7/29/2019 Informe 06_Magnitudes Alternas en El Dominio Del Tiempo

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PRACTICA N 6

MAGNITUDES ALTERNAS EN EL DOMINIO DEL TIEMPO

OBJETIVO:Presentar en el osciloscopio las ondas peridicas obtenidas de los circuitos serie:

LR y CR, determinar en ellas las caractersticas de amplitud y fase.

PROCEDIMIENTO PRCTICO:

Caractersticas de los instrumentos utilizados:

Elementos activos:

- Generador de funcionesMARCA: Tektronix

Elementos pasivos:

- Resistor decdicoRmx = 10 KRmn = 0.01 - Inductor ncleo de aireMARCA: Exel

Capacidad:0.16H- Capacitor decdicoMARCA: Cornell-Dubilier

C mx = 0.01 F

C mn = 0.0001 F

Elementos de medida:

- OsciloscopioMARCA: Philips

Resumen del procedimiento prctico del experimento con los modelos de loscircuitos:

1. Anotamos las caractersticas de cada uno de los equipos e instrumentosutilizados.

2. Armamos el circuito LR, incluyendo el equipo de maniobra y proteccin. Loalimentamos con el generador de funciones seleccionando una onda cuadrada a

voltaje mximo y conectamos los canales del osciloscopio: el canal A al voltaje

total y el canal B al voltaje en R.

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3. Variamos la resistencia y la frecuencia de la fuente simultneamente, hastaconseguir que la seal del canal B corresponda a la integral de la onda de la

fuente, cuidando que sta ltima onda no se distorsione. Escogemos una escala

adecuada para lograr observar ambas ondas y dibujamos en el mismo grfico el

par de ondas anotando los valores respectivos de amplitud y fase.

4. Luego seleccionamos en el generador de funciones una onda de tipo Triangulary procedimos de la misma manera que con la onda cuadrada anterior.

5. Armamos el circuito CR seleccionando en el generador de funciones una ondacuadrada a voltaje mximo. De igual manera conectamos los dos canales del

osciloscopio de la siguiente manera: el canal A al voltaje total y canal B al

voltaje en R.

6. Anlogamente variamos los valores de la frecuencia y de la resistencia hastalograr que la onda en el canal B corresponda a la derivada de la onda de la

fuente sin que sta ltima se distorsione. En un solo grfico dibujamos el par deondas anotando los valores respectivos de amplitud y fase.

7. Luego seleccionamos en el generador de funciones una onda de tipo Triangulary procedimos de la misma manera que con la onda cuadrada anterior.

Datos tericos y medidos:

CIRCUITO L-RInductancia [mH] Resistencia [] Frecuencia de la

fuente [Hz]

Seal CUADRADA 160 200 2000

Seal TRIANGULAR 160 200 2000

CIRCUITO C-RCapacitancia [F] Resistencia [] Frecuencia de lafuente [Hz]

Seal CUADRADA 0.01 200 2000

Seal TRIANGULAR 0.01 200 2000

Cuestionario:5.1 Detallar, analtica y grficamente, la correspondiente caracterstica

diferenciadora e integradora de los circuitos utilizados en la parte experimental.Considerar solo un medio perodo en cada onda.

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Para el circuito L-R serie:

a) Para onda cuadrada

[ ]

[ ]

=

mst

msttV

3.015.075.0

15.0075.0

)(

considerando la mitad del perodo:

dttVL

RVo )(

CtdtVo += 5.93775.016.0200

Para t = 0.075 [ms]; Vo = 0

Entonces la ecuacin queda:31031.705.937 = tVo

b) Para onda triangular

[ ]

[ ]

=

mstt

mstttV

15.0075.010000

075.0010000)(

considerando el cuarto de perodo:

dttVLR

Vo )(

CtdttVo += 261025.610000

16.0

200

Para t = 0 [ms]; Vo = -0.381 [V]

Entonces la ecuacin queda:

381.01025.6 26 = tVoconsiderando el otro cuarto de perodo:

dttVL

RVo )(

CtdttVo += 26

1025.61000016.0

200

Para t = 0.15 [ms]; Vo = 0.381[V]

Entonces la ecuacin queda:

381.01025.6 26 += tVo

to

Vo

to

Vo

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Para el circuito C-R serie:

a) Para onda cuadrada

[ ]

[ ]

=

mst

msttV

3.015.075.0

15.0075.0

)(

considerando la mitad del perodo:

[ ])(tVdt

dRCVo

[ ]75.01001.0*200 6dt

dVo

Entonces la ecuacin queda:

Vo = 0 [V]

2) Para onda triangular

[ ]

[ ]

=

mstt

mstttV

15.0075.010000

075.0010000)(

considerando el cuarto de perodo:

[ ])(tVdt

dRCVo

[ ]tdt

dVo 100001001.0*200 6

Entonces la ecuacin queda:

Vo = 20 [mV] pp

considerando el otro cuarto de perodo:

[ ])(tVdt

dRCVo

[ ]tdt

dVo 100001001.0*200 6

Entonces la ecuacin queda:

Vo = -20 [mV] pp

5.2 Presente un ejemplo de clculo de un punto obtenido para el grfico de lasolucin terica de cada uno de los circuitos y un cuadro de valores con por lo menosdiez puntos.

Ejemplos de clculo:

to

vo

t

Vo

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Para el circuito L-R:

a) Onda cuadrada:31031.705.937 = tVo para t = 0.15[ms]

[ ]mVVo 315.701031.70)1015.0(5.937 33 ==

b) Onda triangular:

24.01025.6 26 = tVo para t = 0.1[ms]

[ ]VVo 303.024.0)101.0(1025.6 236 ==

Para el circuito C-R:

a) Onda cuadrada:

Vo = 0 [V] para todo tiempo t

b) Onda triangular:

Vo = 20 [mV] pp para 0 t 0.15 [ms]

Cuadro de valores:

Para una onda cuadradaValores de tiempo [ms] Circuito L-R [mV] Circuito C-R [mV]

0.06 -14.06 0

0.08 4.69 0

0.09 14.06 0

0.10 23.44 0

0.12 42.19 0

Para una onda triangularValores de tiempo [ms] Circuito L-R [mV] Circuito C-R [mV]

0.06 358.5 10

0.08 341 100.09 330.38 10

0.10 318.5 10

0.12 291 10

5.3 Por qu necesariamente se deben conectar los elementos en el orden queaparecen en los circuitos de las figuras 1 y 2 para que por medio del osciloscopio seobtengan las seales de voltaje y corriente en el inductor y el capacitorrespectivamente.

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Porque al conectar el circuito en est forma se puede hallar el voltaje en la resistencia y

mediante la ley de Ohm V= IR, I=V/R se podra hallar la corriente en el circuito,

siendo el voltaje en el inductor la derivada de esta corriente y la corriente del capacitor

la derivada del voltaje en la resistencia en el segundo circuito.

5.4Haga un comentario de las curvas y de los errores obtenidos en cada uno de loscircuitos.

En el circuito L-R:

La forma de onda que se obtiene al medir con el osciloscopio el voltaje en la resistencia,

podemos darnos cuenta de que esa forma de onda obtenida corresponde a la corriente

que circula a travs del circuito. Los errores que se pueden dar son algo significativos

ya que de una escala a otra es difcil pode apreciar con exactitud en la pantalla del

osciloscopio.

En el circuito C-R:

La forma de onda que se obtiene al medir con el osciloscopio el voltaje en la resistencia,

es al igual que en el caso anterior, la que corresponde a la corriente a travs de todo el

circuito serie C-R. Los errores que se pueden dar son algo significativos ya que de una

escala a otra es difcil pode apreciar con exactitud en la pantalla del osciloscopio.

Conclusiones y Recomendaciones:

- Las propiedades a nivel de la matemtica que poseen los elementos reactivos (L

C) fue verificada en la prctica, ya que se pudo notar claramente las ondas

obtenidas que corresponda a una integral (circuito L-R) o a una derivada

(circuito C-R) respecto al voltaje y forma de onda de la fuente.

- Se pudo ver que al tomar las mediciones en la resistencia mediante el

osciloscopio en los dos circuitos (L-R y C-R), corresponda a la forma de onda

de la corriente que circulaba a travs de esos circuitos.

- Si se toman las mediciones con el osciloscopio en un elemento reactivo la forma

de onda obtenida corresponde a una integral o una derivada de la corriente que

circula a travs de estos circuitos, dependiendo del elemento reactivo. Si elelemento es un capacitor se tiene la integral de la corriente. Si el elemento es un

inductor, en ste se tiene en cambio la derivada de la corriente.

BIBLIOGRAFA:

- Circuitos Elctricos, J.A. EDMINISTER, McGraw-Hill, Serie Schaums,

Segunda edicin, 1985, Captulos VII y VIII.

- Fundamentos de Metrologa Elctrica, A.M. KARCZ, Marcombo, 1982. TomoI, Cpitulos VI y VII, Mxico.