199347406-Informe-Laboratorio-Analisis-de-Circuitos-Ac.doc

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

OBJETIVO S •

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. • RC

I, en un circuito 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.

INTRODUCCIÓ N 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 frecuencia • Multímetro • Simulador

de

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 función senoidal es v = V sen(ωt + ),

en radianes la

INDUCTANC IA 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 tenemos para montar la bobina) l es la longitud de la bobina en cm ( seda también arbitrariamente).

núcleo que

OSCILOSCO PIO 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 SEÑALES

DE

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

Valor del voltaje (magnitud): Vs = (VR + 2 1/2 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 voltaje voltaje I

es la magnitud del es el ángulo del 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 seri e. 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 Reactanci Impedancia Impedancia Calculad a Inductiva del circuito del circuito el el a VR/R (calculada (calculada) (calculada) resistor. Inductor. Valor del inductor (mA) VR. Vp-p VL. Vp-p ) VL/IL Ω VT/IT Ω Ω Nominal Medido Vent Vp-p 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.

Valor del inductor mH Nominal 47

Medido 35

100

110

Reactancia Angulo de Impedancia Inductiva fase α Z= R/cos α (tabla 1) Ω tanⱷ= XL/R (grados) Ω 451.1 0.13669696 7.78° 3333.33 Ω 9 1822.91 0.5523 28.91° 3771.4 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 3.3K

Voltaje aplicado Vp-p 10v

1K

10v

Nominal

Reactanci Voltaje en Voltaje en Corriente a Inductiva el resistor. el Inductor. Calculada (calculada VR. Vp-p VL. Vp-p VR/R (mA) ) VL/IL Ω 6.4v 3.56v 1.93mA 1839.37 2.48v

7.12v

2.48mA

2870.96

ángulo de fase α calculado (grados)

Voltaje aplicado (calculado) Vp-p

29.13°

7.32v

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 Voltaje en el resistor. el capacitor Vcp-p Vrp-p

Medido 0.035µf 0.099µf

Corriente Calculad a 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

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

= 2.5mA

Corriente calculada para capacitor de 0.1 µF

I=

•

Calculo de Xc para capacitor de

= 3.75mA

0.33

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 pp -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

tanⱷ= XL/R

Angulo de fase α (grados)

909.45

-0.4547

-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

PROCEDIMIENT O4 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

Capacitancia C, µF

D, cm

Ancho de la onda sinusoidal , cm

Distancia entre puntos cero, cm

Nominal

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

Vent Vp-p

Voltaje en el Voltaje en el resistor. VR. capacitor. Vc. Vp-p Vp-p

Corriente Calculada VR/R (mA)

Reactancia capacitiva (calculada) Ω

angulo de fase α calculado (grados)

Voltaje aplicado (calculado) Vp-p

Nominal 1K

Medido 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) 4.64VA

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

Potencia Real P,W (P=I.V.Cosα )

Factor de Potencia FP

0.859w

0.18

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

Distancia entre Puntos ceros D, cm,

Ancho de la onda Sinodal D, cm

Angulo de fase ( calculado ) α grados

Factor de potencia ( calculado ) FP, 96

100 100

5 10

1.76 1.52

8 8

-79.32° -68.68°

18% 36%

Angulo de fase (calculado) α, grados para 5µF Α Grados = α Grados =

xd x -1.76

α =- 79.28° Angulo de fase (calculado) α, grados para 10µF α Grados = α Grados =

xd 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=√

Tabla 11. Determinación de la impedancia de un circuito RLC serie. Componente

Circuito C,µF

RΩ

RL 2K RLC 2K 2621.48Ω RC

•

Voltaje Aplicad o L,mH Vab.Vp p 100 X 10 100 0,022 10 2K X0.022 10

Voltaje Voltaje Voltaje En el En el en el Resisto Inductor capacitor Corriente r VL.Vpp VC.Vpp I, mA VR.Vpp 5.4V 7.6V 8V

8.6V 12V X

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

2.6mA 3.81mA 4mA

Resistenci a Ω

Ind XL 3141.6 3141.6 X

Impedancia Z,Ω

Cap Xc X 1446.8 1446.8

Ley De Ohm

Formula De la raíz cuadrada

3846.15Ω 3724.2Ω 2624.67Ω 2500Ω 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

5mA

3.18mA

6.91mA

11.91mA

0°

89.81°

-89.7°

-54.11°

RCL (medidas ) IT mApp

con la fórmula de la raíz cuadrada ) IT mApp

8.18mA

15mA

6.23mA

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= 0.799Cos α= 0.8

•

Corriente y fase en el resistor lR mA V= I.R I= I= 5mA

•

Corriente y fase en el inductor IL mA

662.7Ω

IL=

IL= IL=3.18m A

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

CONCLUSION ES

•

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.

CONCLUSION ES

•

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.

BIBLIOGRAFI CA 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.ht m