Aporte Completo

PROCEDIMIENTO 1 Objetivos: 1. Verificar mediante experimentos que la impedancia, Z, de un circuito RL serie

está dada por la fórmula: Z= 2. Estudiar la relación entre impedancia, resistencia, reactancia inductiva y ángulo

de fase. MATERIAL NECESARIO

Instrumentos: Multímetro Digital Generador de funciones  Analizador  Analizador de capacitores/ capacitores/inductore inductores s o medidor medidor LCR Resistores: 1 de 3.3 k8, ½ W, 5% Inductores 1 de 47 mH 1 de 100 mH

1. Mida los inductores de 47 mH y 100 mH para verificar sus valores. Registre los Valores medidos en la tabla 1.

2. Con el interruptor de alimentación del generador de funciones en la posición apagado, arme el circuito de la figura 1.

3 Encienda el generador de funciones y ajuste su salida con el osciloscopio a un valor de 5 Vp-p a una frecuencia de 5kHz. Anote este valor de entrada en la tabla 1, columna Vent.

Imagen del Circuito

Circuito simulado

4. Mida los valores de Vp-p en el resistor y el inductor. Recuerde usar el modo ADD y el botón INVERT del osciloscopio para medir en L1. Registre estos valores en la tabla 1.

Diagrama fasorial para 47mH

Diagrama fasorial 100mH

Valor del inductor  mH

Voltaje Voltaje Corriente Reactancia Impedancia en el en el calculada inductiva del Impedancia Vent resistor  inductor  VR/R (calculada) circuito del VpVR , VL , VpmA VL/IL ,Ω (calculada), circuito p Vp-p p XL ley de Ohm VT/IT ,Ω (calculada), Nominal Medido Z= L

R ,Ω 47 100

47 100

5.01 5.01

4.56 3.61

2.02 3.47

1.37 1.09

1475.8 3140

36569 4596.3

5. Con el voltaje medido en R1 y el valor de su resistencia, calcule y registre la corriente por el circuito en serie. Como el resistor y el inductor están en serie, esta corriente calculada para R1 es la misma para L1

PARA L=47Mh VR1= 4..56Vpp I= VR1/R1 I= 4.56Vpp / 3300 ῼ I= 1.37mApp Procedimiento para 47mH VR = I . R VR = 1.37mA . 1475.8 VR= 2.021 Procedimiento para L = 100mH VR1 = 3.61Vpp I = VR1/R1 I = 3.61 Vpp / 3300ohm I = 1.093 mA

6. Con la caída de voltaje medida en el inductor y el valor de su corriente en serie, calcule y registre la reactancia inductiva en L1.

XL = J . 2 .f (L) XL = J . 2 (3.14) ( 5000Hz ) ( 47mH ) XL= 1475.8 Procedimiento para L = 100mH XL = J . 2 .f (L) XL = J . 2 (3.14) ( 5000Hz ) ( 100mH )

3614.9 4555.1

XL = 3140 Ω 7. Con la ley de Ohm y la ecuación de reactancias en serie (tabla 2) obtenga la impedancia del circuito. Anote ambos valores en la tabla 1 .

Procedimiento para L= 47mH Zt = Vt /It Zt = 5.01 Vpp / 1.37mA Zt = 36569 Ω Procedimiento para L= 100mH Zt = Vt /It Zt = 5.01 Vpp / 1.093mA Zt = 4596.3 Ω Zt= Zt = Zt= 3614.9

Zt= Zt = Zt= 4555.1 8. Remplace el inductor de 47mH por el de 100 mH medido en el paso 1. Se

realizo en cada punto 9. Repita los pasos del 2 al 7; registre todos los valores en el renglón de 100 mH

de latabla 10. Examine la tabla 2. Con los valores de la impedancia (calculados a partir de VL / IL) de la tabla 1, calcule el ángulo de fase y la impedancia con las relaciones de ángulo de fase. Llene la tabla 2 para los circuitos con inductores de 47 mH Y 100 mH.

Procedimiento para 47mH tan θ = XL/R tan θ = 1475.8ohm / 3300 ohm tan -1 θ = 0.4472

θ= 24°

Procedimiento para 100 mH tan θ = XL/R tan θ = 3140ohm / 3300 ohm tan θ = 0.951

θ= 43.° Tabla 2. Determinación del ángulo de fase y la impedancia. Valor del inductor mH

Nomina Medid l o

Reactancia inductiva (de la tabla 1)

Impedancia R Z ______________

Ω

47

47

1475.8

0.4472

24.5º

3677.2

100

100

3140

0.951

43.3

4534.1

Ω

PROCEDIMIENTO 2 Objetivos 1. Medir el ángulo de fase 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 voltaje en L, VL, se describen por las formulas. (1) (2)

(3)

MATERIAL NECESARIO

Instrumentos

Osciloscopio de doble traza Multímetro Digital Generador de funciones Resistores (½ W, 5%) 1 de 1 k 1 de 3.3 k Inductores 1 de 100 mH

1 ) Mida con un óhmetro la resistencia de los resistores de 3.3 kΩ y 1 kΩ. Registre los valores en la tabla 3.

Valor del inductor 47 mH 45.4 mH 100 mH 98.5 mH Valor del inductor 47 mH 45.4 mH

Nominal Medido 100 mH 98.5 mH

2) Con el generador de funciones apagado, arme el circuito de la figura 2.

3) Encienda el generador de funciones y con el canal núm. 1 del osciloscopio ajuste su salida en 10Vpp a una frecuencia de 5kHz. Ajuste los controles del osciloscopio para que aparezca un ciclo completo que cubra la retícula en forma horizontal.

Circuito Simulado

4 ).Observe que la entrada del disparo se debe ajustar en el canal núm. 2. En un circuito en serie la corriente es la misma en todas partes. Así pues, en un circuito en serie la corriente del circuito se usará como punto de referencia, es decir 0° cuando se hagan mediciones y se tracen los diagramas fasoriales. La caída del voltaje en R1 es resultado de la corriente que fluye por el mismo.

RESISTENCIA

Ancho de onda

Distancia entre Puntos

Nominal Medido

10

0.66

10

1.02

47

45.4

10

98.5

5 ) Ajuste los controles NIVEL (LEVEL) y PENDIENTE (SLOPE) del osciloscopio de modo que VR1llene la retícula con un ciclo completo. La mayoría de los osciloscopios tienen 10 divisiones de ancho y un ciclo completo ocurre en 360°. Si la pantalla tiene 10 divisiones, a cada división le corresponderán 36°.

6) Con el selector de MODO (MODE) vertical puesto en DUAL-ALT mida el desfasamiento resultante entre la corriente del circuito (representada por la onda senoidal VR1) y el voltaje de entrada (Vent). Anote los resultados en la tabla 3, renglón de 3.3kΩ. 7 ) Repita los pasos del 2 al 6 con el resistor de 1kΩ en lugar del de 3.3kΩ.

8 ) Mida la caída de voltaje en el resistor de 1kΩ (VR) y en el inductor (VL). Escriba estos valores en la tabla 4, renglón de 1kΩ. apague el osciloscopio y el generador de funciones.

Valor Nominal del Resistor

Voltaje Aplicado Vpp.,

Voltaje en Resistor Vr Vpp

Voltaje en el Inductor

3,3K

10

2.54

2.44

1K

10

1.05

3.37

9) Calcule la corriente inductiva Xl en el inductor según la ley de Ohm.

Valor Nominal del Resistor

3 1K 0

Corriente Calculada mA

0.77 0.66

Reactancia Inductiva Xl

3140,28 31792,45

10. Calcule la reactancia inductiva, XL, del inductor según la ley de Ohm para inductores con el valor medido de V L y el valor calculado de I. Registre su respuesta en la tabla 4.

Procedimiento para 3.3k

XL = VL/I XL = 3.28 XL = 3.28

Ω

Resistor de 1k

Procedimiento para 3.3k XL = VL/I XL = 0.72 XL = 0.72 Ω 11). Con el valor de XL calculado en el paso 10 y el valor medido de R, calcule el ángulo de fase  .

Resistor de 3.3

θ = tanh-1 XL/R θ = tanh 0.951

θ = 43 Resistor de 1 k

θ = tanh- 1 XL/R θ = tanh 3.15

θ = 72 12. Repita los pasos de 8 al 11 para el resistor de 3.3 kΩ 13. Con los valores medidos de VR y VL para el resistor de 1 kΩ, calcule Vp-p según la fórmula de la raíz cuadrada.

Registre su respuesta en la columna “Voltaje aplicado (calculado)” de la tabla 4. Repita los cálculos para VR y VL con el resistor de 3.3 kΩ. Anote su respuesta en la tabla 4. Vp = VR2 + VL2 Vp = 3.61 R2 + 1.5L2 Vp = 5.1

Vpp = Vp Vpp = 3.61 Vp = 10.2 RESISOR DE 1K

Vp = VR2+VL2 Vp = 3.8R2+1.0L2 Vp = 9.9 Vpp = Vp x 2 x 2 Vpp = 3.53 Vpp = 9.9

PROCEDIMIENTO 3

Objetivos 1)Verificar que la impedancia, Z, de un circuito RC serie está dada por la formula

2) Estudiar   las relaciones entre impedancias, resistencia, reactancia capacitiva y ángulo de fase. MATERIAL NECESARIO

Instrumentos Multímetro Digital Generador de funciones  Analizador de capacitores/inductores o medidor LCR Resistores (½ W, 5%) 1 de 2 k8, ½ W, 5% Capacitores 1 de 0.033 μF 1 de 0.1 μF 1 )  Con un analizador de capacitores/inductores o un medidor LCR mida los capacitores de 0.033 μF y 0.1 μF para verificar sus valores. Registre los valores medidos en la tabla 5.

2) Con el interruptor del generador de funciones en la posición de apagado, arme el circuito de la figura 3.

3Encienda el generador de funciones y con el osciloscopio ajuste su salida en un valor de 10 Vp-p a una frecuencia de 1kHz. Anote el valor de entrada en la columna Vent de la tabla 5. 4 )  Mida los valores de Vpp en el resistor y el capacitor. Recuerde que para medir en C1 en el osciloscopio debe usar el modo ADD y el botón INVERT. Registre estos valores en la tabla 5. 5 )  Con el voltaje medido en R1 y el valor de su resistencia, calcule y registre la corriente por el circuito en serie. Dado que el resistor y el capacitor están en serie, la corriente calculada para R1 es la misma que para C1. 6 )Calcule y registre el valor de la reactancia capacitiva de C1 mediante la

fórmula También calcule y registre, a partir de la caída de voltaje medida en el capacitor y de su corriente en serie, la reactancia capacitiva de C1. 7)  Después utilice la ley de Ohm y la ecuación de la reactancia en serie (tabla 5) para calcular la impedancia del circuito. Registre ambos valores en la tabla 5. 8 ) Sustituya el capacitor de 0.033 μF, medido en el paso 1, por el de 0.1 μF. 9 )Repita los pasos del 3 al 7 y anote todos los valores en el renglón respectivo de 0.1 μF de la tabla 5. 10 )  A partir de los valores de impedancia de la tabla 5 (calculados mediante Vc/Ic), calcule el ángulo de fase, θ, y la impedancia con las

relaciones del ángulo de fase. Llene la tabla 6 para los capacitores de 0.033 μF y 0.1 μF. 11) En el espacio bajo la tabla 6 trace los diagramas fasoriales de impedancia para los circuitos respectivos. Si los lados de los triángulos se trazan a cierta escala, los ángulos de la impedancia serán más claros.

Diagrama fasorial para .033

Diagrama fasorial para 0.1

Tabla 5. Determinación de la impedancia en un circuito RC en serie

Valor del capacitor,

I mpedancia del circuito (calculada)

Voltaje en el capacitor VCp - p

Corriente calculada VR/R mAp - p

Reactancia capacitiva (calculada)

Reactancia capacitiva (calculada)

Medido

Vent, Vp p

Voltaje en el resistor VRp - p

Impedancia del circuito (calculada) Ley de Ohm VT/IT , Ω

0.033

.033

10v

3,89

9.98

2.07

4825

4821.2

4830.9

5223.0

0.1

0.1

10v

7.89

6.27

3.94

1592.3

1591.3

2538.0

2556.4

μF Nominal

Procedimiento para condensador de 0.33

Xc=1/2πfC Xc=2π·1Hz·0.033

Xc=4825 Ω Ic = 10/4825 Ic = 2.07mA Hallar Reactancia capacitiva Vc/Ic = 4821 . Voltaje del capacitor calculado

V=I.R V = 2.07mA . 4825 reactancia capacitiva V = 9.98 V

VT/IT 10 / 2.07 = 4830.9

Xc , Ω

Vc/Ic , Ω

Impedancia del circuito

Procedimiento para capacitor 0.1uf Corriente calculada

I=V/R I = 7.89 / 2000 I = 3.94 Xc=1/2πfC Xc=2π·1Hz·0.1 Xc= 1592.3 Voltaje del capacitor calculado 0.1

V=I.R V = 3.94. 1592.3 reactancia capacitiva V = 6.27 V Hallar Reactancia capacitiva

Vc/Ic = 6.27 / 3.94 = 1591.3 VT/IT 10 / 3.94mA =  2538.0

Tabla 6. Determinación del ángulo de fase y la impedancia en un circuito RC en serie Reactancia capacitiva (de la tabla 5)

Valor del capacitor

μF

Impedancia

Nominal medido Ω .033 4825 0.033

2.41

67

5118.6

0.1

0.79

38°

2538.0

0.1

1592.3

PROCEDIMIENTO 4

Objetivos 1 ) Medir el ángulo de fase θ entre el voltaje aplicado, V, y la corriente, I, en un Circuito RC serie. 2 )  verificar que las relaciones entre el voltaje aplicado, V, el voltaje en R, VR, y el voltaje en C, VC, se describen por las formulas

MATERIAL NECESARIO

Instrumentos Osciloscopio de doble traza Multímetro Digital Generador de funciones Resistores (½ W, 5%) 1 de 1 k8 1 de 6.8 k8

Capacitores 1 de 0.033 μF 1 ) Mida con un óhmetro la resistencia de los resistores de 1 k8 y 6.8 k8.  Anote los valores en la tabla 7. 2 )Con el generador de funciones apagado arme el circuito de la figura 4.

3) Encienda el generador de funciones y con el canal 1 del osciloscopio ajuste su salida en 10 Vpp a una frecuencia de 1kHz. Ajuste los controles del osciloscopio para desplegar un ciclo completo que ocupe la retícula en forma horizontal. 4 )  Para la entrada de disparo debe seleccionarse el canal 2. En un circuito en serie la corriente es la misma en todo el circuito. Por tanto, en un circuito en serie la corriente se usará como línea de referencia o de base (0°) cuando se hagan las mediciones y se dibujen los diagramas fasoriales. La caída de voltaje en R1 se debe a la corriente que fluye por ella. 5 )  Ajuste los controles de NIVEL (LEVEL) y PENDIENTE (SLOPE) del osciloscopio de modo que VR1 cubra la retícula con un ciclo completo. La mayoría de los osciloscopios tienen 10 divisiones horizontales y un ciclo completo ocurre en 360°. Si el despliegue se ajusta a 10 divisiones, en el osciloscopio habrá 36°/div. 6 ) Con el selector de MODO (MODE) vertical puesto en DUAL-ALT, mida el Desfasamiento que resulta entre la corriente del circuito (representada por la onda VR1) y el voltaje de entrada (Vent). Registre los resultados en la tabla 7, renglón 1 k8. Apague el osciloscopio y el generador de funciones. 7 ) Repita los pasos del 2 al 6 con el resistor de 6.8 k8. No apague el generador de funciones. 8)  Mida la caída de voltaje en el resistor de 6.8 k8 (VR) y en el capacitor (Vc). Registre estos valores en la tabla 8, renglón 6.8 k8. Apague el generador de funciones.

9 ) Calcule la corriente en el circuito para cada valor de V mediante la ley de Ohm con los valores medidos de VR y R. Registre sus respuestas en la tabla 45-2 para el resistor de 6.8 k8. 10 )  Calcule la reactancia capacitiva, XC del capacitor con la ley de Ohm para capacitores con el valor medido de VC y el valor calculado de I. Registre sus respuestas en la tabla 8 para el resistor de 6.8 k8. 11 ) A partir de los valores calculados de XC en el paso 10 y el valor medido de R, calcule el ángulo de fase, θ, para cada valor de Vpp.

 Anote sus respuestas en la tabla 8 para el resistor de 6.8 k8. 12 ) Encienda el generador de funciones y ajuste la salida como en el paso 3. Repita los pasos del 8 al 11 para el resistor de 1 k8. 13 )Con los valores medidos de VR y VC para el resistor de 1 k8, calcule la Vpp con la fórmula de la raíz cuadrada

Registre sus respuestas en la columna “Voltaje aplicado (calculado)” de la tabla 8. Repita el cálculo de VR y VC con el resistor de 6.8 k8 y anote sus respuestas en la tabla 8. 14 )  En el espacio bajo la tabla 8 trace los diagramas fasoriales de impedancia y voltaje para los circuitos de 1 k8 y 6.8 k8.

Diagrama fasorial

Diagrama fasorial

Tabla 7. Uso RC serie

del osciloscopio para hallar el ángulo de fase, θ, en un circuito

Resistencia R, Ω

Valor nominal

Valor medido

1K

1

6.8K

Capacitancia C, μF

D, cm

Ancho de la onda senoidal, cm

0.033

10

10

78

0.033

10

10

35

6.8K

Tabla 8. Ángulo de fase, θ, y relaciones de voltaje en un circuito RC serie

Resistencia (valor nomina),

Voltaje aplicado Vp-p, V

Voltaje en el resistor VR, Vp-p

Voltaje en el capacitor VC Vp-p

Corriente (calculada) I, mA

Ωl

Capacitancia (valor nominal) C, μF

Reactancia capacitiva (calculada) XC , Ω

1k

0.033

10

2.07

9.98

2.07

4825

78

10.1

6.8k

0.033

10

8.2

5.78

1.20

4825

35

9.95

Xc=1/2πfC Xc=2π·1Hz·0.033

Xc=4825 Ω Ic = 10/4822.8 Ic = 2.07mA V=I.R V = 2.07mA. 4825 reactancia capacitiva V = 9.98

Voltaje aplicado (calculado) Vp-p, V

Angulo de fase para 1k

Z=2R2+Xc2Z = 210002 + 4822.82

Z = 224259399.84

Tan = xc/ R = 4825 / 1000 = 4.82 = inv tang = 78° Voltaje calculado

Xc = f . C1 Xc = 1000Hz . 0.033uf Xc = 33 ohm Divisor de voltaje

V = Vpp . R / Zc + ZR V = 10Vpp . 1000/ 1000+33 V = 9.58 Procedimiento para 6.8k

I=V.R I = 8.21 . 6800 I = 1.20 mA Voltaje capacitor

V = V . XC/Z V = 10 . 4825/8337 V = 5.78V

Voltaje aplicado calculado para 1k

+V +9.9 V= V = 10.1 Voltaje aplicado calculado para 6.8k

Z = 4927 .5.Ω

+V + V= V = 9.69 Angulo de fase para 6.8k

Tan -1 XC/R Tan -1 4825/6800 Tan -1 = 35°

PROCEDIMIENTO 5

Objetivos 1. Diferenciar Potencia real de potencia aparente en circuitos AC 2. Medir la potencia en un circuito AC MATERIAL NECESARIO

Fuentes de alimentación Transformador de aislamiento  Autotransformador de voltaje variable (Variac o equivalente) Instrumentos

Osciloscopio de doble traza Multimetro Digital  Amperímetro de O  –  25 mA o un segundo MMD con escalas de amperímetro de ca

Resistor (2 W’ 5%) 1 de 1OOΩ , 5 W Capacitores

1 de 5 μF o 437 μF’ 1OO V 1 de 1O μF’ 1OO V Otros

Interruptor de un polo un tiro Cable de línea polarizado con interruptor de encendido/apagado y fusible A. Medición de la potencia por el método de voltaje-corriente A1. Con un óhmetro mida la resistencia del resistor de 100 8 y anote el valor en la tabla9. A2. Con el cable de línea desconectado, el interruptor de línea en posición de apagado y S1, abierto, arme el circuito de la figura 5. Ponga autotransformador en su voltaje de salida mínimo y el amperímetro de ca en la escala de 25 mA.

A3. Cierre S 1 . Aumente el voltaje de salida del autotransformador hasta que VAB = 50 V. Mida el voltaje en el resistor, VR, y la corriente I. Registre los valores en la tabla 9 en el renglón de 5 μF. Abra S1 y desconecte el capacitor de 5 μF. A4. Calcule la potencia aparente, P A , la potencia real, P, el factor de potencia y el ángulo de fase del circuito. Utilice de manera adecuada los valores medidos de VAB, VR e I en sus cálculos. Registre las respuestas en la tabla 9 en el renglón 5 μF. A5.  Con S1 abierto y el autotransformador en su voltaje de salida menor, conecte el capacitor de 10 μF. en serie con el resistor de 100 8. A6. Cierre S 1 . Incremente la salida del autotransformador hasta que VAB = 25V. Mida VR e I y registre los valores en la tabla 9 en el renglón de 10 μF. Después de la última medición, abra S1. A7. Repita el paso A4 para el circuito en serie de 100 8 / 10 μF. Registre sus respuestas en la tabla 9 en el r englón de 10 μF. B. Determinación del factor de potencia con un osciloscopio B1. Conecte el osciloscopio de doble traza al circuito RC en serie, como en la figura 6. El autotransformador debe estar en su voltaje de salida menor. El selector de disparo debe ponerse en EXT.

B2. Cierre S1. Aumente la salida del autotransformador a 10V rms. El canal 1 es el de referencia de voltaje; encienda el osciloscopio. Ajuste sus controles de modo que una sola onda senoidal, de unas 6 divisiones de pico a pico, ocupe el ancho de la pantalla. Utilice los controles vertical y horizontal para centrar la onda en la pantalla. B3. Cambie al canal 2, que es el canal de corriente. Ajuste los controles de forma que una sola onda senoidal, de unas 4 divisiones de pico a pico, ocupe el ancho de la pantalla. Use el control vertical para centrar la onda de manera vertical. No utilice el control horizontal. B4.  Ponga el osciloscopio en el modo de doble canal. Las señales de los canales 1 y 2 deben aparecer juntas. Observe donde las curvas cruzan el eje horizontal (x). Estos son los puntos cero de las dos ondas senoidales. Con una escala en centímetros mida con precisión la distancia horizontal, d, entre los dos picos positivos o negativos de las ondas senoidales. Compruebe su medición midiendo la distancia entre los puntos cero correspondientes a las dos ondas (figura 6). Registre la medición en la tabla 10 en el renglón de 5 μF. También mida la distancia, D, de 0 a 360° de la onda senoidal de voltaje. Registre el valor en la tabla 10 para el resistor de 100 8. Apague el osciloscopio; abra S1; desconecte el capacitor de 5 μF. B5. Con la formula de la figura 7 calcule el ángulo de fase, θ , entre voltaje y corriente en el circuito de la figura 6. Con el valor de θ , calcule el factor de potencia, FP, del circuito. Registre sus respuestas en la tabla 10 .

B6. Reemplace el capacitor de 5 μF por uno de 10 μF en el circuito de la figura 6.

B7. Cierre S1. Repita los pasos del B3 al B5 para el capacitor de 10 μF. Después de la última medición, apague el osciloscopio, 5 μF, abra, S1 y desconecte el osciloscopio del circuito. B8. Repita el paso B5 para el circuito serie de 10 μF y 100 8.

Solución

Tabla 9. Medición de potencia por el método de voltaje-corriente Resistencia Capacitancia (valor nominal C, μF

R, Ω

Voltaje aplicadoVA C, V

Voltaje en el resistor

Corriente (MEDID A)

VR, V

I, mA

Potencia aparente PA VA

Potenci a real P, W

Factor de potencia FP

Valor nominal

Valor medio

100

100

5

50

9.46

96.3

3.96

0.62

0.15

79

100

100

10

50

17.8

89

2.2

0.79

0.37

69

Tabla 10. Determinación del factor de potencia con osciloscopio Resistencia (valor nominal)

Capacitancia (valor nominal) C, μF

Distancia entre puntos cero d, cm

Ancho de la onda senoidal D, cm

Factor de potencia (calculado)

R, Ω

FP, %

100

5

10

8

79

0.15

100

10

10

6

69

0.37

Procedimiento para condensador de 5uf Convertir Resistor Xc 5uf

Xc =

=

= 530

Sumatoria de resistencias

530 + 100 = 630Ω Corriente para 5 uf

I=

=

= 79.3 mA

Potencia aparente para 5uf

S = V . I = 50 . 79.3mA = 3.96VA

Potencia real (Real)

P=

. 100Ω = 0.62 W

.R=

Factor de potencia para 5 uf 

Cos P / S = 0.62 / 3.96 = 0.15 Angulo de fase

Tan = Xc / R Tan = 530 / 100 Tan = 5.3 Tan -1 = 79 Convertir Resitor Xc 10uf

Xc =

=

= 265.69

Sumatoria de resistencias

265 + 100 = 365 Corriente para 10 uf

I=

=

= 68.4 mA

Potencia aparente para 10uf

S = V . I medidia = 25 . 89 mA = 2.2VA

Potencia real (Real) . 100Ω = 0.79W P= .R=

Factor de potencia para 5 uf 

Cos P activa/ S aparente = 0.79 / 2.2 = 0.37 Angulo de fase

Tan = Xc / R Tan = 265 / 100 Tan = 2.65 Tan -1 = 69

PROCEDIMIENTO 6 MATERIAL NECESARIO Instrumentos Multímetro Digital Generador de funciones Resistor 1 de 2 kΩ, ½ W, 5% Capacitor 1 de 0.022 μF Inductor Inductor de 100 mH 1. Con el generador de funciones apagado, arme el circuito de la figura 8a. Ajuste el generador en su voltaje de salida más bajo.

2. Encienda el generador de funciones. Aumente el voltaje de salida hasta que VAB = 10 Vpp. Mantenga este voltaje en todo el experimento. Verifíquelo de vez en cuando y ajústelo si es necesario. 3. Mida el voltaje en el resistor, VR, y en el inductor, VL. Registre los valores en la tabla 11 para el circuito RL. Apague el generador. 4. Calcule la corriente en el circuito con el valor medido de VR y el valor nominal de R.  Anote la respuesta en la tabla 11 para el circuito RL.

6.  Calcule la impedancia total del circuito con dos métodos: la ley de Ohm (con el valor calculado de I y el voltaje aplicado, VAB) y la fórmula de la raíz cuadrada (con R y XL). Escriba sus respuestas en el renglón “RL” de la tabla 11.

8. Encienda el generador. Revise si VAB = 10 V. Mida el voltaje en el resistor, VR, en el inductor, VL, y en el capacitor, Vc. Registre los valores en el renglón “RLC” de la tabla 11. Después de realizar todas las mediciones, apague el generador de funciones. 9. Calcule I y XL como en los pasos 4 y 5. De igual modo, con el valor medido de Vc y el valor calculado de I, obtenga la reactancia capacitiva del circuito. Anote la respuesta en el renglón “RLC” de la tabla 11.

10. Calcule la impedancia, Z, del circuito con dos métodos: la ley de Ohm (mediante VAB e I) y la fórmula de la raíz cuadrada (con R, Xc y XL). Registre sus respuestas en el renglón “RLC” de la tabla 11.

11. Retire el inductor del circuito y deje sólo el resistor en serie con el capacitor como en la figura 8c.

12. Encienda el generador de funciones. Revise VAB y ajústelo si es necesario. Mida VR y VC. anote los valores en el renglón “RC” de la tabla 11. Después de realizar todas las mediciones, apague el generador 13. A partir de los valores medidos de VR y VC y el valor nominal de R, calcule la corriente, I, en el circuito. Después, con el valor calculado de I, determine Xc. Registre sus respuestas en el renglón “RC” de la tabla 11.

14. Calcule la impedancia total del circuito con dos métodos: la ley de Ohm (mediante VAB e I) y la fórmula de la raíz cuadrada (con R y Xc). Anote sus respuestas en el renglón “RC” de la tabla 11.

Procedimiento 7. Objetivos: 

Determinar la impedancia de un circuito que contiene una resistencia, R, en paralelo con una inductancia, L, en paralelo con una capacitancia, C.

Materiales necesarios para la práctica. Generador de funciones Osciloscopio 1 resistencia de 1 kΩ 1 resistencia de 10 kΩ 1 capacitor de 0.022 μF 1 inductor de 100 mH. Paso 1. 1. Con el generador de funciones apagado y los interruptores de S1 a S3, abiertos, arme el circuito de la figura 9. El canal 2 del osciloscopio se conecta al resistor indicador. Midiendo la caída de voltaje en Rindic. Y según la ley de Ohm, la corriente en el circuito se puede calcular en forma indirecta.

Voltaje Aplicado V,Vpp.

Voltaje en Radic Con S 1.S2,S3 Abiertos

10Vpp

3,54V

Paso 2 2. Encienda el generador. Incremente el voltaje de salida, V, hasta V= 10 VPP A 5 kHz. Mantenga este voltaje en todo el experimento. De vez en cuando compruebe el voltaje y ajústelo si es necesario. Paso 3. 3. Cierre S1. Compruebe que V= 10 Vpp y ajuste si es necesario. Mida la corriente y el ángulo de fase. Como S2 y S3 están abiertos, la única corriente en el circuito es la del resistor, IR. Registre el valor en la tabla 12. Abra S1. Voltaje Aplicado V, Vpp.

Voltaje en R1 Con, S2,S3 Abiertos

Corriente Con S2 y S3 Abiertos

Angulo de Fase

10 V

3.51

2.26mA

-89.6°

 Angulo de Fase= -89°

 Angulo de fase= Tan-1 (3,52/ 2000) 

Paso 4.

4)  Cierre S2. Compruebe que V= 10 Vpp. Mida la corriente y el ángulo de fase. Puesto que S1 y S3 están abiertos, la única corriente en el circuito es la del inductor, IL. Anote su valor en la tabla 12. Abra S2.

Voltaje Aplicado V, Vpp. 10Vpp. 

Voltaje en L

3.54V

Corriente con s1 y s3 Abiertos 1.11mA

Paso 5.

5. Cierre S3. Compruebe V y ajuste si hace falta. Mida la corriente el ángulo de fase. dado que S1 y S2 están abiertos, la única corriente en el circuito es la de la rama del capacitor, IC . Escriba su valor en la tabla Voltaje Aplicado V, Vpp. 10Vpp



Voltaje en C

3.53V

Corriente con s1 y s2 Abiertos 2.48

Angulo de Fase

Paso 6.

6.  Cierre S1 (S3 sigue cerrado). Verifique que V= 10 VPP. Mida la corriente y el ángulo de fase del circuito. Con S1 y S3 cerrados y S2 abierto, la corriente en el circuito es la suma de IR e IC, o sea IRC. Registre el valor en la tabla 12. Abra S3.

Voltaje Aplicado V, Vpp. 10Vpp 

Voltaje en C

3.53V

Corriente con s2 Abiertos IRL 2.47

Voltaje en R1

3.53

Paso 7.

7. Cierre S2 (S1 continúa cerrado). V = 10 Vpp. Mida la corriente del circuito. Con S1 y S2 cerrados y S3 abierto, la corriente en el circuito es la suma de IR más IL, es decir IRL. Anote el valor en la tabla .

Voltaje Aplicado V, Vpp. 10Vpp 

Paso 8.

Voltaje en C1

3.53V

Corriente con s1,s2 y s3 Cerrados IRL 1.36mA

Voltaje en R1

3.53

8. Cierre S3. Ahora S1, S2 y S3 están cerrados. Compruebe V. Midala corriente y el ángulo en el circuito. Dado que los interruptores de todas las ramas del circuito están cerrados, el amperímetro medirá la corriente total, IT, del circuito RLC en paralelo. Registre el valor en la tabla 6. Abra todos los interruptores y apague el generador de funciones.

Voltaje Aplicado V, Vpp.

Voltaje En C1

Voltaje En R1

Voltaje En L1

10Vpp.

3.53V

3.53

3.53

Corriente con S1,S2 y S3 Cerrados IRL 1.36mA

Paso 9. 9. Calcule la corriente de línea, IT, con los valores medidos de IR, I L e IC y la formula de la raíz cuadrada. Escriba su respuesta en la tabla. 

Paso 10 10. Con el valor medido de V (debe ser de 10Vpp) y el valor medido de IT, calcule la impedancia del circuito e indique si éste es inductivo, capacitivo o resistivo. Registre sus respuestas en la tabla 



Paso11 11. Calcule el ángulo de fase y el factor de potencia en el circuito RLC en paralelo e indique si tiene un factor de potencia en adelanto o en retraso. Anote sus respuestas en la tabla

Voltaje Aplicado V,Vpp.

Voltaje en C1

Angulo De Fase °

10Vpp.

3.53V

36.72°

Factor potencia Del circuito RLC 80 %

de

CONCLUSIONES     

Se conoce como se debe medir las variables eléctricas voltaje , corriente Se aprendió el comportamiento de la señal al aplicarse una corriente o un voltaje de excitación Se comprendió el concepto de fasor Se aplicó las fórmulas que son necesarias para calcular, ángulo de fase, impedancia, resistencia, inductancia etc. Se conoce y practica la simulación de circuitos electrónicos por medio de software multisim.

Procedimiento 1: Se observa que en el circuito en serie al subir el valor del Inductor el Voltaje en R1 disminuye.  Se observa en el Osciloscopio que la forma de la onda senoidal es de particular importancia dado que se presta para cálculos matemáticos. 

Procedimiento 2: Se utiliza el Osciloscopio para observar lo f orma de la Onda senoidal cuyo aspecto no se ve afectado por las características R, L y C. 

Si el voltaje en un resistor es de naturaleza senoidal el voltaje resultante también tendrá características senoidales. 

Práctica 3: El ángulo de fase tiene como base una función coseno, por lo que una función seno se encuentra presente. Se observa en el circuito que al disminuir el Valor del capacitor, el voltaje den el capacitor disminuye y el Voltaje en el resistor aumenta en este tipo de circuitos. 

Práctica 4:   

Se calcula el ángulo de fase en un circuito en un circuito R.C. Se verifican las relaciones entre Voltaje aplicado y e l Voltaje en C. Se Comprueban las formulas:

V=√V2R+V2C Práctica 5: Se realiza la diferencia de la Potencia Real a la Potencia aparente en un circuito AC.  Se utiliza el Osciloscopio para calcular el ángulo de fase mediante y se comprueba la fórmula: 