En la presente practica se identificar el concepto de Impedancia y como calcularla asi como identificar las condiciones de resonancia en un circuito de RCL

[pic 1]

.: I N T R O D U C C I Ó N :.

 En la presente practica se identificar el concepto de Impedancia  y como calcularla asi como identificar las condiciones de resonancia en un circuito de RCL. En temas anteriores se ha analizado el comportamiento de los parámetros de resistencia (R), inductancia (L) y capacidad (C), con el objeto de lograr una adecuada comprensión de su comportamiento y debido a que en la mayor parte de circuitos comerciales, estos parámetros no se encuentran aislados completamente, sino están íntimamente relacionados entre sí, es necesario analizar los circuitos de corriente alterna en forma generalizada, es decir considerando los efectos simultáneos de los parámetros R, L y C.   Como se vio en la primera parte de este tema experimental, las corrientes y los potenciales alternos más comunes son de forma senoidal o sea:

V = Vm Sen 2pft                                                (1)

DondeV = valor instantáneo dela tensión, Vm =  valor máximo de la tensión y f  = frecuencia (Hertz).

Evidentemente, el valor promedio en un período de cualquier cantidad senoidal es cero, ya se trate de un voltaje o de una corriente.

A pesar de este hecho sabemos que los voltajes y las corrientes alternas son útiles en muchos casos.   Esto es resultado del hecho de que muchas aplicaciones comprenden el cuadro de la corriente y el voltaje.   Por ejemplo, el efecto Joule de calentamiento de una corriente esta dado por I2R  y consecuentemente se tiene interés en el valor promedio de  I2R , no de I, y ese promedio no es cero en virtud de que I2  es siempre positivo.   Resulta que la mayor parte de usos de la corriente y voltajes alternos dependen del cuadro V y de I .

Por esta razón definimos el valor cuadrático medio de V e I  para una señal senoidal como:

[pic 2]

                    [pic 5]

La impedancia es una magnitud que establece la relación (cociente) entre la tensión y la intensidad de corriente. Tiene especial importancia si la corriente varía en el tiempo, en cuyo caso, ésta, la tensión y la propia impedancia se describen con números complejos o funciones del análisis armónico. Su módulo (a veces impropiamente llamado impedancia) establece la relación entre los valores máximos o los valores eficaces de la tensión y de la corriente. La parte real de la impedancia es la resistencia y su parte imaginaria es la reactancia. El concepto de impedancia generaliza la ley de Ohm en el estudio de circuitos en corriente alterna (AC).El término fue acuñado por Oliver Heaviside en 1886.

En general, la solución para las corrientes y las tensiones de un circuito formado por resistencias, condensadores e inductancias y sin ningún componente de comportamiento no lineal, son soluciones de ecuaciones diferenciales. Pero, cuando todos los generadores de tensión y de corriente tienen la misma frecuencia constante y sus amplitudes son constantes, las soluciones en estado estacionario (cuando todos los fenómenos transitorios han desaparecido) son sinusoidales y todas las tensiones y corrientes tienen la misma frecuencia que los generadores y amplitud constante. La fase, sin embargo, se verá afectada por la parte compleja (reactancia) de la impedancia.

El formalismo de las impedancias consiste en unas pocas reglas que permiten calcular circuitos que contienen elementos resistivos, inductivos o capacitivos de manera similar al cálculo de circuitos resistivos en corriente continua. Esas reglas sólo son válidas en los casos siguientes:

• Si estamos en régimen permanente con corriente alterna sinusoidal. Es decir, que todos los generadores de tensión y de corriente son sinusoidales y de la misma frecuencia, y que todos los fenómenos transitorios que pueden ocurrir al comienzo de la conexión se han atenuado y desaparecido completamente.
• Si todos los componentes son lineales. Es decir, componentes o circuitos en los cuales la amplitud (o el valor eficaz) de la corriente es estrictamente proporcional a la tensión aplicada. Se excluyen los componentes no lineales como los diodos. Si el circuito contiene inductancias con núcleo ferro magnético (que no son lineales), los resultados de los cálculos sólo podrán ser aproximados y eso, a condición de respetar la zona de trabajo de las inductancias.

Como ya se estudió en prácticas anteriores, al valor expresado en la ecuación anterior se le denomina valor raíz cuadrático medio (RCM) o valor efectivo.   Cuando se hable de la lectura de medidores en corriente alterna, el valor obtenido es un valor eficaz salvo que se aclare lo contrario.

En un sistema de efes y debido a las características del condensador, de la bobina y de la resistencia, podemos representar los parámetros resistivos XL, XC y R como sigue:

                    XL[pic 6][pic 7]

                               R                                            R[pic 8][pic 9][pic 10]

                    XC                                                XC                         

Y combinándolo obtendremos Z.

 Por medio de cálculo, la reactancia resultante en un circuito se obtiene restándole a la XL  la XC, quedando:                                       (XL - XC) en donde predomina la de mayor valor.

...