199347406 Informe Laboratorio Analisis de Circuitos Ac
October 6, 2020 | Author: Anonymous | Category: N/A
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INFORME PRACTICA I
ANALISIS DE CIRCUITOS AC
EDGAR ALIRIO ORTIZ ABRIL
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD INGENIERÍA ELECTRÓNICA CEAD JAG OCTUBRE DE 2013
OBJETIVOS
Verificar mediante experimentos que la impedancia, Z, de un circuito RL serie está dada por la fórmula:
Estudiar la relación entre impedancia, resistencia, reactancia inductiva y ángulo de fase.
, y la corriente, I, en un circuito RL serie.
Verificar que las relaciones entre el voltaje aplicado, V, el voltaje en R, V R, y el voltaje en L, VL, se describen por las formulas:
Verificar que la impedancia, Z, de un circuito RC serie está dada por la fórmula:
Estudiar las relaciones entre impedancias, resistencia, reactancia capacitiva y ángulo de fase.
I, en un circuito RC serie.
Verificar que las relaciones entre el voltaje aplicado, V, el voltaje en R, V R, y el voltaje en C, VC, se describen por las formulas:
Diferenciar potencia real de potencia aparente en circuitos AC
Medir la potencia en un circuito AC
Verificar que la impedancia, Z, de un circuito RLC serie es:
Determinar la impedancia de un circuito que contiene una resistencia, R, en paralelo con una inductancia, L, en paralelo con una capacitancia, C.
INTRODUCCIÓN El presente trabajo fue desarrollado a partir de una buena comprensión del módulo guía Análisis de Circuitos AC, debido a que en él se encuentran los conceptos fundamentales para poder entender como es el comportamiento de cada una de las partes que conforman los circuitos. Las herramientas utilizadas en la presente práctica correspondiente a la unidad uno, se son:
Protoboard Osciloscopio Generador de frecuencia Multímetro Simulador
Además de los dispositivos propios para la realización de las prácticas (resistencias, condensadores y bobinas). Después de cada práctica se presenta un cuadro de comprobación, en el cual se muestran los resultados obtenidos, lo cual nos permite demostrar en la práctica, los datos obtenidos teóricamente. .
BASE TEORICA FASORES La función de excitación v=Vm sen ωt O en el caso de una fuente de corriente, i= Im sen ωt, El valor máximo es Vm y su frecuencia en radianes es ω (rad/s). La función senoidal es periódica definida por la propiedad x(t + T) = x(t) , para todo t, donde T es el periodo de oscilación. El reciproco de T define la frecuencia o número de ciclo por segundo y se representa por: f = 1 /T La frecuencia f esta en ciclos por segundos, más comúnmente llamados Hertz (Hz). Por tanto la frecuencia angular (en radianes) de la función senoidal es:
Si la función senoidal tiene asociado un desfasamiento, o ángulo senoidal es v = V sen(ωt + ),
en radianes la función
INDUCTANCIA Es posible demostrar que el paso de la corriente por un conductor va acompañado por un efecto magnético, es decir la corriente crea un campo magnético Debido a que el campo magnético alrededor de un inductor recto es muy débil, para aprovechar la energía de dicho campo magnético se enrolla el alambre conductor y de esta forma se obtiene lo que se conoce como inductor o bobina BOBINA CON NUCLEO DE AIRE El conductor se enrolla sobre un soporte hueco y posteriormente se retira este quedando con un aspecto parecido a un muelle.
n es el número de espiras. L la inductancia en henrios. R radio en pulgadas (seda arbitrariamente de acuerdo al núcleo que tenemos para montar la bobina) l es la longitud de la bobina en cm ( seda también arbitrariamente).
OSCILOSCOPIO Es un instrumento de medición electrónico para la representación gráfica de señales eléctricas que pueden variar en el tiempo. Es muy usado en electrónica de señal, frecuentemente junto a un analizador de espectro. Presenta los valores de las señales eléctricas en forma de coordenadas en una pantalla, en la que normalmente el eje X (horizontal) representa tiempos y el eje Y (vertical) representa tensiones. La imagen así obtenida se denomina oscilograma. Suelen incluir otra entrada, llamada "eje Z" o "Cilindro de Wehnelt" que controla la luminosidad del haz, permitiendo resaltar o apagar algunos segmentos de la traza.
GENERADORE DE SEÑALES Un generador de señales es un instrumento que proporciona señales eléctricas, se utiliza para obtener señales periódicas (la tensión varía periódicamente en el tiempo) controlando su periodo (tiempo en que se realiza una oscilación completa) y su amplitud (máximo valor que toma la tensión de la señal). Típicamente, genera señales de forma cuadrada, triangular y la sinusoidal, que es la más usada.
CIRCUITO RC En un circuito RC en serie la corriente (corriente alterna) que pasa por la resistor y por el capacitor es la misma y el voltaje VS es igual a la suma fasorial del voltaje en el resistor (Vr) y el voltaje en el capacitor (Vc). Vs = Vr + Vc (Suma fasorial) Esto significa que cuando la corriente está en su punto más alto (corriente pico), será así, tanto en el resistor como en el capacitor
Pero algo diferente pasa con los voltajes. En el resistor, el voltaje y la corriente están en fase (sus valores máximos y mínimos coinciden en el tiempo). Pero el voltaje en el capacitor no es así. Como el capacitor se opone a cambios bruscos de voltaje, El voltaje en el capacitor está retrasado con respecto a la corriente que pasa por él (el valor máximo de voltaje en el capacitor sucede después del valor máximo de corriente en 90º). Estos 90º equivalen a ¼ de la longitud de onda dada por la frecuencia de la corriente que está pasando por el circuito. El voltaje total que alimenta el circuito RC en serie es igual a la suma fasorial del voltaje en el resistor y el voltaje en el capacitor. Este voltaje tiene un ángulo de desfase (causado por el capacitor) y se obtiene con ayuda de las siguientes fórmulas: 2
2 1/2
Valor del voltaje (magnitud): Vs = (VR + VC ) Angulo de
-VC/VR)
Como se dijo antes- La corriente adelanta al voltaje en un capacitor en 90°- La corriente y el voltaje están en fase en un resistor. Con ayuda de estos datos se construye el diagrama fasorial y el triángulo de voltajes.
De estos gráficos Se obtiene la magnitud y ángulo de la fuente de alimentación (ver fórmulas anteriores):A la resistencia total del conjunto resistor-capacitor, se le llama impedancia (Z) (un nombre más generalizado) y Z es la suma fasorial (no una suma directa) de los valores del resistor y de la reactancia del capacitor. La unidad de la impedancia es el "ohmio". La impedancia (Z) se obtiene con ayuda de la siguiente fórmula:
dónde: Vs I
es la magnitud del voltaje es el ángulo del voltaje es la magnitud de la corriente es el ángulo de la corriente
La impedancia Z se obtiene dividiendo directamente Vs e I y el ángulo (Θ) de Z se obtiene restando el ángulo de I del ángulo Vs. El mismo triángulo de voltajes se puede utilizar si a cada valor (voltajes) del triángulo lo dividimos por el valor de la corriente (corriente es igual en todos los elementos en una conexión serie), y así se obtiene el triángulo de impedancia.
Supongamos que por el circuito de la figura a circula una corriente
Y de acuerdo con su diagrama fasorial, figura b, se tiene:
Al igual que en el apartado anterior la expresión
Es el módulo de la impedancia, ya que
Lo que significa que la impedancia es una magnitud compleja cuyo valor, según el triángulo de impedancia es:
Obsérvese que la parte real resulta ser la componente resistiva y la parte imaginaria, ahora con signo negativo, la capacitiva.
CIRCUITO RL En un circuito RL serie en corriente alterna, se tiene una resistencia y una bobina en serie. La corriente en ambos elementos es la misma.
La tensión en la bobina está en fase con la corriente (corriente alterna) que pasa por ella. (tienen sus valores máximos simultáneamente), pero el voltaje en la bobina está adelantado a la corriente que pasa por ella en 90º (la tensión tiene su valor máximo antes que la corriente) El valor de la fuente de voltaje que alimenta este circuito está dado por las siguientes fórmulas: 2
2 1/2
Voltaje (magnitud) VS = (VR +VL )
Estos valores se expresan en forma de magnitud y ángulo.
COMPONENTE PRÁCTICO ANÁLISIS DE CIRCUITOS AC PROCEDIMIENTO 1 Objetivos 1. Verificar mediante experimentos que la impedancia, Z, de un circuito RL serie está dada por la formula Z= √ 2. Estudiar la relación entre impedancia, resistencia, reactancia inductiva y ángulo de fase.
Circuito Práctico.
Tabla 1. Verificación de la fórmula de la impedancia para un circuito RL. Voltaje en Voltaje en Corriente Reactancia Impedancia Impedancia el el Calculada Inductiva del circuito del circuito Valor del inductor mH resistor. Inductor. VR/R (calculada) (calculada) (calculada) Nominal Medido Vent Vp-p VR. Vp-p VL. Vp-p (mA) VL/IL Ω VT/IT Ω Ω 47 35 4.96 4.40 0.6 1.33mA 451.1 3729 3330,68 100 110 4.96 3.2 1,75 0.96mA 1822.91 5208 6165,66 Los valores de los voltajes en el resistor y en la bobina, (VR y VL) son tomados con osciloscopio por tener valores pico – pico. Cálculos para la bobina de 47mH.
Corriente Calculada VR/R =
=I
I= 1.33mA
Reactancia Inductiva calculada VL/IL.
=
= 451.1Ω=XL
Impedancia del circuito calculada (ley de ohm).
=
= 3729Ω = Z
Impedancia del circuito con formula Z= √ Z= √ Z= √ Z= √ Z= √ Z= 3330.68Ω
Cálculos para la bobina de 100mH.
Corriente Calculada VR/R =
=I
I= 0.96mA
Reactancia Inductiva calculada VL/IL.
=
= 1822.91Ω=XL
Impedancia del circuito calculada (ley de ohm).
=
= 5208.33Ω = Z
Impedancia del circuito con formula Z= √
Z= √ Z= √ Z= √ Z= √ Z= 6165.76Ω Tabla 2. Determinación del ángulo de fase y la impedancia.
Nominal
Medido
Reactancia Inductiva (tabla 1) Ω
47
35
451.1
0.136696969
7.78°
3333.33 Ω
100
110
1822.91
0.5523
28.91°
3771.4 Ω
Valor del inductor mH
tanⱷ= XL/R
Angulo de fase α (grados)
Impedancia Z= R/cos α Ω
Cálculos para la bobina de 47mH.
Tangente del ángulo.
Tan α = Tan α = Tan α = Tan α = 0.136696969
Angulo de fase (grados). 0.136696969 = 7.78° =
Impedancia Z=
Z= Z= Z= 3333.33 Ω Cálculos para la bobina de 100mH.
Tangente del ángulo.
Tan α = Tan α = Tan α = 0.5523
Angulo de fase (grados). 0.5523 = 28.91° =
Impedancia Z=
Z= Z= Z= 3771.4 Ω
Diagramas fasoriales.
Voltajes. (35mH)
V = 4.96v p-p
α VR = 3300Ω
Voltaje (110mH)
VL = 4.4Vp-p
V = 4.96v p-p
VL = 3.2Vp-p
α VR = 3300Ω
Impedancias. (35mH).
Z = 3330.3Ω
XL= 3729Ω
α
R = 3300KΩ Impedancia 110mH
Z = 3771.4Ω
α
R = 3300KΩ
PROCEDIMIENTO 2.
XL= 1822.9Ω
Objetivos 1. Medir el ángulo de fase θ entre el voltaje aplicado, V, y la corriente, I, en un Circuito RL serie. 2. verificar que las relaciones entre el voltaje aplicado, V, el voltaje en R, VR, y el Voltaje en L, VL, se describen por las formulas: V=√ =Vx =Vx
Tabla 3. Uso del osciloscopio para hallar el ángulo de fase, α, en un circuito RL en serie.
Nominal
Medido
Ancho de la onda sinusoidal D, divisiones
47
33
360/10
1.2
23.76°
100
110
360/10
2.4
46.1°
Resistencia R, Ω
Distancia entre puntos cero d, divisiones
Angulo de fase α, grados.
Para la bobina de 47 mH. α= α=
xd x 0.66
α = 23.76°
Para la bobina de 100 mH.
α=
xd
α=
x 2.4
α = 86.4° Tabla 4. Relaciones entre ángulo de fase, α, y el voltaje en el circuito Rl en serie.
Valor nominal del resistor Ω Nominal
Voltaje aplicado Vp-p
Voltaje en el resistor. VR. Vp-p
Voltaje en el Inductor. VL. Vp-p
Corriente Calculada VR/R (mA)
Reactancia Inductiva (calculada) VL/IL Ω
ángulo de fase α calculado (grados)
Voltaje aplicado (calculado) Vp-p
3.3K
10v
6.4v
3.56v
1.93mA
1839.37
29.13°
7.32v
1K
10v
2.48v
7.12v
2.48mA
2870.96
70.79°
7.53v
Cálculos para la resistencia de 3.3KΩ. El valor de los voltajes de la resistencia y bobina (Vp-p) registrados en la tabla 4, son tomados con el osciloscopio.
Corriente Calculada VR/R =
=I
I= 1.93mA
Reactancia Inductiva calculada VL/IL.
=
= 1839.37Ω=XL
Angulo de fase calculado.
( )
α=
(
α= α=
) 0.55
α= 29.13°
Calculo del voltaje aplicado al circuito con la formula V= √ Z= √ Z= √ Z= √ Z= 7.32
Cálculos para la resistencia de 1KΩ.
Corriente Calculada VR/R =
=I
I= 2.48mA
Reactancia Inductiva calculada VL/IL.
=
= 2870.96Ω=XL
Angulo de fase calculado.
( )
α=
(
α= α=
) 2.87
α= 70.79°
Calculo del voltaje aplicado al circuito con la formula V= √ V= √ V= √ V= √ V= √
V= 7.53 Diagramas fasoriales.
Voltajes. (3.3KΩ)
V = 10V p-p
VL = 3.56 V
α= 23.7° VR = 6.4 V
Impedancias. (3.3KΩ).
XL= 3440.36Ω α= 29.13° R = 3.3KΩ
Voltajes. (1KΩ)
V = 10V
VL = 7.12 V
α= 70.79° VR = 2,48 V Impedancias. (1KΩ).
XL=2870 Ω
α= 70.79° R = 1KΩ
PROCEDIMIENTO 3 Objetivos Verificar que impedancia, Z, de un circuito RC serie está dada por la formula Z= √
Estudiar las relaciones entre impedancias, resistencia, reactancia capacitancia capacitiva y ángulo de fase.
Tabla 5. Determinación de la impedancia en el circuito RC en serie
Valor nominal del capacitor µF Nominal 0.033 0.1
Vent Vp-p
Voltaje en el capacitor Vcp-p
Corriente Calculada VR/R mAp-p
Reactancia capacitiva (calculada) Xc,Ω
Reactancia capacitiva (calculada) Vc,lc,Ω
10
5v
4.96v
2.5mA
909.45 Ω
1984Ω
4000Ω
10
7,5v
2.5v
3.75mA
321.52Ω
666.6Ω
2544Ω
Medido 0.035µf 0.099µf
Impedancia del circuito (calculada) Z=√ 2197Ω 2666Ω
Corriente calculada para capacitor de 0.33
µF
I=
Impedancia del circuito (calculada) Ley de Ohn Vt/lt , Ω
Voltaje en el resistor. Vrp-p
= 2.5mA
Corriente Calculada VR/R Corriente calculada para capacitor de 0.1 µF
I=
Calculo de Xc para capacitor de
0.33
= 3.75mA
µF
Xc = Xc = Xc = Xc= 909,45Ω Xc =
= Xc=1984 Ω
Calculo de Xc para capacitor de
0.1
µF
Xc = Xc = Xc = Xc= 321.52Ω Xc =
= Xc=666.6 Ω
Impedancia del circuito para capacitor de 0.33µF Z=√ Z=√ Z=√
Z= √ Z= 2197,06Ω
Z=
Z=
=
= 4000 Ω
Impedancia del circuito para capacitor de 0.1µF Z=√ Z=√ Z= √ Z= 2544.5Ω Z=
= 2666.6 Ω
Graficas de voltajes e impedancias. R= 2KΩ -24.45°
Z=2117Ω
Xc=909Ω
VR= 5v p-p -9.12°
Vs 10Vp-p
Vc=4.96Vp-p
Tabla 6. Determinación del ángulo de fase y la impedancia de un circuito RC en serie
Valor del Capacitor µF Nominal
Medido
0.033
0.035
Reactancia Capacitiva (tabla 5) Ω 909.45
tanⱷ= XL/R
-0.4547
Angulo de fase α (grados) -24.45°
Impedancia Z= R/cos α Ω 2197Ω
0.1
0.01
321.52
-0.1607
-9.12°
Angulo de fase α Grados para el condensador de 0.33 µF
(
α=
2025
α=
=-
α=
-0.4547 α=-24.45°
)
Angulo de fase α Grados para el condensador de 0.1 µF
(
α= α=
)
=
α= 0.1607 α=-9.12°
Z Impedancia para el condensador de 0.033 µF Z= Z= Z=
Z= Z Impedancia para el condensador de 0.1 µF Z= Z= Z= Z= 2025
PROCEDIMIENTO 4 Objetivos
1. Medir el ángulo de fase α entre el voltaje aplicado, V, y la corriente, I, en un circuito RC serie.
2. Verificar que las relaciones entre el voltaje, V, el voltaje en R, VR, y el voltaje en C, Vc, se describen por las formulas.
Tabla 7. Uso del osciloscopio para hallar el ángulo de fase, α, en un circuito RC serie.
Resistencia R, Ω
Nominal
Capacitancia C, µF
D, cm
Ancho de la onda sinusoidal, cm
Distancia entre puntos cero, cm
Medido
1K
1K
0.033
10
10
1,6
6.8K
6.8K
0.033
10
10
0,8
Calculo de grados para resistencia de 1KΩ.
α=
α= α = 78.12°
Calculo de grados para resistencia de 6.8KΩ.
α=
α= α = 35.28° Distancia entre puntos cero (1KΩ). d= 2.17 cm Distancia entre puntos cero (6.8KΩ). d= 0.98 cm Tabla 8. Angulo de fase, α, y relaciones de voltaje para un circuito RC.
Valor nominal del resistor Ω
Vent Vp-p
Voltaje en el resistor. VR. Vp-p
Voltaje en el capacitor. Vc. Vp-p
Corriente Calculada VR/R (mA)
Reactancia capacitiva (calculada) Ω
angulo de fase α calculado (grados)
Voltaje aplicado (calculado) Vp-p
Nominal
Medido
1K
1K
10
2
9.81
2
4822.86
-78.83
10.01
6.8K
6.8K
10
8.1
5.78
1.19
4822.86
-35.34
9.88
Calculo de corrientes para resistencia de 1KΩ.
I=
I= I= 2mA Calculo de corrientes para resistencia de 6.8KΩ.
I=
I= I= 1.19mA. Reactancia capacitiva calculada Xc.
Xc=
Xc=
⁄
⁄ Xc = 4822.86 Ω
Angulo de fase calculado con Xc y R.
(
α=
)
(
α=
)
α= α = -78.23°
(
α=
)
(
α=
α= α = -35.28° Voltaje aplicado calculado para resistencia 1 KΩ.
V=√ V=√ V=√ V=√ V= 10.1Vpp Voltaje aplicado calculado para resistencia 6.8 KΩ.
)
V=√ V=√ V=√ V=√ V= 9.89Vpp
Voltajes (V)
VR = 2vpp α = -78.23°
Vp-p
Vc = 9.81Vpp
Vr= 8.1Vpp α = -35.28°
Vpp = 9.89
Vc= 5.78Vpp
Z (impedancias)
R = 1KΩ α -35.28°
Xc=4822.86Ω Z
R= 6.8KΩ α -78.28°
Z
Xc= 4822.86Ω
PROCEDIMIENTO 5 Objetivo 1. Definir potencia real de potencia aparente en circuitos AC. 2. Medir la potencia en un circuito AC.
P. aparente = [ S= I . V ] VA P. activa = [ P = I . V . Cosα ] W P. reactiva = [ Q = V . I . Sen α ] VAR
Tabla 9. Medición de potencia por el método de voltaje-corriente
Valor nominal del resistor Ω
Capacitancia (valor nominal) C,µF
Voltaje Aplicado VAc V
Voltaje en el resistor VR. V
Corriente (MEDIDA) I,mA
Potencia Aparente PA VA (S=I.V)
Potencia Real P,W (P=I.V.Cosα )
Factor de Potencia FP
4.64VA
0.859w
0.18
Nominal
Medido
100
100Ω
5µF
50v
9.377v
92.8mA
100
100Ω
10µF
25v
9v
90.9mA
Angulo de Fase, α grados -79.32° -68.68° Impedancia del circuito para capacitor de 5µF Z=√ Z=√ Z=√ Z = 92.8mA
Reactancia Capacitiva Xc para 5µF Xc =
Xc =
Xc 530.5Ω Corriente de condensador 5µF
2.27VA
0.826w
0.36
I=
I= 92.8 mA
Reactancia capacitiva Xc para 10µF
Xc =
Xc =
Xc 256.25Ω Impedancia del circuito para capacitor de 5µF
Z=√ Z=√ Z=√ Z=√ Z = 275Ω
Corriente de condensador 5µF
I=
I= I = 90.9 mA Voltajes en el resistor VR V.R = I . R V.R = 90.9mA . 100Ω Vr = 9v
Potencia aparente del circuito para 5µF. P. aparente = [ S= I . V ] VA S= 92.8mA . 50V S= 4,64 VA Potencia real del circuito para 5µF. P. activa = [ P = I . V . Cosα ] W P= 92.8mA . 50V . 0.1853 P= 0.85W Potencia aparente del circuito para 10µF. P. aparente = [ S= I . V ] VA S= 25v . 90.9mA S= 2.27 VA Potencia real del circuito para 10µF. P. activa = [ P = I . V . Cosα ] W P= 25v . 90.9mA . 0.3635 P= 0.82 W
Factor de potencia FP 5µF
Cos ⱷ =
Cos ⱷ = Cos ⱷ= 0.18 = FP Factor de potencia FP 10µF
Cos ⱷ =
Cos ⱷ = Cos ⱷ= 0.18 = FP
Tabla 10. Determinación de factor de potencia con osciloscopio.
Resistencia ( Valor nominal ) R, Ω
Capacitancia ( Valor nominal ) C, µF
100 100
5 10
Ancho de la onda Sinodal D, cm
Distancia entre Puntos ceros D, cm, 1.76 1.52
8 8
-79.32° -68.68°
Angulo de fase (calculado) α, grados para 5µF Α Grados =
xd
α Grados =
x -1.76
α =- 79.28° Angulo de fase (calculado) α, grados para 10µF
α Grados =
xd
α Grados =
x -1.52
α =- 68.48° Distancia entre puntos cero d, cm. 1c
45°
X
79.32° X= X = 1.76
1c
45°
X
68.68° X= X = 1.52
PROCEDIMIENTO 6 Objetivo. 1. Verificar que la impedancia, Z de un circuito RLC serie Z = √
Angulo de fase ( calculado ) α grados
Factor de potencia ( calculado ) FP, 96 18% 36%
Tabla 11. Determinación de la impedancia de un circuito RLC serie. Resistencia Ω
Componente
Circuito RL RLC RC
RΩ 2K 2K 2K
L,mH C,µF 100 X 100 0,022 X 0.022
Voltaje Aplicado Vab.Vpp 10 10 10
Voltaje En el Resistor VR.Vpp 5.4V 7.6V 8V
Voltaje En el Inductor VL.Vpp 8.6V 12V X
Voltaje en el capacitor VC.Vpp X 5.4V 5.8V
Impedancia circuito RL Z=√ Z=√ Z=√
Z= √ Z = 3724.2Ω Impedancia circuito RC Z=√ Z=√ Z=√ Z= √ Z = 2468.4Ω
Impedancia circuito RLC Z= √ Z= √ Z= √ Z= √ Z= 2621.48Ω
Corriente I, mA 2.6mA 3.81mA 4mA
Ind XL 3141.6 3141.6 X
Impedancia Z,Ω
Cap Xc X 1446.8 1446.8
Ley De Ohm 3846.15Ω 2624.67Ω 2500Ω
Formula De la raíz cuadrada 3724.2Ω 2621.48Ω 2468.47Ω
Reactancia Inductiva XL Ω XL = 2π.f.L XL= 6.2832. 5KHz. 100mH XL = 3141.6Ω
Reactancia Capacitiva Xc Ω XL = 1/2π.f.C XL= 1/ 6.2832 . 5KHz . 0.022µF XL = 1446.85Ω
Corriente circuito RLC IT =
IT = IT = 3.81mA
Corriente circuito RL IT =
IT = IT = 2.68mA
Corriente circuito RC IR =
IR = IR = 4mA Impedancia por ley de OHM para circuito RL Z=
Z= Z = 3846.15Ω Impedancia por ley de OHM para circuito RLC Z=
Z= Z = 2624.67Ω Impedancia por ley de OHM para circuito RC Z=
Z= Z = 2500Ω PROCEDIMIENTO 7 Objetivos Determinar la impedancia de un circuito que contiene una resistencia, en paralelo con una inductancia, L en paralelo con una capacitancia.
Tabla 12. Determinación de la impedancia de un circuito RLC en paralelo
Voltaje Aplicado V, Vpp
Corriente Y fase en El
Corriente Y fase en El inductor
Corriente Y fase en El
Corriente y Fase en el Resistor y
Corriente y fase en el Resistor y
Corriente total y fase en el circuito
Corriente Total (calculada
Impedancia Del circuito Z (RL o C)Ω
10V
Resistor IR mApp
IL mApp
Capacitor Ic mApp
En el Capacitor IRC mApp
En el Inductor IRL mApp
RCL (medidas) IT mApp
con la fórmula de la raíz cuadrada) IT mApp
5mA
3.18mA
6.91mA
11.91mA
8.18mA
15mA
6.23mA
0°
89.81°
-89.7°
-54.11°
32.5°
36.72°
Factor de potencia 80 % ¿En retraso/ Adelanto Angulo de fase (grado) 36.72°
Fp= Cos α = P= I.V.Cos α P= 6.23mA.10V.Cos36.72° P= 6.23mA.10V. 0.80 P= 0.0498W 49.8mW
S= I.V S= 6.23mA.10 S= 0.0623VA 62.3mVA
Fp= Cos α =
Fp= Cos α= 0.799
Corriente y fase en el resistor lR mA V= I.R I= I= 5mA
Corriente y fase en el inductor IL mA IL=
Cos α= 0.8
662.7Ω
IL= IL=3.18mA
α=
( )
α=
(
α=
)
= 314.16 α = 89.81°
Ecuación de corrientes V= Ic x Xc Ic = Ic = Ic= 9.91mA Calculo de desfase. α= α=
(
)
(
α=
) = -144.68
α = -89.6°
Calculo de corriente resistor y capacitor. IR+Ic =IT1 5mA+6,91mA = It1 11.91mA = IT1 Angulo. α= α=
( ) (
)
α = 54.11° Calculo de corrientes resistor y bobina IR+IL = IT2 5mA+3.18mA = IT2 8,18mA =IT2 Angulo. α=
( )
α=
(
)
α =32.5° Corriente total del circuito. IT= √ IT= √ IT= √ IT= 6.23mA. Angulo de desfase total. α= α= α =36.72°
(
)
(
) It adelanta a Vt
CONCLUSIONES
Se observó que en los circuitos RL la corriente se atrasa con respecto al voltaje que la XL es directamente proporcional a la frecuencia, a mayor frecuencia mayor es su reactancia inductiva, si se varían las resistencias de los circuitos RL, varían las reactancias inductivas.
Que en los circuitos RC la corriente se adelanta con respecto al voltaje que la XC es inversamente proporcional a la frecuencia, a mayor frecuencia menor es su XC ,sí se varíen los valores de resistencia en los circuitos RC, la reactancia capacitiva va a ser la misma.
Podemos calcular el desfase de una onda sinusoidal con el osciloscopio, considerando el número de divisiones horizontales y la cantidad de divisiones que emplea el desfase.
El efecto de la capacitancia en un circuito RC, es el atraso del voltaje con respecto a la corriente sobre el condensador.
Para un factor de potencia aceptable la potencia real debe ser semejante a la potencia aparente.
El circuito RLC paralelo la corriente de condensador es mayor a la de bobina, de allí determinamos si la onda esta en adelanto o en atraso en la gráfica total.
CONCLUSIONES
Se observó que en los circuitos RL la corriente se atrasa con respecto al voltaje que la XL es directamente proporcional a la frecuencia, a mayor frecuencia mayor es su reactancia inductiva, si se varían las resistencias de los circuitos RL, varían las reactancias inductivas.
Que en los circuitos RC la corriente se adelanta con respecto al voltaje que la XC es inversamente proporcional a la frecuencia, a mayor frecuencia menor es su XC ,sí se varíen los valores de resistencia en los circuitos RC, la reactancia capacitiva va a ser la misma.
Podemos calcular el desfase de una onda sinusoidal con el osciloscopio, considerando el número de divisiones horizontales y la cantidad de divisiones que emplea el desfase.
El efecto de la capacitancia en un circuito RC, es el atraso del voltaje con respecto a la corriente sobre el condensador.
Para un factor de potencia aceptable la potencia real debe ser semejante a la potencia aparente.
El circuito RLC paralelo la corriente de condensador es mayor a la de bobina, de allí determinamos si la onda está en adelanto o en atraso en la gráfica total.
BIBLIOGRAFICA
GONZÁLEZ PABLO ANDRÉS, Análisis de Circuitos AC. UNAD (2009) SILVESTER, P.P.; FERRARI, R.L. (1989) Elementos finitos para ingeniería eléctrica. México: 1a ed. Limusa S.A. IRWIN, David. Análisis Básico de circuitos en Ingeniería. ed. Limusa S.A. (1975)
Páginas de internet: http://es.wikipedia.org/wiki/AC/DC http://es.scribd.com/doc/17346954/Circuito-RcRlRlc http://www.electronica2000.net/curso_elec/leccion35.htm
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