UNIVERSIDAD NACIONAL TECNOLÓGICA DEL CONO SUR DE LIMA“UNTECS”

CARRERA PROFESIONAL

INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES

“ C I R C U I T O S E L É C T R I C O S I I ”

PROFESOR:

ING. RUÍZ SAAVEDARA, JOSÉ

PRESENTADO POR:

ALBORNOZ MUÑOZ, LENIN

LEÓN SERQUÍN, JUAN LUÍS

ROLDÁN NORIEGA, ANGEL ALEXANDER

LIMA – PERÚ.

2010

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CIRCUITO RESISTIVO – CAPACITIVO - INDUCTIVO

1. OBJETIVO: Interpretara el comportamiento de una carga resistiva, inductiva y capacitiva

en el circuitos Interpretara los valores calculados y medidos en la solución de circuitos, con

cargas resistiva, inductiva y capacitiva

2. FUNDAMENTO TEORICO:

En este artículo se hará un repaso de los circuitos básicos, formados por resistencias (R), condensadores (C) y bobinas (L), cuando se alimentan por una fuente de tensión alterna senoidal. En corriente alterna aparecen dos nuevos conceptos relacionados con la oposición al paso de la corriente eléctrica. Se trata de la reactancia y la impedancia. Un circuito presentará reactancia si incluye condensadores y/o bobinas. La naturaleza de la reactancia es diferente a la de la resistencia eléctrica. En cuanto a la impedancia decir que es un concepto totalizador de los de resistencia y reactancia, ya que es la suma de ambos. Es por tanto un concepto más general que la simple resistencia o reactancia.

Circuito Resistivo:

Empezaremos con un circuito formado por una resistencia alimentada por una fuente de tensión alterna senoidal:

En corriente alterna la oposición al paso de la corriente eléctrica tiene dos componentes, una real y otra imaginaria. Dicha oposición ya no se llama resistencia sino impedancia, Z. La impedancia se expresa mediante un número complejo, por ejemplo de la forma a + jb, siendo a la parte real del número complejo y b su parte imaginaria. Pues bien, una resistencia presenta una impedancia que sólo tiene componente real, ya que la su componente imaginaria es de valor cero. Tendremos entonces que en el caso que nos ocupa la impedancia total del circuito será igual al valor que presente la resistencia R, ya que no existe ningún otro elemento en el circuito. Así pues:

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La tensión vg tendrá un valor instantáneo que vendrá dado en todo momento por

Tras lo visto, podemos calcular el valor de la corriente i que circula por el circuito aplicando la Ley de Ohm:

Tenemos pues que i será, al igual que la tensión vg, de tipo alterna senoidal. Además, como el argumento de la función seno es el mismo enambos casos, la corriente i estará en fase con la tensión vg:

Circuito resistivo – capacitivo: Por el circuito circulará una sola corriente i. Dicha corriente, como es común a todos los elementos del circuito, se tomará como referencia de fases. La impedancia total del circuito será la suma (circuito serie) de las impedancias de cada elemento del mismo. O sea,

Por tanto, la intensidad que circula por el circuito será:

Como se puede apreciarse tendrá parte real y parte imaginaria. Esto implica que el desfase de i respecto a vg no será ni cero (que sería el caso de circuito resistivo puro) ni 90º (caso capacitivo puro), sino que estará comprendido entre estos dos valores extremos:

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La gráfica roja es la de la tensión de alimentación del circuito. La gráfica azul corresponde con la tensión vc. Por último, la gráfica verde es la corriente i que circula por el circuito.

“m” es el módulo del número complejo e indica cuán grande es el vector complejo. Por otro lado, “ ” es el argumento y representa el ángulo que forma el vector complejo respecto al eje positivo de las “ x ", que en nuestro caso se corresponde con el ángulo de desfase. Tomando esta forma de expresar los números complejos, el módulo de i será

Como este ángulo será positivo, y recordando que la referencia de fases es la propia i (y por tanto su desfase será cero por definición), la tensión vg estará desfasada respecto a i un ángulo , o sea, vg estará atrasada un ángulo respecto a i.

Circuito resistivo - inductivo:

El análisis de este circuito es completamente similar al del circuito RC serie. Así, el valor de la impedancia será:

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argumento o ángulo de desfase respecto a vg es

Que evidentemente será negativo, indicando con ello que la tensión vg está adelantada respecto a i (ya que según el signo de este ángulo i está atrasada respecto a vg).

En cuanto a las tensiones de la resistencia y la bobina, las técnicas de cálculo son idénticas a las vistas anteriormente, es decir, se aplica la Ley de Ohm generalizada para corriente alterna. En concreto:

La tensión de la resistencia estará en fase con la corriente y la de la bobina estará adelantada 90º respecto a dicha corriente.

3. MATERIALES:

Resistencias de : 1KΩ – 10KΩ

Condensadores de : 10nF – 100Nf

Bobinas de : 10mH – 100Mh

Multímetro digital

Osciloscopio

Fuente de alimentación, con variador de frecuencia

Cables de conexión

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El módulo de la intensidad que circula por el circuito es

Ángulo de desfase respecto a vg es

4. PROCEDIMIENTO:

A. Circuito resistivo – capacitivo:

En el siguiente circuito utilizaremos una resistencia de 1KΩ, y un

condensador de 100nF, estos están trabajando a diferentes

frecuencias, para poder apreciar la variedad en el ángulo de

desfase:

Con frecuencia de 10 Hz

Con frecuencia de 50 Hz

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Con frecuencia de 100 Hz

Con frecuencia de 1 KHz

Con frecuencia de 10 KHz

7

Con frecuencia de 100 KHz

Con frecuencia de 1 MHz

B. Circuito resistivo – inductivo:

En el siguiente circuito utilizaremos una resistencia de 1KΩ, y un

bobina de 100mH, estos están trabajando a diferentes frecuencias,

para poder apreciar la variedad en el ángulo de desfase:

Con frecuencia de 10 Hz

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Con frecuencia de 50 Hz

Con frecuencia de 100Hz

Con frecuencia de 1 KHz

Con frecuencia de 10 KHz

9

Con frecuencia de 100 KHz

Con frecuencia de 1 MHz

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5. GRÁFICOS, ESQUEMAS, DIBUJO:

C. Circuito resistivo – capacitivo:

Con frecuencia de 10 Hz

Con frecuencia de 50 Hz

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Con frecuencia de 100 Hz

Con frecuencia de 1 KHz

Con frecuencia

de 10 KHz

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Con frecuencia de 100 KHz

Con frecuencia de 1 MHz

D. Circuito

resistivo – inductivo:

Con frecuencia de 10 Hz

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Con frecuencia de 50 Hz

Con frecuencia de 1 KHz

Con frecuencia de 10

KHz

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Con frecuencia de 100 KHz

Con frecuencia de 1 MHz

6.CONCLUSIONES:

En el circuito resistivo capacitivo se ve que a medida aumenta la frecuencia disminuye el ángulo de desfase, pues la corriente esta adelantado.

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En el circuito resistivo inductivo es todo lo contrario a medida que aumenta la frecuencia también aumenta el ángulo de fase a excepciones de la frecuencia 10Hz y 1Mz que se comporta como capacitivos.En este caso la corriente se atrasa.

7. BIBLIOGRAFÍA

http://www.terra.es/personal2/equipos2/rlc.htm http://html.rincondelvago.com/circuitos-rlc_1.html http://www.fisicarecreativa.com/informes/infor_em/

circ_resonantes_rlc_2k2.pdf

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