CIRCUITOS R-L, R-C Y RLC

Leonardo Leguizamón1, Angie Viviana Torres Garzón1, Nicolás Cifuentes2

1Programa de Ingeniería Ambiental y Sanitaria, Universidad de la Salle.2Programa de Ingeniería Civil, Universidad de la Salle.

Resumen

El objetivo general de esta práctica es estudiar el comportamiento de cada uno de los circuitos dados en el laboratorio, (RL; RC) generando una corriente alterna, y el fenómeno de resonancia a través de la aplicación de voltaje de forma experimental.

Palabras clave: variación de corriente, resonancia, resistencia interna, voltaje alterno.

Abstract

The general purpose of this practice is to study the behavior of each of the circuits given in the laboratory (RL, RC, RLC) generating alterning current and the phenomenon of resonance applying an alternating voltage experimentally.

Key words: current variation, resonance, internal resistance, alternating voltage.

1. Introducción

El osciloscopio es un instrumento que permite visualizar fenómenos transitorios así como formas de ondas en circuitos eléctricos y electrónicos. Un osciloscopio puede medir un gran número de fenómenos, provisto del transductor adecuado (un elemento que convierte una magnitud física en señal eléctrica) será capaz de darnos el valor de una presión, ritmo cardiaco, potencia de sonido, nivel de vibraciones en un coche, etc.

Es importante que el osciloscopio utilizado permita la visualización de señales de por lo menos 4,5 ciclos por segundo, lo que permite

la verificación de etapas de video, barrido vertical y horizontal y hasta de fuentes de alimentación.

Grafica 1 partes de un osciloscopio

Tomado de: http%3A%2F%2Faulacampuspcpi.wikispaces.com%2FMSI.%2BUD1.%2B

%25C3%2593hmetro.%2BMult%25C3%25ADmetro.%2BOsciloscopio&ei=s5HqVJ-

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El osciloscopio nos ayuda a medir la frecuencia de la variable que al aplicarlo a las placas de deflexión horizontal permite desplegar en la pantalla la señal que se aplicó a las placas de deflexión vertical, en función del tiempo. Para llegar a la comprobación teórica y experimental de:

e−t / RC (1)

2. Marco teórico

Circuitos RL

Son aquellos circuitos que incluyen una bobina que tiene auto inductancia, con el fin de evitar cambios instantáneos en la corriente. Esta auto inductancia se desprecia en el circuito ya que la corriente se considera mucho menor que la del inductor.

Gráfica 2. Circuito RLTomado de:

http://thales.cica.es/cadiz2/ecoweb/ed0184/Tema2/2.6.1.htm

“Para un tiempo igual a cero, la corriente comenzará a crecer y el inductor producirá igualmente una fuerza electromotriz en sentido contrario, lo cual hará que la corriente no aumente. A esto se le conoce como fuerza contra electromotriz.”1

1 Applet R. (23 de Octubre de 2004).Circuitos RL. Recuperado el 22 de Febrero de 2015. Disponible en internet en:

http://thales.cica.es/cadiz2/ecoweb/ed0184/Tema2/2.6.1.htm

“Cuando un condensador se conecta a un inductor, tanto la corriente como la carga den el condensador oscila. Cuando existe una resistencia, hay una disipación de energía en el sistema porque una cuanta se convierte en calor en la resistencia, por lo tanto las oscilaciones son amortiguadas.”2

Circuitos RC

“Son circuitos que están compuestos por una resistencia y un condensador. Se caracteriza por que la corriente puede variar con el tiempo. Cuando el tiempo es igual a cero, el condensador está descargado, en el momento que empieza a correr el tiempo, el condensador comienza a cargarse ya que hay una corriente en el circuito. Debido al espacio entre las placas del condensador, en el circuito no circula corriente, es por eso que se utiliza una resistencia.”3

Se puede concluir entonces, que la corriente y la carga decaen de forma exponencial.Las gráficas de estas funciones son las siguientes:

2 Unicrom C. (12 de Diciembre de 2002). Circuitos RL en serie CA. Recuperado el 22 de Febrero de 2015. Disponible en internet en: http://www.unicrom.com/Tut_circuitoRL.asp

3 Lupio F. (4 de Enero de 2007). Circuito RC. Recuperado el 22 de Febrero de 2015. Disponible en internet en: http://www.monografias.com/trabajos12/circu/circu.shtml

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Gráfica 3. Carga de condensadorTomado de:

http://www.monografias.com/trabajos12/circu/circu.shtml

Gráfica 4. Carga de condensadorTomado de:

http://www.monografias.com/trabajos12/circu/circu.shtml

Circuito RLC

Son circuitos que están conformados por resistencias, capacitores e inductores. En este circuito existe un ángulo de desfase entre las tensiones y corrientes (y entre las potencias), que incluso puede llegar a hacerse cero. “Dependiendo de cuál de las reactancias sea mayor podremos afirmar si se trata de un circuito con características capacitivas o inductivas y por lo tanto si la tensión adelanta a la corriente (y con qué ángulo) o si la corriente adelanta a la tensión.”4

4 Fisica P. (4 de Abril de 2007). Circuitos RLC. Recuperado el 22 de Febrero de 2015. Disponible en internet en: http://www.fisicapractica.com/rlc.php

En la siguiente imagen se muestra los componentes de un circuito RLC:

Gráfica 4. Carga de condensadorTomado de: http://www.fisicapractica.com/rlc.php

3. Experimental Se identificó cada uno de los circuitos

dados. Para cada uno de los circuitos se

aplicaron señales de diferentes formas de pulsos y distintas frecuencias.

Circuito RL: Se aplicó una señal senoidal conectando la sonda del osciloscopio a los bornes de la inductancia. Se buscó una señal que permitiera hacer una medida de la constante de tiempo inductiva.

Circuito RC: se repitió el procedimiento anterior pero en este caso para hallar la constante de tiempo capacitiva

Circuito RLC: se buscó la señal de respuesta del circuito al conecta la sonda del osciloscopio en cualquier elemento.

Obtención de las figuras de Lissajous: con dos osciladores de frecuencia se

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introdujo una señal al eje x y otra al eje y; se variaron las frecuencias de los osciladores, se midió la relación de frecuencias. También se alteró la relación de amplitudes.

4. Resultados

A continuación se presentan los resultados para cada circuito.

5. Discusión de resultados

6. Conclusiones

7. Referenciaso Applet R. (23 de Octubre de

2004).Circuitos RL. Recuperado el 22 de

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Febrero de 2015. Disponible en internet en: http://thales.cica.es/cadiz2/ecoweb/ed0184/Tema2/2.6.1.htm

o Unicrom C. (12 de Diciembre de 2002). Circuitos RL en serie CA. Recuperado el 22 de Febrero de 2015. Disponible en internet en: http://www.unicrom.com/Tut_circuitoRL.asp

o Lupio F. (4 de Enero de 2007). Circuito RC. Recuperado el 22 de Febrero de 2015. Disponible en internet en: http://www.monografias.com/trabajos12/circu/circu.shtml

o Fisica P. (4 de Abril de 2007). Circuitos RLC. Recuperado el 22 de Febrero de 2015. Disponible en internet en: http://www.fisicapractica.com/rlc.php

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