2º Ingeniería Industrial curso 2005-2006

Prácticas de Teoría de Circuitos: Transitorios de 1er y 2º orden

1. Introducción

• Transitorios de 1er y 2º orden

• Presentación del circuito

2. Montaje del circuito

• Elementos

• Circuito

3. Determinación de tensiones

• Transitorio 1er orden

• Transitorio 2º orden

4. Mediciones con el osciloscopio

5. Determinación experimental de L

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CVC(t)

Req

V

CircuitoActivo

CVC(t)

Thévenin visto desde el condensador

Resistencias Y Fuentes

0(0)cv V

e e

( ) 1 1( )

R Rc

cq q

dv tv t V

dt C C

/0( ) ( ) t

cv t V V V e

eR q C Cte de tiempo( )cv V

El condensador evoluciona desde su valor inicial hasta el nuevo régimen permanente siguiendo una exponencial

Respuesta forzada=permanenteRespuesta natural=transitorio

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1. Introducción

1. Introducción

Presentación del circuito: El objetivo de la presente práctica es el estudio de los transitorios de 1er y 2º orden que

se producen en los circuitos debido a cambios topológicos o de los valores de las fuentes que alimentan al mismo.

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Doff

Don

1er orden

2º orden serie

2º orden paralelo

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2. Montaje del circuito: Elementos

Resistencias: Condensadores: C1 y C2

Generador de Ondas VoltímetroDiodo:

Bobina:

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A

R Diodo

C1 C2

2. Montaje del circuito

L

B

medida

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3. Determinación de tensiones. Transitorio 1er orden

Pinchando en A:

Doff: 1er orden

V

Medidas a realizar

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3. Determinación de tensiones. Transitorio 2º orden

Pinchando en B:

Don: 2º orden paralelo

Medidas a realizar

Doff: 2º orden serie

N

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3. Mediciones con el osciloscopio

Una vez conectados los canales 1 y 2 del osciloscopio se obtendrá una imagen como la de la figura

Lo primero que habrá que conseguir es centrar ambas señales a la misma referencia. Para ello se anularán ambas señales poniéndolas a tierra

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Seguidamente se ajustarán ambos canales al nivel de tensión 0 mediante los mandos POSITION de los ejes Y de los canales 1 y 2.

Ahora se pueden visualizar ambos canales, que estarán ya perfectamente calibrados. En ambos la posición DC, con objeto de no filtrar la señal.

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Para medir el canal 2, en cuya señal estamos interesados, se pondrá el selector de canales en el canal 2.

Se observa dos partes distintas en la señal, que corresponden a los dos transitorios que se producen en el nudo B. Nos centraremos en lo que sigue en la medida del transitorio que aparece dentro del recuadro señalado. Para medir el otro, sólo habría que conmutar el mando SLOPE, y repetir los pasos que se indican para éste transitorio. Hay que tener en cuenta, que el otro caso la primera sobreoscilación va en sentido negativo.

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En primer lugar se amplia la escala de tiempos, SEC/DIV, para ver la señal con más detalle.

Para medir el nivel de tensión del primer pico, se utiliza la rejilla del osciloscopio a modo de regla. Se lleva el cero de la señal a la parte inferior de la pantalla con el mando POSITION del canal 2. Para ello, habrá que anular la señal (como se hizo en el punto 2) y desplazarla hasta la parte inferior de la pantalla (como se hizo en el punto 3). Una vez hecho esto, se vuelve a activar la señal (como se hizo en el punto 4).

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A continuación, se puede ampliar la escala de la señal usando el mando VOLTS/DIV hasta la posición deseada. En el caso de la figura, se observa que el pico de la señal, V0 , está a 9 cuadros del nivel fijado como 0. Como el mando señala .2 V, se tiene entonces 9x.2=1.8 V.

Para medir la diferencia de tensión, por ejemplo entre el primer y el quinto pico, podemos ampliar más todavía la señal, utilizando el mismo mando que antes.

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Como la señal se sale del cuadro, podemos con el mando POSITION centrarla en la pantalla. En este caso, al igual que antes, se observa que entre ambos picos (1 y 2), hay nueve cuadros de diferencia. Como el mando del canal 2 señala .1 V/DIV, se tiene DV=9x0.1=0.9 V.

Para medir el tiempo entre ambos picos, se desplaza la señal en la dirección del eje X conobjeto de utilizar la rejilla de la pantalla a modo de regla. En este caso, se utiliza el mando POSITION de desplazamiento horizontal. Como entre ambos picos existen 8 cuadros y el mando de SEC/DIV señala 50 ms, se tiene Dt=8x50mS=400ms.N será igual al número de ciclos entre ambos máximos.

ΔV

NΔt

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5. Ajuste de la fuente de tensión

Generador de ondas

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6. Determinación experimental de L

R L

El módulo de la tensión de la bobina conocida la tensión de la fuente me permite determinar la inductancia de la bobina. Este valor se considera el dato de partida en el problema teórico.

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