Date post: | 11-Dec-2015 |
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ACTIVIDA INICIAL
ANALISIS DE CIRCUITOS AC
INTEGRANTES:
JAVIER YOBANI YUQUILEMA MARTHA LILIANA IDROBO
JAVIER OSWALDO VARGAS
GRUPO: 201423A_224
Tutor
PABLO ANDRES GUERRA GONZALEZ
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD
ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA
CEAD – POPAYAN
AGOSTO DE 2015
CUADROS: JAVIER YOBANI YUQUILEMA
PROCEDIMIENTOS Esquemas del circuito Objetivos Herramientas de verificación de desarrollo
Descripción de circuito
Procedimiento 1
1. Verificar mediante experimentos que la impedancia, Z, de un circuito RL serie está dada por la
fórmula 2 2 Z R XL 2. Estudiar la relación entre impedancia, resistencia, reactancia inductiva y ángulo de fase.
Multímetro Digital Generador de funciones
Verificación de la fórmula de la impedancia para un circuito RL
Determinación del ángulo de fase y la impedancia
Procedimiento 2
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 el voltaje en L, VL, se describen por las formulas
Osciloscopio de doble traza Multímetro Digital Generador de funciones
Uso del osciloscopio para hallar el
ángulo de fase, , en un circuito RL en serie.
Relaciones entre el ángulo de fase, y el voltaje en un circuito RL en serie
Procedimiento 3
Objetivos 1. Verificar que la impedancia, Z, de un circuito RC serie está dada por la
fórmula 2 2 Z R XC . 2. Estudiar las relaciones entre impedancias, resistencia, reactancia capacitiva y ángulo de fase
Multímetro Digital Generador de funciones
Determinación de la impedancia en un circuito RC en serie Determinación del ángulo de fase y la impedancia en un circuito RC en serie
Procedimiento 4
Medir el ángulo de fase entre el voltaje aplicado, V, y la corriente, I, en un circuito RC serie. 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:
Osciloscopio de doble traza Multímetro Digital Generador de funciones
Uso del osciloscopio para hallar el
ángulo de fase, , en un circuito RC serie
Ángulo de fase, , y relaciones de voltaje en un circuito RC serie
Procedimiento 5
Diferenciar Potencia real de potencia aparente en circuitos AC 2. Medir la potencia en un circuito AC
Osciloscopio de doble traza Multímetro Digital Amperímetro de 0 – 25 mA o un segundo MMD con escalas de amperímetro de CA Fuente de alimentación.
Medición de potencia por el método de voltaje-corriente Determinación del factor de potencia con osciloscopio
Procedimiento 6
Verificar que la impedancia, Z, de un circuito RLC serie
Multímetro Digital Generador de funciones
Determinación de la impedancia de un circuito RLC serie.
Procedimiento 7
determinar la impedancia de un circuito que contiene una resistencia, R, en paralelo con una inductancia, L, en paralelo con una capacitancia, C.
Generador de funciones Osciloscopio
Determinación de la impedancia de un circuito RLC en paralelo.
CUADRO COMPARATIVO HOJA RUTA 2
PROCEDIMIENTOS Esquemas del circuito Objetivos Herramientas de verificación de desarrollo
Descripción de circuito
Procedimiento 1
Estudiar el efecto sobre la impedancia y la corriente de un cambio de frecuencia en un circuito RL serie.
Estudiar el efecto
sobre la impedancia y la corriente de un cambio de frecuencia en un circuito RC serie.
MMD Generador de
funciones Osciloscopio
Respuesta en frecuencia de un circuito RL en serie
Respuesta en frecuencia de un circuito RC en serie
Procedimiento 2
Estudiar el efecto sobre la impedancia y la corriente de un cambio de frecuencia en un circuito RLC serie.
Generador de funciones Osciloscopio
Efecto de la frecuencia sobre la impedancia en un circuito RLC en serie
Comparación de los cálculos de impedancia en un circuito RLC en serie
Procedimiento 3
Determinarla frecuencia de resonancia, fR, de un circuito LC serie.
2. Verificar que la
frecuencia de resonancia de un circuito LC en serie está dada por la formula.
Generador de funciones Osciloscopio
Frecuencia de resonancia de un circuito RLC en serie
Respuesta en frecuencia de un circuito RLC en serie
Procedimiento 4
Medir el efecto de la Q de un circuito en la respuesta en frecuencia.
medir el efecto de la
Q de un circuito en el ancho de banda en los puntos de potencia media
Generador de funciones
Osciloscopio
La Q del circuito y la respuesta en frecuencia de un circuito resonante en serie
Efecto de la resistencia en un circuito resonante en serie
Procedimiento 5
Determinar la frecuencia de resonancia de un circuito RLC en paralelo.
medir la corriente de línea y la impedancia de un circuito RLC en paralelo en la frecuencia de resonancia.
medir el efecto de las variaciones de frecuencia en la impedancia de un circuito RLC en paralelo.
Generador de funciones
Osciloscopio.
Respuesta en frecuencia de un circuito resonante en paralelo
Características de la reactancia en un circuito LC en paralelo
Procedimiento 6 Determinar la Osciloscopio Filtro pasaltas
respuesta en frecuencia de un filtro pasa bajas.
Determinar la respuesta en frecuencia de un filtro pasa altas.
Generador de funciones
Filtro pasabajas
Procedimiento 7
Determinar la respuesta en frecuencia de un filtro pasabanda.
Determinar la respuesta en frecuencia de un filtro rechazabanda.
Generador de funciones
Osciloscopio
Filtro RC pasabandas
Filtro RC rechazabanda
CUADROS: JAVIER OSWALDO VARGAS C.
CUADROS: MARTHA LILIANA IDROBO
DESCRIPCIÓN DEL ESQUEMA
En el estudio de los circuitos RLC, es muy usual encontrar el termino de Resonancia (o sintonizado). La resonancia es producida por circuitos
eléctricos que tienen capacitares e inductores, y además siempre estará presente una resistencia debido a la carencia de elementos ideales o
al control ofrecido en la curva de resonancia.
Los circuitos RLC tienen este tipo de comportamiento como se muestra en la imagen anterior, observe que la respuesta es máxima para una frecuencia
central (fr) y disminuye hacia y derecha de la misma. Así que podemos darnos la idea que para un conjunto de frecuencias que entran al circuito, la
respuesta estará cerca del máximo o será igual a fr. La frecuencia central se le conoce como frecuencia natural (fr ).
Cuando ocurre una resonancia por la aplicación de la frecuencia aplicada (fr ), la energía que absorbe un elemento reactivo es la misma que libera otro
elemento reactivo al otro. Cuando los elementos L y C han alcanzado un estado de resonancia, ya no requieren una potencia reactiva adicional, dado que es
auto sostenido.
En los circuitos prácticos, existen ciertas resistencias asociadas con los elementos reactivos que producirán un eventual amortiguamiento de las oscilaciones
entre los elementos reactivos. Los circuitos RLC se pueden configurar en: Circuitos RLC serie y paralelo. Para un análisis matemático de los circuitos RLC, se
tiene que la mejor forma de describir el comportamiento de dichos circuitos es a partir de la construcción de ecuaciones diferenciales de segundo grado las
cuales tienen la siguiente forma:
( )
( )
( ) ( )
Donde x(t)es la corriente o el voltaje de salida del circuito y f (t)es la entrada al circuito. Los coeficientes de esta ecuación diferencial tiene nombres: se
denomina el coeficiente de amortiguamiento y w0 se denomina la frecuencia de resonancia. Luego esta ecuación característica de un circuito de segundo
orden es:
donde de la solución resultan dos soluciones, s1 y s2; estas soluciones se denominan frecuencias naturales. Otra de las características que se logra tener de
este análisis, es acerca de las respuestas debido a la combinación de los elementos. Los circuitos de segundo orden se caracterizan como sobre
amortiguado, críticamente amortiguado, o subamortiguado. La siguiente tabla describe las respuestas:
CONCLUSIONES
El desarrollo de la actividad inicial se desarrollaran elementos sobre los ciercuitos R L y R C serie obteniendo datos de verificación.
De acuerdo con el análisis previo de los contenidos temáticos, de los argumentos demostrar factores de la práctica, la impedancia,
reactancia y capacitiva y tratar de reunir datos detallados, esto con la ayuda de algunos instrumentos de medición (generador de
señales, osciloscopio, multímetro digital, resistencias, inductores y condensadores.