Analisis Ac

ACTIVIDAD INTERMEDIA

ANÁLISIS DE CIRCUITOS AC

Por:

William Jesús Pulido Caro Cód. 2.231.241

Henry Ferney López Cód.

José Alberto Gómez Cód.

Fabian Paul Garzon Molina Cód. 3.159.480

Presentado a:

PABLO ANDRÉS GUERRA GONZALEZ

UNIVERSIDAD ABIERTA Y A DISTANCIAUNAD

OCTUBRE 2014

INTRODUCCION

Circuitos RLC

El análisis de la corriente alterna (CA) es una rama de la electrónica que permite el análisis del funcionamiento de los circuitos RLC paralelos que están compuestos de resistencias, condensadores e inductores con una fuente de corriente alterna, en cuanto a su análisis nos daremos cuenta que tendremos que operar con números complejos y con ecuaciones diferenciales

En los circuitos RLC se acoplan resistencias, capacitores e inductores. Existe también un ángulo de desfasaje entre las tensiones y corrientes (y entre las potencias), que incluso puede llegar a hacerse cero. En caso de que las reactancias capacitivas e inductivas sean de distinto valor para determinada frecuencia, tendremos desfasajes.

Dependiendo de cuál de las reactancias sea mayor podremos afirmar si se trata de un circuito con características capacitivas o inductivas y por lo tanto si la tensión adelanta a la corriente (y con qué ángulo) o si la corriente adelanta a la tensión.

Los circuitos RLC son generalmente utilizados para realizar filtros de frecuencias, o de transformadores de impedancia. Estos circuitos pueden entonces comportar múltiples inductancias y condensadores: se habla entonces de "red LC".

Procedimiento 5 Objetivos

1. Diferenciar Potencia real de potencia aparente en circuitos AC

2. Medir la potencia en un circuito AC

MATERIAL NECESARIO

Instrumentos

Osciloscopio de doble traza

Multímetro Digital

Amperímetro de 0 - 25 mA o un segundo MMD con escalas de amperímetro de CA

Fuente de alimentación

Trabajo practico

Resistor (1/2 W, 5%)

1 de 100Ω 5 W

Capacitores

1 de 5 uF o 4.7 uF, 100 V

1 de 10 uF, 100 V

Interruptor de un polo un tiro

A. Medición de la potencia por el método de voltaje-corriente

A1. Con un óhmetro mida la resistencia del resistor de 100 Ω y anote el valor en la tabla 9.

A2. Con S1 abierto, arme el circuito de la figura 5. Ponga la fuente en su voltaje de salida mínimo y el amperímetro de CA en la escala de 25 mA.

A3. Cierre S1. Aumente el voltaje de salida de la fuente 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.

I= 6,62V/100Ω

I=66,2mA

A4. Calcule la potencia aparente, PA, 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.

PA=VefxIef

PA=50Vx66,2mA

PA=3,3VA

PR=〖Ief〗^2 xR

PR=〖66,2〗^2 mAx100Ω

PR=0,43W

FP=PR/PA

FP=0,43/3,3; FP=13%

A5. Con S1 abierto y la fuente en su voltaje de salida menor, conecte el capacitor de 10 μF, en serie con el resistor de 100 Ω.

A6. Cierre S1. Incremente la salida de la fuente 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 Ω / 10 μF. Registre sus respuestas en la tabla 9 en el renglón 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 figura6. La fuente debe estar en su voltaje de salida menor. El selector de disparo debe ponerse en EXT.

Figura 6

B2. Cierre S1. Aumente la salida de la fuente a 10Vrms. 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 Ω. Apague el osciloscopio; abra S1; desconecte el capacitor de 5 μF.

B5. Con la fórmula 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.

Figura 7

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 Ω.

Tabla 9. Medición de potencia por el método de voltaje-corriente

Resistencia

R, Ω

Valor nominal – Valor medido Capaci-

tancia

Valor

Nominal

C, uF Voltaje

Aplicado

Vac, V Voltaje en

El resistor

Vr, V Corriente

Medida

I, mA Potencia

Aparente

PA, VA Potencia

Real P, W Factor de

Potencia

FP Angulo de

Fase θ

Grados

100 Ω,98 Ω 5uF 50V 6.62V 66,2mA 3,3VA 0.43W 0.13 85.5˚

100 Ω,98 Ω 10uF 25V 6.28V 62,8mA 1.57VA 0.39W 0.24 76.11˚

Tabla 10. Determinación del factor de potencia con osciloscopio

Resistencia

Valor nominal

R, Ω Capacitancia

Valor nominal

C, uF Distancia entre

Puntos cero

d, cm Ancho de la onda senoidal

D, cm Angulo de fase

(calculado)

Θ grados Factor de potencia (calculado) FP

100 5 1,9 8.1 84,4˚ 9%

100 10 1.8 8.1 80˚ 18%

PROCEDIMIENTO 6

Objetivos

1. Verificar que la impedancia, Z, de un circuito RLC serie Z=√(2&R^2 (〖XL-XC)〗^2 )

MATERIAL NECESARIO

Multímetro Digital

Generador de funciones

Resistor

1 de 2KΩ. 1/2W, 5%

Capacitor

1 de 0.022 uF

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.

IR= 3.76V/2000Ω

IR=1,88mA

5. Con el valor calculado de I y el valor medido

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