1

UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES – FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE FÍSICA

FÍSICA II A – 62.03 FÍSICA II B – 62.04

“Complemento al Trabajo Práctico Nº6 de Corriente Alterna”

Autor: Sr. Ariel Lutenberg (Ayudante) Corrector: Dra. Stella Duhalde (Profesora y Coordinadora) Realizado: 10 de Noviembre de 2005

f

fo

Z

ig

f

VR

f f1 f2

2

Primera Parte: Medidas con voltímetro en un circuito RLC serie

Segunda Parte: Respuesta en frecuencia de un circuito RLC serie

~12 VAC

C

L B

V

La proyección sobre el eje horizontal del Diagrama Fasorial representa la situación instantánea en el tiempo ’t1’ y a partir del sentido de giro se visualiza cómo variarán las señales.

VB

V VL

VC

El voltímetro mide el valor eficaz de la señal durante un determinado tiempo ‘t2’ y se representa en el Diagrama

Fasorial mediante el módulo de los fasores .

t

V(t)

t

t

t

VB(t)

VL(t)

VC(t)

t1 t2

f

XL=jωL

XR=R

XC= - j . ωC

fo

Z

ig

f

VR

f f1 f2

70%

VR=ig*R

XC es muy

grande

XL es muy

grande

XL = -XC

~1 Vpp

C

L

R

V Rg

CHA CHB

Ig

3

• Procedimiento

Medimos individualmente los componentes 223390

C nFL mHR

≅≅≅ Ω

1 (Inductor sin núcleo)

Calculamos fo y Q Teóricos 2

‘Condición de Resonancia’ RLC serie: 0C LX X+ = 0

0

1j Lj C

ωω

= − 01

2f

LCπ=

’Factor de Mérito Q‘:

0

Energía AlmacenadaQPotencia Disipada

ω= ( )21

20 21

2 g

I LQI R R

ω=+

02

g

f LQR Rπ

=+

Búsqueda Experimental fo y Q 3

‘Condición de Resonancia’ RLC serie: VR es máxima

max0

ˆ Rf f con V=

’Factor de Mérito Q‘:

0

2 1

fQf f

≅−

Donde:

POT(f1 ó f2 ) = POT(f0) 2

( )22 2 ˆ0.7ˆ ˆ

2 2RR R

VV POT VPOTR R R

= ⇒ = ≅

0

2 1

fQf f

≅−

donde ( ) maxˆ ˆ = 0.7 1 2f ó f es f con V VR R

Repetir 1 a 3 con Inductor c/Núcleo (~40mH) 4 En todos los casos comparar fo y Q

Teóricos y Experimentales

Comparar con búsqueda experimental de f0 utilizando la siguiente conexión:

5 En Resonancia: VL +VC = 0

~1 Vpp

C

L

R

V Rg

CHA CHB

Ig

4

Tercera Parte: Transformador Tercera Parte: Asociaciones de inductancias y acoplamiento

~1 Vpp LA V

Rg

CHA CHB

LB

Si NA=NB, ¿Cuál es la relación εB/εA Esperada?

¿Cuál es la relación εB/εA Experimental?

¿Cuánto vale el Factor de Acoplamiento ‘k’?

AA ABA A A

BB BAB B B

d dN Ndt dt

d dN Ndt dt

φ φε

φ φε

= − ±

= − ± A A A AB Bj L j Mω ωΕ = − Ι ± Ι

B B Bj LωΕ = − Ι AB Aj Mω± Ι B AB

A A

M kL

εε

= =

LB

LA Repetir con la siguiente configuración:

¿Cuál es el nuevo valor de ‘k’? ¿Por qué se ha modificado?

Sólo válido porque LA=LB

Con el medidor RLC registrar los resultados de:

L-

4

L+

3

LB

2

LA

1

( )

( )2?

2

A A

A A

L L LM

ML L L

M

+

−

− +⎧=⎪⎪= ⇒ ⎨

+ −⎪ =⎪⎩

A B

MkL L

= ¿Cuánto vale el Factor de Acoplamiento ‘k’? Comparar con el otro método

LB

LA Repetir este método con la siguiente configuración:

¿Cuál es el nuevo valor de ‘k’? Obtener conclusiones

5

Cuarta Parte: Carga y Descarga Rápida

1 Vpp

R

C V Rg

CHA CHB

Se define una fo: (no confundir con resonancia) 0

12

fRCπ

= El capacitor se carga según: ( )/( ) 1 t RCVc t V e−= −

El capacitor se descarga según: /( ) t RCVc t V e−= ⋅

Según sea el periodo de la onda cuadrada el capacitor alcanzará ó no

a cargarse completamente

f < fo f > fo

¿Qué relación debe haber entre ‘f’ y ‘RC’ para que la tensión máxima sobre el capacitor sea

superior al 90% de la aplicada por el generador?

2 2 2 22

1ˆ ˆˆ11

c

T

VV X VCVc VcZ R C

RC

ωω

ω

⋅⋅= = = =

+⎛ ⎞+ ⎜ ⎟⎝ ⎠

2 2 2

1 0.9 1R Cω>

+

2

1 1 12 0.9

fRCπ

< −

¿Qué nombre se le da a este circuito? ¿Por qué?

¿Cómo sería un circuito RC ‘Pasa-Altos’?