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7/28/2019 Lab Rlc Circuitos

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PRCTICA DE LABORATORIO

VOLTAJE SINUSOIDAL APLICADOS A CIRCUITOS RLC

LAURA ROMERO

LUIS CARLOS BETANCOURT

PAOLA REVELO

TRABAJO REALIZADO EN EL CURSO DE CIRCUITOS

DEL GRUPO

PRESENTADO AL PROFESOR

GABRIEL GONZALEZ PALOMINO

UNIVERSIDAD AUTONOMA DE OCCIDENTE

DEPARTAMENTO DE ENERGETICA Y MECANICA

SANTIAGO DE CALI

2013


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VOLTAJE SINUSOIDAL APLICADOS A CIRCUITOS RLC

Introduccin

En el siguiente informe de laboratorio se muestran los resultados experimentales de lascorrientes y los voltajes que se dan a travs de un condensador, inducidas por una senal

sinusoidal. Donde adems se determinara experimentalmente la relacin entre los voltajesde las fuentes y la corriente que esta entrega dependiendo de los elementos pasivosconectados R, L y C.

En los circuitos RLC se acoplan resistencias, capacitores e inductores. Existe tambin un ngulo

de desfasaje entre las tensiones y corrientes (y entre las potencias), que incluso puede llegar a

hacerse cero. En caso de que las reactancias capacitivas e inductivas sean de distinto valor para

determinada frecuencia, tendremos desfasajes.

Dependiendo de cul de las reactancias sea mayor podremos afirmar si se trata de un circuito

con caractersticas capacitivas o inductivas y por lo tanto si la tensin adelanta a la corriente (y

con qu ngulo) o si la corriente adelanta a la tensin.

Anlisis terico

Donde se tomaron los siguientes valores para cada uno de los elementos del circuito:

R= 250 L=7H C=20F


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Simulacin

A continuacin se presentan las simulaciones realizadas para cada uno de los elementosa los cuales se les realiz una variacin en la frecuencia. A partir de los cuales seobtuvieron los datos que se encuentran consignados en la tabla 1 para cada elemento delcircuito.

Frecuencia de 2KHz

Elemento: Resistencia

Elemento: Capacitor


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Elemento: Inductancia

Elemento: fuente


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Frecuencia: 3KHz

Elemento: Resistencia

Elemento: Capacitor


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Elemento: Fuente


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Frecuencia: 4KHz

Elemento: Resistencia:

Elemento Capacitor


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Elemento: Fuente


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De la simulacin podemos observar en la resistencia que a medida que se aumenta lafrecuencia su longitud de onda va en aumento y sus valores pico a pico tambin sufrenese aumento.

En el inductor, en la frecuencia de 3 kHz la longitud de onda es mnima, y al aumentar lafrecuencia de 3kHz a 4kHz su longitud de onda aumenta con respecto a la anterior. Losvalores pico a pico en estas frecuencias son mayores que en la frecuencia de 2kHz.

En el capacitor se puede apreciar que conforme se aumenta la frecuencia el voltaje depico a pico disminuye. La corriente de pico a pico es mnima en 3kHz, siendo 2kHz y 4kHzlos que registran valores ms altos de pico a pico.

Y en la fuente, se puede apreciar que en las frecuencias de 2 y 3 kHz el comportamientodel voltaje y la corriente son muy similares, a diferencia de cmo se comporta la tensin yla corriente en la frecuencia de 4kHz

A continuacin se presentan las grficas obtenidas en el osciloscopio para un mismo

elemento pero con diferentes frecuencias:


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Frecuencia: 2KHz 3KHz 4KHz

9.98V 9.98V 9.98V 19.96V 19.96V 19.96V

113.5A 75.51A 56.46A 28.42mV 18,89mV 14.24mV

56.84mV 37.78mV 28.48mV 9.98V 9.998V 9.997V 19.96V 19.996V 19.958V 452.3V 187V 137.7V 904.6V 374V 275.4V

Tabla 1 Valores del potenc ial hallados experim entalmente para cada una de las

frecuencias

Frecuencia: 2KHz 3KHz 4KHz

3,98 2,654 1,990 87920 131880 175840

Tabla 2 Reactancias capacitiv as e ind ucti vas util izadas en el circ uito

Elemento Forma rectangular Forma polar

Resistencia 250+j0 250


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dada en valores pico, por eso es que al sumar las tensiones de un circuito medidas conun multmetro, no va a dar el valor de la fuente.

Qu sucede cuando se realiza una medicin con dos canales y una sola tierra?Debo usar dos tierras?

No es necesario colocar 2 tierras. Con una conexin a tierra bien colocada, se puedenhacer las 2 mediciones sin ningn problema.

Que es la reactancia? Defina los dos tipos de reactancias usados en este circuito

Reactancia es la oposicin ofrecida al paso de la corriente alterna por inductores(bobinas) o condensadores y se mide en Ohmios. Cuando circula corriente alterna poralguno de estos dos elementos que contienen reactancia la energa es alternativamentealmacenada y liberada en forma de campo magntico, en el caso de las bobinas, o decampo elctrico, en el caso de los condensadores. Esto produce un adelanto o atrasoentre la onda de corriente y la onda de tensin. Este desfasaje hace disminuir la potencia

entregada a una carga resistiva conectada luego de la reactancia sin consumir energa.

La reactancia capacitiva es el tipo de reactancia que se opone al cambio del voltaje por locual se dice que la corriente (i) adelanta al voltaje (v) por 90, por lo cual al representareste desfasamiento en un diagrama de onda senoidal y/o de fasores la corriente ir 90adelante del voltaje

En la reactancia inductiva es lo contrario a la capacitiva, en este caso la corriente ser laque sea adelantada por el voltaje puesto que la reactancia inductiva se opone a loscambios de voltaje.

Qu es un ngulo de fase?

Las seales alternas como la corriente alterna (nuestro caso) tiene la caracterstica de serperidica, esto significa que esta se repite a espacios fijos de tiempo.

Si dos seales peridicas iguales estn en fase, sus valores mximos y mnimoscoinciden.

Si una seal se atrasa respecto a otra a tal punto de que estas vuelven a coincidir enestos valores (mximo y mnimo) se dice que el desfase fue de 360.

Desfases intermedios seran de 180 (las ondas estn desfasadas en la mitad de su

perodo) y desfase de 90 (las ondas estn desfasadas en la cuarta parte de su perodo)

La fraccin de ciclo que ha transcurrido desde que una corriente o voltaje ha pasado porun determinado punto de referencia (Generalmente en el comienzo o 0) Se denominafase o ngulo de fase del voltaje o corriente. Ms frecuentemente, los trminos fase odiferencia de fase se usan para comparar dos o ms voltajes. O corrientes alternados ovoltajes y corrientes de la misma frecuencia, que pasan por sus puntos cero y mximo adiferentes valores de tiempo.


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Figura 1

En la figura 1 tenemos: Voltajes en fase (A), una corriente adelantada al voltaje en 90(B)y dos voltajes en oposicin de fase (C).

Cmo se comporta el ngulo de fase en la bobina y en el condensador?

- Angulo de fase en la bobina.

Toda inductancia practica tiene la resistencia del bobinado, por lo tanto es deinters considerar una inductancia pura. Ya que la fuerza contra electromotrizde autoinduccin en una bobina se opone a cualquier cambio en lacorriente, una inductancia en un circuito de corriente alterna ejerce unefecto continuo de choque sobre la corriente, que reduce su magnitud y laatrasa 90 (1/4 de ciclo) respecto al voltaje aplicado (ver figura 2).

Figura 2

- Angulo de fase en el condensador.

En un circuito capacitivo ocurre lo opuesto al circuito inductivo, la corriente (I)adelanta al voltaje aplicado (E) en 1/4 de ciclo o 90 (ver figura 3).


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Figura 3

Qu sucede al aumentar la frecuencia en cada elemento?

En un condensador, al aumentar la frecuencia de la onda de la corriente alterna,tendremos periodos ms cortos, por lo tanto la corriente pasara por menos tiempo en elcondensador, lo que quiere decir que el condensador o capacitor nunca llegara a cargarsetotalmente o descargarse totalmente, por lo que en el osciloscopio tendremos seales deondas incompletas.

Conclusiones

Gracias al laboratorio pudimos verificar el comportamiento de los elementospasivos (resistencias, inductancias y capacitancias) en corriente alterna.

Se pudo comprobar cmo funcionan los circuitos de muchos electrodomsticos dela vida cotidiana como refrigeradores, microondas etc.

Se comprob que la tensin y la corriente para el inductor como para el capacitorpresentan un ngulo de desfase, acorde a lo visto tericamente

Los osciloscopios que poseen dos canales de entrada a eje Y, permiten visualizarde forma simultnea dos seales y de esa forma es posible compararlas y medir lavariacin en amplitud, periodo (frecuencia) y fase. La pantalla del osciloscopiomuestra una representacin en un sistema de ejes perpendiculares donde laescala elegida para el eje Y permitir medir el voltaje pico- pico de la seal y laescala elegida para el eje X (base de tiempos) permitir medir el periodo de laseal y, a partir del mismo, de forma indirecta la frecuencia angular


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Bib li ogr afa

Comportamiento circuitos RLC. Circuitos de segundo orden. Disponible en

http://comunidad.udistrital.edu.co/jruiz/files/2012/08/Comportamiento-circuitos-RLC.pdf

Circuitos RLC. Disponible enhttp://www.fisicapractica.com/rlc.php

Circuitos Elctricos James W Nilson, Susan A. Riedel, Captulos 9 y 10, SptimaEdicin. Laboratorio de fundamentos fsicos II. Practica 3. Oscilaciones forzadas y amortiguadas en

un circuito RLC. Grados TIC. Universidad de Alcal. Departamento de fsica.

http://www2.uah.es/mars/FFII/P3_CircuitoRLC1.pdf
http://comunidad.udistrital.edu.co/jruiz/files/2012/08/Comportamiento-circuitos-RLC.pdfhttp://comunidad.udistrital.edu.co/jruiz/files/2012/08/Comportamiento-circuitos-RLC.pdfhttp://www.fisicapractica.com/rlc.phphttp://www.fisicapractica.com/rlc.phphttp://www.fisicapractica.com/rlc.phphttp://www2.uah.es/mars/FFII/P3_CircuitoRLC1.pdfhttp://www2.uah.es/mars/FFII/P3_CircuitoRLC1.pdfhttp://www2.uah.es/mars/FFII/P3_CircuitoRLC1.pdfhttp://www.fisicapractica.com/rlc.phphttp://comunidad.udistrital.edu.co/jruiz/files/2012/08/Comportamiento-circuitos-RLC.pdf

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