTICAS DEL TRABAJO
PREPARATORIO
1. Carátula: - Identificación del tipo de Laboratorio.
- Número y tema de la Práctica.
- Nómina de los integrantes y código del grupo.
- Fecha de entrega del Trabajo Preparatorio.
- Espacio para datos de recepción.
- Período lectivo.
2. Sustentación teórica: - Título de la práctica.
- Objetivo de la práctica
- Desarrollo del cuestionario propuesto en las hojas guías de la práctica a
desarrollarse.
3. Bibliografía específica: - Nombre del texto, Autor(es), Editorial, Edición, Año, País, Capítulo(os),
Página(as).
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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL Campus Politécnico "J. Rubén Orellana R."
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS II
PRÁCTICA N°1
1. TEMA
SECUENCIA DE FASES EN CIRCUITOS TRIFÁSICOS
2. OBJETIVO
2.1. Utilizar diseños de secuencímetros para la detección de la secuencia de fases en
fuentes trifásicas simétricas.
3. TRABAJO PREPARATORIO
3.1. Considere el circuito de la figura 1, con una fuente 3Φ simétrica de secuencia
positiva, un voltaje entre líneas de 210 [Vrms] y una frecuencia f = 60 [Hz].
D1: 1N4007
Rn
= 2
00
[Ω]
O
A
N
R2=600 [Ω]
D2: 1N4007
B
R3=300 [Ω]
D3: 1N4007
C
IA
IB
IC
FIGURA 1
Carrera de Ingeniería Electrónica y Control Carrera de Ingeniería Electrónica y Telecomunicaciones
Carrera de Ingeniería Electrónica y Redes de Información Carrera de Ingeniería Eléctrica
R1=100 [Ω]
a) Calcule las corrientes de línea (IA, IB e IC) además de la corriente del neutro (IN), sin considerar el efecto de los diodos.
b) Dibuje en un mismo gráfico los voltajes VAO, VBO, VCO e identifique en los mismos el valor pico de cada onda considerando diodos ideales.
3.2. Considere el circuito de la figura 2, con una fuente 3Φ simétrica de secuencia
negativa, un voltaje entre líneas de 210 [Vrms] y una frecuencia f = 60 [Hz].
Resuelva el circuito y obtenga el valor de las corrientes en cada uno de los focos,
para valores de resistencia de cada foco, dados por: Foco línea A = 520 [Ω], foco
línea C = 300 [Ω].
10 [μF]
100W/220V
100W/220V
O
A
B
C
Ia
Ic
>
>
FIGURA2
4. EQUIPO Y MATERIALES
3.3. ¿Por qué no se puede calcular la resistencia de un foco con los datos:
100W/220V?
3.4. ¿Cuál es el principio de funcionamiento del secuencímetro rotativo?
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Tablero trifásico
2 Focos 110[W] / 220V
Capacitor decádico (10uf)
3 Reóstatos 600 [Ω], 1 reóstato de 170 [Ω]
Tablero para diodos
Voltímetro (65-130-220 V)• Amperímetro (0.2-0.5-1 A) • Osciloscopio Juego de Cables
Elementos de maniobra y protección
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS II
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5. PROCEDIMIENTO
NOTA 1: Antes de proceder con la práctica, el Instructor hará una breve introducción al
desarrollo del tema, así como una explicación de los aspectos que se deben tomar en cuenta
en el manejo de los elementos y equipos de medida.
5.1. Diseño de secuencímetro con diodos:
a) Armar el circuito trifásico de la figura 3 y proceder a dibujar la gráfica de las 3
R1
D1: 1N4007
Rn
O
A
B
C
N
CH A
REF
R2
R3
D2: 1N4007
D3: 1N4007
FIGURA 3
NOTA 2: El grupo de estudiantes debe traer 3 diodos (1N4007) y 1 punta de prueba.
5.2. Diseño de secuencímetro con señalización:
Armar el circuito trifásico de la figura 4 y proceder a tomar datos de voltajes y
corrientes, en ambas secuencias.
señales que aparecen en el osciloscopio. Identificar en la gráfica, la señal de
cada una de las fases, mediante la variación del valor del reóstato
correspondiente (uno a la vez)
b) Con el mismo valor de los reóstatos cambiar la secuencia de fases y
proceder como en el literal a. Al final de ésta, medir los valores de R1, R2, R3
y Rn con los cuales se trabajaron.
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS II
10 [μF]
100W/220V
100W/220V
O
A
B
C
Ia
Ic
>
>
FIGURA 4
6. INFORME
Ia
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relación : 1Ic
6.1. Explicar qué es la secuencia de fases en un circuito trifásico y cuál es su efecto.
NOTA 3: El valor de la resistencia de cada foco (para cálculos teóricos), debe ser obtenido
en base a sus valores de voltaje y corriente y no tomando los datos de voltaje y
potencia que aparecen en la característica del foco.
6.2. Presentar el desarrollo teórico de los fasores de corriente Ia e Ic , del circuito de
la figura 4, en cada una de las secuencias. En qué secuencia se cumple la
6.3. Explicar el efecto de la secuencia de fases en elemento rotativos.
6.4. Conclusiones y Recomendaciones
6.5. Bibliografía.
Responsable: Ing. Israel Paredes Revisado por: Ing. Andrés Cela MSc. Jefe del área de Circuitos Eléctricos
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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL Campus Politécnico "J. Rubén Orellana R."
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA Carrera de Ingeniería Electrónica y Control
Carrera de Ingeniería Electrónica y Telecomunicaciones Carrera de Ingeniería Electrónica y Redes de Información
Carrera de Ingeniería Eléctrica
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS II
PRÁCTICA N°2
1. TEMA
SIMULACIÓN: SECUENCIA DE FASES EN CIRCUITOS TRIFÁSICOS
2. OBJETIVO
2.1. Simular fuentes trifásicas simétricas en secuencia positiva y negativa acopladas a
diseños de secuencímetros, mediante el uso de Simulink del Matlab.
3. TRABAJO PREPARATORIO
gráfica las formas de onda de las corrientes de las líneas A y C en la misma
figura y poder exportarla hacia el Workspace.
3.1. En Simulink, en base a un circuito similar al de la figura 1 considerando: Una
Fuente trifásica simétrica en Y, VL=230 y las resistencias de los valores
especificados en la misma figura presentar:
a) El circuito con todos los elementos necesarios para visualizar en la misma
b) Para la figura del literal anterior obtener la gráfica de la corriente del neutro.
c) Presentar en una sola figura las gráficas de los voltajes Vao, Vbo y Vco.
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FIGURA 1
3.2. En el circuito de la figura 1, cambiar la secuencia de fases y realizar lo
4. EQUIPO Y MATERIALES
5. PROCEDIMIENTO
NOTA 1: Antes de proceder con la simulación, el Instructor hará una breve introducción al
desarrollo del tema, así como una explicación de los aspectos que se deben tomar en cuenta
en la simulación.
Continuous
powergui
Vabc
IabcA
B
C
a
b
c
Three-PhaseV-I Measurement
N
A
B
C
Three-PhaseProgrammableVoltage Source
Diode2
Diode1
Diode500 ohms
350 ohms
correspondiente al punto 3.1
3.3. ¿Qué tipo de información se encuentra en el bloque POWERGUI?3.4. ¿Por qué no es conveniente copiar directamente la figura del SCOPE a Word al
momento de presentar un preparatorio o informe?
MATLAB
5.1. Diseño de secuencímetro con diodos:
En Simulink construir un modelo similar al de la figura 2. Correr la simulación
para cada secuencia considerando VL=215 [V], 60 [Hz].
Elaborar un archivo en Word con la copia del modelo, los datos de POWERGUI y
las gráficas de los osciloscopios.
250 ohms
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FIGURA 2
5.2. Diseño de secuencímetro con señalización:
En el Simulink construir un modelo similar al de la figura 3. Correr la simulación
para cada secuencia considerando VL=215 [V], 60 [Hz].
Elaborar un archivo en Word con la copia del modelo, los datos de POWERGUI
que contenga los valores rms de las corrientes de línea, de los voltajes de línea y
de fase además de las gráficas de los osciloscopios.
FIGURA 3
NOTA 2: Los valores de resistencia son aquellos obtenidos de las medidas de voltaje y
corriente para cada secuencia (práctica con elementos físicos). Para los grupos que empiecen
con la práctica de Simulación considerar secuencia positiva: R1=333.9 Ω, R2=542.3 Ω.
Secuencia negativa: R1=537.1 Ω , R2=341.9
Continuous
powergui
v+-
Vn
V3
V2
V1
Vabc
IabcA
B
C
a
b
c
Three-PhaseV-I
Scope2
Scope1
Scope
D3
D2
D1
500 ohm
400 ohm
300 ohm
170 ohm
Continuous
powergui
v+-
Va-0
V3
V2
V1
Vabc
IabcA
B
C
a
b
c
Three-PhaseV-I
Scope1
Scope
signal rms
RMS1
signal rms
RMS
R2
R1
i+
-
Ic
i+
-
Ia
Display1
Display
10 uF
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6. INFORME
6.1. Presentar los resultados de las simulaciones realizadas en el laboratorio.
6.2. Presentar la simulación (en Simulink) del modelo de la figura 2, considerando
elementos resistivos de igual valor, para cada una de las secuencias de fase.
Comentar los resultados.
6.3. Presentar la simulación (en Simulink) del modelo de la figura 3, considerando
6.4. Escribir conclusiones generales, relacionadas con los resultados de la práctica y
los de la simulación, para cada uno de los circuitos involucrados y en cada una de
las secuencia de fase utilizadas.
elementos resistivos de igual valor, para cada una de las secuencias de fase.
Según los resultados de la simulación, para qué secuencia se cumple la relación
Comentar.
Jefe del área de Circuitos EléctricosResponsable: Ing. Israel Paredes Revisado por: Ing. Andrés Cela MSc.
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FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA Carrera de Ingeniería Electrónica y Control
Carrera de Ingeniería Electrónica y Telecomunicaciones Carrera de Ingeniería Electrónica y Redes de Información
Carrera de Ingeniería Eléctrica
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PRÁCTICA N°3
1. TEMA
VOLTAJES Y CORRIENTES EN CIRCUITOS TRIFÁSICOS
2. OBJETIVO
2.1. Medir magnitudes de voltaje y corriente en circuitos con fuente trifásica simétrica y
cargas asimétricas en Y (con y sin neutro) y Δ.
3. TRABAJO PREPARATORIO
3.1. Considere el circuito de la figura 1, con una fuente 3Φ simétrica de secuencia
negativa, un voltaje entre líneas de 220 [Vrms] y una frecuencia f = 60 [Hz].
A
B
C
N
R1
R2
0.16 [H], 4 [Ω]
10 [uF]
FIGURA 1
a) Resuelva el circuito y obtenga el valor de los voltajes y de las corrientes en
cada uno de los elementos, tomando en cuenta: un circuito sin neutro, R1 = 200Ω, R2 = 420 Ω.
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Dirección: Ladrón de Guevara E11-253 Teléfono: (02) 2976300 Ext.2209 Correo: coord.electronica.control@epn.edu.ec Quito - Ecuador
3.2. Considere el circuito de la figura 2, con una fuente 3Φ simétrica de secuencia
positiva, un voltaje entre líneas de 210 [Vrms] y una frecuencia f = 60 [Hz].
10[uF]
R1
R2
A
B
C
0.16 [H], 4 [Ω]
FIGURA2
3.3. Cuál es el efecto de usar o no el conductor neutro en una carga 3Φ no simétrica?.
3.4. Cómo se podría conectar el neutro a un circuito trifásico en Delta?. Explique con
un ejemplo.
4. EQUIPO Y MATERIALES
5. PROCEDIMIENTO
NOTA 1: Antes de proceder con la práctica, el Instructor hará una breve introducción al
desarrollo del tema, así como una explicación de los aspectos que se deben tomar en cuenta
en el manejo de los elementos y equipos de medida.
b) Resuelva el circuito y obtenga el valor de los voltajes y de las corrientes en
cada uno de los elementos, tomando en cuenta: un circuito con neutro, R1 = 570Ω, R2 = 550 Ω.
Resuelva el circuito y obtenga el valor de los voltajes y las corrientes en cada uno
de los elementos para valores de resistencia de R1 = 570 [Ω] y R2 = 520 [Ω].
Tablero trifásico
2 Focos 110[W] / 220V
Capacitor decádico (10uf)
Inductacia 0.16 H
Secuencímetro
Voltímetro (65-120-240 V)• Amperimetro (0.2-0.5-1A) Juego de Cables
Elementos de maniobra y protección
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A
B
C
N
110W/220V
110W/220V
0.16 [H], 4 [Ω]
10 [uF]
FIGURA 3
NOTA 2: El valor de la resistencia de cada foco (para cálculos teóricos), debe ser obtenido en
base a sus valores de voltaje y corriente y no tomando los datos de voltaje y
potencia que aparecen en la característica del foco.
5.2. Circuito trifásico con carga en configuración Δ.
10[uF]
110W/220V
110W/220V
A
B
C
0.16 [H], 4 [Ω]
FIGURA 4
5.1. Circuito trifásico con carga en configuración Y (con y sin neutro).
Armar el circuito trifásico de la figura 3 en secuencia positiva y proceder a tomar
medidas de voltajes y corrientes tanto de línea como de fase con y sin neutro.
Además medir la corriente en el neutro en la configuración con neutro y el voltaje
entre el punto común de la carga y el neutro de la fuente (carga sin neutro).
Verificar que el foco del tablero sea de 220V/100W
Armar el circuito trifásico de la figura 4 en secuencia negativa y proceder a tomar
medidas de voltajes y corrientes, tanto de fase como de línea. Verificar que el
foco del tablero sea de 220V/100W.
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6. INFORME
6.1. Presentar el desarrollo teórico del circuito de la figura 3, con y sin neutro.
6.2. Dibujar el diagrama fasorial de los voltajes de fase del circuito (figura 3) sin
neutro.
6.3. Dibujar el diagrama fasorial de las corrientes del circuito (figura 3) con neutro.
6.4. Considerar una carga trifásica simétrica de tipo R-L y analizar el efecto del
conductor neutro. Justificar con el respectivo desarrollo teórico.
6.5. Presentar el desarrollo teórico del circuito de la figura 4 y dibujar el diagrama
fasorial de voltajes y corrientes superponiendo los de fase y los de línea.
6.6. Presentar un cuadro comparativo de valores teóricos y prácticos, de cada circuito,
con sus respectivos errores. Comentar por qué ciertos errores son significativos.
6.7. Conclusiones y Recomendaciones de la práctica.
Jefe del área de Circuitos EléctricosResponsable: Ing. Israel Paredes Revisado por: Ing. Andrés Cela MSc.
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FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA Carrera de Ingeniería Electrónica y Control
Carrera de Ingeniería Electrónica y Telecomunicaciones Carrera de Ingeniería Electrónica y Redes de Información
Carrera de Ingeniería Eléctrica
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PRÁCTICA N°4
1. TEMA
SIMULACIÓN: VOLTAJES Y CORRIENTES EN CIRCUITOS TRIFÁSICOS
2. OBJETIVO
2.1. Simular circuitos con fuente trifásica simétrica y cargas asimétricas, para obtener
magnitudes de voltaje y corriente, mediante el uso de Simulink del Matlab.
3. TRABAJO PREPARATORIO
3.1. En Simulink, para un circuito similar al de la figura 1 considerando una fuente
trifásica simétrica en Y, VL=230[V] y un tiempo de simulación de 3/60 s
presentar:
FIGURA 1
a) La simulación en secuencia positiva para el circuito con y sin neutro, para
un valor de impedancia adecuado para cada línea y los instrumentos
necesarios para obtener todos los valores de todos los voltajes y corrientes
(El estudiante elige los valores de impedancia).
Continuous
powergui
Z3
Z2
Z1Vabc
IabcA
B
C
a
b
c
Three-PhaseV-I
N
A
B
C
Three-PhaseProgrammableVoltage Source
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b) El contenido del POWERGUI para cada caso simulado.
3.2. Cambiar la secuencia de fases y la carga trifásica al modelo delta y con los
mismos valores de impedancia repetir lo correspondiente al punto anterior.
impedancia, elementos de medida para todos los valores de voltajes y
corrientes.
b) El contenido del POWERGUI para el caso simulado
1
2
3
1I
2I
3I
a
b
c
300 Ω
50 + j188.5 Ω
-j2.65 Ω
10 + j37.7 Ω
FIGURA 2
4. EQUIPO Y MATERIALES
MATLab
5. PROCEDIMIENTO
NOTA 1: Antes de proceder con la simulación, el Instructor hará una breve introducción al
desarrollo del tema, así como una explicación de los aspectos que se deben tomar en cuenta
en la simulación.
3.3. Para el circuito de la figura 2, considerando un VL=210∟0° [V], 60 [Hz] y
secuencia negativa obtener:
a) El diagrama de simulación en SIMULINK con todos los valores de
5.1. Circuito trifásico con carga en configuración Y (con y sin neutro) secuencia
positiva.
En Simulink construir un modelo similar al de la figura 3 para un valor de VL=215V,
60 Hz con todos los elementos de medida necesarios.
Elaborar un archivo en Word con la copia del modelo y los datos de POWERGUI.
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FIGIRA 3
NOTA 2: Los valores de resistencia son aquellos obtenidas de las medidas de voltaje y
corriente para cada secuencia (práctica con elementos físicos), en caso de iniciar con
la práctica de simulación considerar: Y sin neutro R1=526.7 Ω, R2= 350.4 Y con
neutro R1=392.6 Ω, R2=400.1 Delta R1=524.9 Ω, R2=519.7 Ω
5.2. Circuito trifásico con carga en configuración Δ secuencia negativa.
FIGURA 4
Continuous
powergui
V3
V2
V1
Vabc
IabcA
B
C
a
b
c
Three-PhaseV-I
R2
R1
4 ohm + 0.16H
1ohm 10uF
Continuous
powergui
V3
V2
V1
Vabc
IabcA
B
C
a
b
c
Three-PhaseV-I
R23
R12
4 ohm + 0.16H
1ohm 10uF
En Simulink construir un modelo similar al de la figura 4 para un valor de VL=215 V,
60 Hz con todos los elementos de medida necesarios
Elaborar un archivo en Word con la copia del modelo y los datos de POWERGUI.
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6. INFORME
6.1. Presentar los resultados de las simulaciones realizadas en el laboratorio.
6.2. Presentar la simulación (en Simulink) del modelo de la figura 1, para una
configuración simétrica con fases de carga R - L serie, en las dos secuencias.
6.3. Presentar la simulación (en Simulink) del modelo de la figura 2, para una
configuración simétrica con fases de carga R – C serie, en las dos secuencias.
6.4. Realizar un análisis comparativo entre los resultados obtenidos en la parte práctica y en la parte de simulación.
6.5. Conclusiones y Recomendaciones de la práctica.
Jefe del área de Circuitos Eléctricos Responsable: Ing. Israel Paredes Revisado por: Ing. Andrés Cela MSc.
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PRÁCTICA N°5
1. TEMA
POTENCIA EN CIRCUITOS TRIFÁSICOS
2. OBJETIVO
3. TRABAJO PREPARATORIO
B = 630 [Ω].
b) Circuito con neutro, valor de resistencia: foco línea A = 480 [Ω], foco línea
B= 490 [Ω].
2.1. Medir magnitudes de potencia en circuitos trifásicos con fuente trifásica simétrica
y configuraciones Y y ∆ con cargas asimétricas.
3.1. Considere el circuito de la figura 1, con una fuente 3Φ simétrica de secuencia
negativa, un voltaje entre líneas de 210 [Vrms] y una frecuencia f = 60 [Hz].
Resuelva el circuito y obtenga el valor de las potencias (activa y reactiva) en cada
una de las fases, tomando en cuenta:
a) Circuito sin neutro, valor de resistencia: foco línea A = 420 [Ω], foco línea
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A
B
C
N
110W/220V
110W/220V
0.16 [H], 4 [Ω]
30 [uF]
FIGURA 1
3.2. Considere el circuito de la figura 2, con una fuente 3Φ simétrica de secuencia
positiva, un voltaje entre líneas de 235 [Vrms] y una frecuencia f = 60 [Hz].
10[uF]
110W/220V
110W/220V
A
B
C
0.16 [H], 4 [Ω]
FIGURA 2
Resuelva el circuito y obtenga el valor de las potencias (activa y reactiva) en cada
uno de los elementos para valores de resistencia de cada foco, dados por: foco
líneas AB = 400 [Ω], foco líneas BC = 410 [Ω].
4. EQUIPO Y MATERIALES
3.3. ¿Cuáles son los procesos prácticos para obtener la potencia activa total de
una carga 3Φ no simétrica?.
3.4. ¿Cuáles son las características que debe tener un circuito 3Φ, para que
mediante la aplicación del Teorema de Blondel, se pueda obtener el valor de la
potencia reactiva total del circuito?
Tablero trifásico
2 Focos 110[W] / 220V
Capacitor decádico (10uf)
Inductacia 0.16 H
Secuencímetro
Voltímetro (65-120-240V)
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5. PROCEDIMIENTO
NOTA 1: Antes de proceder con la práctica, el Instructor hará una breve introducción al
desarrollo del tema, así como una explicación de los aspectos que se deben tomar en cuenta
en el manejo de los elementos y equipos de medida.
5.1. Circuito trifásico en configuración Y (con y sin neutro).
Armar el circuito trifásico de la figura 3 en secuencia positiva y proceder a medir
todos los voltajes y luego todas las corrientes (con y sin neutro).
Medir la potencia en cada fase (con y sin neutro), utilizando el vatímetro 1Φ.
Medir la potencia total del circuito (sin neutro), utilizando el vatímetro 3Φ.
A
B
C
N
110W/220V
110W/220V
0.16 [H], 4 [Ω]
10 [uF]
FIGURA 3
NOTA 2: El valor de la resistencia de cada foco (para cálculos teóricos), debe ser obtenido en
base a sus valores de voltaje y corriente y no tomando los datos de voltaje y
potencia que aparecen en la característica del foco.
5.2. Circuito trifásico en configuración Δ.
Armar el circuito trifásico de la figura 4 en secuencia negativa y proceder a medir
todos los voltajes y luego todas las corrientes.
Medir la potencia en cada fase, utilizando el vatímetro 1Φ.
Amperimetro (1A)• Vatímetro monofásico y trifásico
Juego de Cables
Elementos de maniobra y protección
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Medir la potencia total del circuito, utilizando el vatímetro 3Φ.
10[uF]
110W/220V
110W/220V
A
B
C
0.16 [H], 4 [Ω]
FIGURA 4
6. INFORME
6.1. Presentar el desarrollo teórico del circuito de la figura 3, con y sin neutro.
6.3. Presentar un cuadro comparativo de valores teóricos y prácticos, del circuito de la
figura 3, con sus respectivos errores. Comentar por qué ciertos errores son
significativos.
6.4. Repetir los numerales anteriores para el circuito de la figura 4.
6.6. Por qué el vatímetro 3Φ, utilizado en la práctica, no sirve para medir la potencia
del circuito trifásico con neutro.
6.7. Conclusiones y Recomendaciones
6.2. Construir el triángulo de potencias de cada fase y el triángulo total,
superpuestos en un solo gráfico, en base a los datos teóricos del numeral
anterior.
6.5. Por qué la secuencia de fases no influye en la potencia compleja de los circuitos
trifásicos. Ilustrar con un ejemplo.
Jefe del área de Circuitos EléctricosResponsable: Ing. Israel Paredes Revisado por: Ing. Andrés Cela MSc.
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PRÁCTICA N°6
1. TEMA
FACTOR DE POTENCIA EN CIRCUITOS TRIFÁSICOS
2. OBJETIVO
2.1. Medir magnitudes de factor de potencia en circuitos trifásicos con fuente trifásica
simétrica y configuraciones Y y ∆ con cargas asimétricas y simétricas.
3. TRABAJO PREPARATORIO
3.1. Considere el circuito de la figura 1, con una fuente 3Φ simétrica de secuencia
negativa, un voltaje entre líneas de 235 [Vrms] y una frecuencia f = 60 [Hz].
Resuelva el circuito y obtenga el valor del factor de potencia trifásico, tomando en
cuenta:
A
B
C
N
110W/220V
110W/220V
0.16 [H], 4 [Ω]
10 [uF]
FIGURA 1
a) Circuito sin neutro, valor de resistencia: foco línea A = 460 [Ω], foco línea B
= 600 [Ω].
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b) Circuito con neutro, valor de resistencia: foco línea A = 290 [Ω], foco línea B
310 [Ω].
3.2. Considere el circuito de la figura 2, con una fuente 3Φ simétrica de secuencia
positiva, un voltaje entre líneas de 230 [Vrms] y una frecuencia f = 60 [Hz].
10[uF]
110W/220V
110W/220V
A
B
C
0.16 [H], 4 [Ω]
FIGURA 2
Resuelva el circuito y obtenga el valor del factor de potencia trifásico para valores
de resistencia de cada foco, dados por: foco líneas AB = 470 [Ω], foco líneas BC =
490 [Ω].
4. EQUIPO Y MATERIALES
5. PROCEDIMIENTO
NOTA 1: Antes de proceder con la práctica, el Instructor hará una breve introducción al
desarrollo del tema, así como una explicación de los aspectos que se deben tomar en cuenta
en el manejo de los elementos y equipos de medida.
3.3. ¿Cuáles son las características que debe tener un circuito 3Φ, para que mediante el
uso del cosfímetro trifásico, se pueda medir el factor de potencia total?.
Tablero trifásico
2 Focos 110[W] / 220V
Capacitor decádico (10uf)
Inductancia 0.16 H
Secuencímetro
Voltímetro
• Amperimetro Cosfímetro trifásico
Juego de Cables
Elementos de maniobra y protección
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5.1. Circuito trifásico en configuración Y (con y sin neutro).
Armar el circuito trifásico de la figura 3 en secuencia positiva y proceder a medir
todos los voltajes y luego todas las corrientes (con y sin neutro).
Utilizar el cosfímetro en modo 1Φ y medir el factor de potencia en cada fase (con
y sin neutro).
A
B
C
N
110W/220V
110W/220V
0.16 [H], 4 [Ω]
10 [uF]
FIGURA 3
NOTA 2: El valor de la resistencia de cada foco (para cálculos teóricos), debe ser obtenido en
base a sus valores de voltaje y corriente y no tomando los datos de voltaje y
potencia que aparecen en la característica del foco.
A
B
C
110W/220V
110W/220V
110W/220V
L + Ri
L + Ri
L + Ri FIGURA 4
5.2. Circuito trifásico en configuración Δ.
Armar el circuito trifásico de la figura 4 en secuencia negativa y proceder a
medir todos los voltajes y luego todas las corrientes.
Medir el factor de potencia en cada fase, utilizando el cosfímetro en modo 1Φ.
Medir el factor de potencia total del circuito, utilizando el cosfímetro en modo
3Φ.
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6. INFORME
6.1. Presentar el desarrollo teórico del circuito de la figura 3, con y sin neutro.
6.2. Presentar un cuadro comparativo de valores teóricos y prácticos, del circuito de la
figura 3, con sus respectivos errores. Comentar por qué ciertos errores son
significativos.
6.3. Repetir los numerales anteriores para el circuito de la figura 4.
6.5. Por qué el cosfímetro en modo 3Φ, utilizado en la práctica, no sirve para medir el
factor de potencia del circuito con carga 3Φ asimétrica.
6.6. Qué formas de corregir el factor de potencia se pueden encontrar en la industria.
6.7. Conclusiones y recomendaciones de la práctica.
6.4. Por qué la secuencia de fases no influye en el factor de potencia de los circuitos
trifásicos. Ilustrar con un ejemplo.
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PRÁCTICA N°7
1. TEMA
RESPUESTA EN CIRCUITOS DE PRIMER Y SEGUNDO ORDEN
2. OBJETIVO
2.1. Obtener la forma gráfica de la respuesta completa en circuitos de primer y
segundo orden en serie, con fuentes de ondas periódicas: cuadrada, triangular y
pulso.
3. TRABAJO PREPARATORIO
3.1. Considere el circuito de la figura 1, con una fuente de voltaje de señal periódica y
frecuencia f = 1200 [Hz]. Además R = 2500 [Ω].
R
L
V(t)
CH A CH B
REF
f
0.16 [H], 4 [Ω]
FIGURA 1
Resuelva el circuito y grafique (mínimo 10 valores entre 0 y 5 segundos) la
respuesta de la corriente total, tomando en cuenta :
a) Una fuente tipo paso donde V(t) = 2e-3t U(t)
b) Una fuente tipo rampa con pendiente -3.
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3.2. Considere el circuito de la figura 2, Dependiendo del caso de amortiguamiento,
elija un valor de Resistencia R, halle la respuesta completa de Vo(t) y graficar la
ecuación resultante mediante software (Ej. Derive o Matlab), teniendo en cuenta:
V(t)
t=0160 mH
10
uF
R
+
Vo(t)
-
FIGURA 2
a) Considerando V(t) = 20 [V] calcule un valor de R para los tres casos de
amortiguamiento de la respuesta completa de Vo(t)
3.3. Cómo se podría representar matemáticamente una fuente cuya señal sea la
correspondiente a la de la figura 3 (No representación por tramos). Justifique su
respuesta.
FIGURA 3
4. EQUIPO Y MATERIALES
Capacitor decidido (10uf)
Inductancia 0.16 H
Osciloscopio
3 puntas de prueba
Generador de funciones
Juego de Cables
Elementos de maniobra y protección
-1 0 1 2 3 4 5 6
-3
-2
-1
0
1
2
3
tiempo [s]
voltaje
[V
]
b) Para un rango de t entre 0 – 5[s] dibuje las tres respuestas de Vo(t). Se
puede emplear software para graficar (Ej, Matlab, Derive, etc. presentar la gráfica de la ecuación no simulaciones)
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Dibujar formas de onda y anotar valores de amplitud, pico – pico y frecuencia.
FIGURA 4
5.2. Circuito serie R – L - C.
R
L C
V(t)
CH A CH B
REF
f
5.1. Circuito serie R - L
NOTA 1: Antes de proceder con la práctica, el Instructor hará una breve introducción al
desarrollo del tema, así como una explicación de los aspectos que se deben tomar en cuenta
en el manejo de elementos y equipos de medida. NOTA 2: 3 puntas de prueba en buen estado
5. PROCEDIMIENTO
con su constante de tiempo alrededor de T81 (T = período).
frecuencia ][1100][900 HzfHz , correspondiente a una forma de onda
Armar el circuito de la figura 4, con valores de ][2.2][8.1 KRK y
0.16 [H], 4 [Ω]
f
REF
CH BCH A
V(t)
L
R
0.16 [H], 4 [Ω]
CH ACH B
FIGURA 5
cuadrada. Los valores de R y frecuencia deben ser tales que las gráficas en el
osciloscopio, visualizadas en un solo período, correspondan a una exponencial
Armar el circuito de la figura 5, con valores de L=0.16 [H], RL=4 [Ω], C=0.64[uF] y 90[Hz]<f<110[Hz]
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amortiguamiento, de acuerdo a las fórmulas (Cada caso debe distinguirse
claramente):
LCL
R 1,
2
20
a) Caso críticamente amortiguado: 0
b) Caso sobre amortiguado: 0 (usar una relación 02 ) señal
triangular
c) Caso sub amortiguado: 0 (usar una relación 50 ) señal
6. INFORME
6.2. Realizar el desarrollo teórico de la respuesta de voltaje en la resistencia R (figura
4), para un periodo de la señal cuadrada que se empleó en la práctica.
6.3. La respuesta del desarrollo teórico del numeral anterior graficarla con el mayor
detalle mediante un software (Ej. Derive o Matlab). Realizar los comentarios en
relación a la gráfica correspondiente obtenida en la práctica.
6.4. Realizar el desarrollo teórico de la respuesta de voltaje en la resistencia R (figura
5), para el caso sub amortiguado con su fuente respectiva.
6.5. La respuesta del desarrollo teórico del numeral anterior graficarla con el mayor
detalle mediante un software (Ej. Derive o Matlab). Realizar los comentarios en
relación a la gráfica correspondiente obtenida en la práctica.
6.6. Conclusiones y recomendaciones de la práctica.
6.1. ¿Cuál es la diferencia entre PULSO e IMPULSO.
señal cuadrada
impulsiva
Para cada tipo de amortiguamiento (3 casos), dibujar un solo periodo de las
señales del osciloscopio, correspondiente a cada forma de onda periódica
especificada.
Dibujar formas de onda y anotar valores de amplitud, pico – pico y frecuencia.
Calcular el valor de R, para que se cumpla con cada una de las condiciones de
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PRÁCTICA N°8
1. TEMA
SIMULACIÓN: RESPUESTA EN CIRCUITOS DE PRIMER Y SEGUNDO ORDEN
2. OBJETIVO
2.1. Obtener la respuesta gráfica de voltaje y corriente en circuitos serie con fuentes
paso, rampa y pulso mediante el uso de Simulink del Matlab.
3. TRABAJO PREPARATORIO
FIGURA 1
V3
V2
V1
1
s
Integrator
-K-
Ganancia
del integrador
-C-
ConstantAdd
3.1. En Simulink realice el diseño del circuito similar al de la figura 1. Determine los
parámetros de: Las fuentes V1, V2, V3, la ganancia del integrador y el valor de la
constante para que las gráficas de cada SCOPE correspondan a las de las figuras
1.A y 1Bb respectivamente. Tiempo de simulación 7 [seg]. Justifique los valores de
k y C seleccionados.
Figura 1.B
Figura 1.A
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FIGURA 1.A
FIGURA 1.B
50 Ω
C
125 Ω
0.8 H i(t)
+ Vo(t)
-
FIGURA 2
3.3. Para las tres funciones que se obtienen con la figura 2, correspondientes a cada
caso de amortiguamiento, obtener la respuesta para una señal triangular
empleando el comando sawtooth. Tiempo de simulación 3/100 [seg], amplitud = 5
[A], frecuencia = 100 [Hz]
0 1 2 3 4 5 6 7
-1
-0.5
0
0.5
1
0 1 2 3 4 5 6 7
-1
-0.5
0
0.5
1
3.2. Obtenga la función de transferencia del circuito de la figura 2, utilizando Simulink
y los comandos de Matlab, para valores de C tales que se obtengan los tres
casos de amortiguamiento. Presente dichas funciones y los gráficos
correspondientes de entrada y salida para una fuente paso unitario. Justifique mediante cálculos el valor de C seleccionado.
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4. EQUIPO Y MATERIALES
MATLab
5. PROCEDIMIENTO
NOTA: Antes de proceder con la simulación, el Instructor hará una breve introducción al
desarrollo del tema, así como una explicación de los aspectos que se deben tomar en cuenta
en la simulación.
5.1. Circuito serie R - L.
Mediante uso de comandos del Matlab, obtener la Función de Transferencia del
circuito de la figura 3. Implementar en el Simulink el modelo de la figura 4, con la
Función de Transferencia (TransferFcn) de la figura 3. Simular el sistema para
una fuente (bloque Source): Cuadrada (Pulse Generator), considerando un tiempo
de simulación para visualizar un período completo.
Clock WorkspaceTo WorkspaceTo
FcnTransferSource
4 H16.0
RV
t v
5.2. . Circuito serie R – L - C.
FIGURA 3 FIGURA 4
Copiar las gráficas, tanto del osciloscopio así como también la obtenida con el
comando plot (t, v). Las variables t y v son las generadas en cada bloque To Workspace. Considerar los mismos valores de R, amplitud y frecuencia de la práctica anterior
si aún no se ha realizado la práctica tomar como datos R=2K, Amplitud= 20[V], T = 1.2 [ms].
Mediante uso de comandos del Matlab, obtener la Función de Transferencia del
circuito de la figura 5. Para cada caso de amortiguamiento, implementar en el
Simulink el modelo de la figura 6, con la Función de Transferencia (TransferFcn)
obtenida en Matlab correspondiente a cada caso de amortiguamiento. Simular el
sistema considerando un tiempo de simulación adecuado para observar 1 período
completo.
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Clock WorkspaceToWorkspaceTo
FcnTransferSource
t v
V
4
H16.0
][64.0 uF
R
Amortiguamiento Fuente Tiempo simulación R
Sobre
amortiguamiento
Rampa
8x10-3 [s] 2 [KΩ] Triangular
Amortiguamiento
critico
Paso
3x10-3 [s] 1 [KΩ] Cuadrada
Sub
amortiguamiento
Impulso
8x10-3 [s] 200 [Ω] Paso
TABLA 1
FIGURA 5 FIGURA 6
Copiar las gráficas, tanto del osciloscopio así como también la obtenida con el
comando plot (t, v). Las variables t y v son las generadas en cada bloque To Workspace.
Considerar los mismos valores de R, amplitud y frecuencia de la práctica anterior
si aún no se ha realizado la práctica tomar como datos R de la tabla 1, Amplitud= 20[V], T = 1.2 [ms] (para las señales cuadrada y tren de impulsos).
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6. INFORME
6.1. Comentar sobre los resultados de la simulación respecto a los obtenidos en la
parte práctica, tanto para el circuito R-L como para el circuito R-L-C.
6.2. Presentar la simulación (en Simulink) del modelo de la figura 3, utilizando el
comando sawtooth (señal triangular) para una amplitud de 5[V] y frecuencia de 10
[Hz]
6.3. Presentar la simulación (en Simulink) de los modelos de las figuras 5 y 6,
utilizando el bloque Source (Signal Generator, en señal cuadrada y f = 1000 [Hz]),
las Funciones de Transferencia respectivas y un tiempo de simulación de [s]
6.4 Realizar un análisis comparativo entre los resultados obtenidos en la parte práctica y en la simulación.
6.5. Conclusiones y recomendaciones de la práctica.
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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL Campus Politécnico "J. Rubén Orellana R."
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA Carrera de Ingeniería Electrónica y Control
Carrera de Ingeniería Electrónica y Telecomunicaciones Carrera de Ingeniería Electrónica y Redes de Información
Carrera de Ingeniería Eléctrica
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS II
PRÁCTICA N°9
1. TEMA
RESPUESTA EN FRECUENCIA DE CIRCUITOS DE PRIMER Y SEGUNDO ORDEN
2. OBJETIVO
2.1. Analizar la respuesta en frecuencia de circuitos eléctricos de primer y segundo
orden en base a los diagramas de Bode de magnitud y fase.
3. TRABAJO PREPARATORIO
de salida y entrada de un circuito eléctrico y equivale a Fdb = -3 [db] para f = 60[Hz].
3.2.1. Si el voltaje de entrada es 120 [Vrms] a f = 60 [Hz] ¿Cuál será el voltaje de salida? 3.2.2. ¿Qué voltaje de entrada se requiere para tener en la salida 120 [Vrms] a f = 60[Hz]?
3.3. Considerando el circuito de la Fig. 1 (Salida Vc(t) ) con una fuente de voltaje sinusoidal.
3.3.1. Calcule el valor de C para que la atenuación a 60 [Hz] sea de -3. [db]. 3.3.2. ¿A qué frecuencia en [Hz] el ángulo tiene un atraso de 70°?
3.4. Considerando el circuito de la Fig. 2. (Salida Vc(t) )
3.4.1. Dibuje los diagramas de Bode de magnitud y fase.
3.4.2. Suponiendo una fuente sinusoidal, ¿a qué frecuencia, si en la entrada existe un Vp-in=10 [V] la salida será Vp-out = 0.1 [V]? (Vp = Voltaje pico)
3.1. ¿Qué representa la magnitud en [db] de un diagrama de bode?
3.2. Considere una función de transferencia F(s) que representa la relación de voltajes
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Dirección: Ladrón de Guevara E11-253 Teléfono: (02) 2976300 Ext.2209 Correo: coord.electronica.control@epn.edu.ec Quito - Ecuador
FIGURA 1 FIGURA2
4. EQUIPO Y MATERIALES
5. PROCEDIMIENTO
NOTA 1: Antes de proceder con la práctica, el Instructor hará una breve introducción al
desarrollo del tema, así como una explicación de los aspectos que se deben tomar en cuenta
en el manejo de elementos y equipos de medida.
Vi C
1000 ohm
Vi
4 ohm 0.16 H
1uf
10K ohm
0.1 uF
Generador de funciones
Osciloscopio
Capacitor decádico 0.1uF Resistor decádico
Puntas de prueba
Juego de cables
• Inductor 0.16H 4ohm Elementos de maniobra y protección
5.1. Respuesta en frecuencia del Filtro RC (Vout=Vc(t))
Armar el circuito de la Fig. 3 con C = 1[uf].
Variar la frecuencia w de la fuente de entrada desde 100 [rad/s] hasta 10000 [rad/s].
Tomar tres datos por década de los voltajes de entrada, salida y del ángulo de fase
de salida en [°]. Calcular las ganancias en [db] para cada frecuencia y graficar los
diagramas de Bode de magnitud y fase.
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FIGURA 3
5.2. Respuesta en frecuencia del circuito en serie RLC (Vout=Vc(t))
Armar el circuito de la Fig. 2 y proceder de la misma forma que en el numeral 1.
Para este caso la frecuencia máxima debe ser la más alta posible del generador.
Aproximadamente entre 100 [rad/s] - 1000 [rad/s]
NOTA 2: Cada grupo de estudiantes debe traer 3 puntas de prueba y calculadora.
NOTA 3: Para la práctica la hoja de datos debe contener una tabla para cada circuito para
anotar los valores de frecuencias en [Hz] y [rad/s], Vin, Vout, Ganancia y Fase.
6. INFORME
6.1. Grafique los diagramas de Bode de los circuitos de las Figs. 2 y 3 y compárelos
con los obtenidos durante la práctica.
6.2. Comente las diferencias entre los diagramas de Bode del circuito de primer orden
vs el de segundo orden.
6.3. Presente una tabla de errores y explique a qué se deben.
6.4. Conclusiones y recomendaciones de la práctica.
Jefe del área de Circuitos EléctricosResponsable: Ing. Israel Paredes Revisado por: Ing. Andrés Cela MSc.
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Carrera de Ingeniería Eléctrica
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS II
PRÁCTICA N°10
1. TEMA
SIMULACIÓN RESPUESTA EN FRECUENCIA DE CIRCUITOS DE PRIMER Y
SEGUNDO ORDEN
2. OBJETIVO
2.1. Analizar la respuesta en frecuencia de circuitos eléctricos de primer y segundo
orden en base a los diagramas de Bode de magnitud y fase.
3. TRABAJO PREPARATORIO
3.1. ¿Qué representa el diagrama de Bode de fase?
3.2. ¿Qué aplicaciones tienen los filtros pasivos RLC?
3.3. ¿Cómo afecta el atraso o adelanto del ángulo de la señal de salida en un circuito?
3.4. Considerando el circuito de la Fig. 1 (Salida Vc(t) ) con una fuente de voltaje sinusoidal.
3.4.1. Calcule el valor de C para que el atraso del voltaje en la salida sea de 45°a 60 [Hz] 3.4.2 ¿A qué frecuencia en [rad/s] la ganancia es -10[db]?
3.5. Usando las herramientas de MATLAB obtenga los diagramas de Bode de magnitudy fase para las funciones de transferencia de las dos salidas.
3.6. Comente las diferencias entre los diagramas de bode de ambas salidas.
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FIGURA 1 FIGURA 2
4. EQUIPO Y MATERIALES
MATLab
5. PROCEDIMIENTO
NOTA 1: Antes de proceder con la práctica, el Instructor hará una breve introducción al
desarrollo del tema, así como una explicación de los aspectos que se deben tomar en cuenta
en el manejo de elementos y equipos de medida.
FIGURA 3
Vi C
1000 ohm
Vi
4 ohm 0.16 H
1uf
10K ohm
Continuous
powergui
v+-
Vout
v+-
Vin
ViScope
1000 ohm
1 uF
5.1. Respuesta en frecuencia del Filtro RC (Vout=Vc(t))
Usando las herramientas de Matlab obtenga los diagramas de bode del circuito de
la Fig.3 (C = 1[uf], Vp = 10 [V]).
En Simulink: varíe la frecuencia w de la fuente de entrada desde 100 [rad/s] hasta
10000 [rad/s]. Tomar tres datos por década de los voltajes de entrada, salida y del
ángulo de fase de salida en [°] y calcular las ganancias en [db] para cada
frecuencia. Comparar los resultados con los diagramas de Bode obtenidos.
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FIGURA 4
5.2. Respuesta en frecuencia del circuito en serie RLC (Vout=Vc(t))
NOTA 2: Para la práctica el estudiante debe almacenar los datos obtenidos (frecuencias en [Hz] y
[rad/s], Vin, Vout, Ganancia y Fase) en una tabla y compararlos con los datos de la práctica 9.
6. INFORME
6.1. Compare los diagramas de Bode obtenidos con los de la práctica 9. Justifique las
diferencias.
6.2. Ubique la posición de los polos en los diagramas de Bode y explique qué efecto
producen en magnitud y fase.
6.3. Comente las diferencias entre los diagramas de Bode del circuito de primer orden
vs el de segundo orden.
6.4. Presente una tabla de errores y explique a qué se deben.
6.5. Conclusiones y recomendaciones de la práctica.
Vi
4 ohm 0.16 H
1uf
10K ohm
0.1 uF
Considerando el circuito de la Fig. 4 proceder de la misma manera que en el
numeral 5.1. Para este caso la frecuencia debe variar desde 10 [rad/s] hasta
[rad/s]. Tomar dos muestras por cada década.
Jefe del área de Circuitos EléctricosResponsable: Ing. Israel Paredes Revisado por: Ing. Andrés Cela MSc.