Informe de laboratorio circuitos lineales DC

Sexto informe de la Práctica laboratorio de Circuitos Lineales

Programa: Ingeniería en Automática Industrial

Profesor: Andrés Fernando Ordoñez Hurtado

Estudiantes: Cristhian Andrés Luna Navarro

Cristian Alejandro Hurtado Caicedo

UNIVERSIDAD DEL CAUCA

Resumen—En la práctica de laboratorio se aplicó conceptos acerca del almacenamiento de energía en AC los cuales nos ayudó a determinar el comportamiento de los circuitos; se realizó los cálculos, simulaciones en Proteus; los valores resultantes fueron acorde a lo esperado con respecto a los cálculos.

Palabras Clave— Amperio, análisis, circuito, corriente, incógnita, osciloscopio, impedancia, capacitancia, voltaje pico, frecuencia, nodo, ohm, resistencia, sistema, valores, voltaje, bobina, condensador, inductores, corriente,

1. INTRODUCCIÓN

En la práctica de laboratorio se aplicó el concepto de elementos almacenadores de energía en AC teóricos vistos en clase.  

Elementos almacenadores de energía: Los elementos electrónicos almacenadores de energía, son aquellos, que permiten "acumular" la energía, con el fin de ser proporcionada en el instante requerido como los condensadores y bobinas.

Condensadores: Se denomina condensador al dispositivo formado por dos placas conductoras cuyas cargas son iguales, pero de signo opuesto. Básicamente es un dispositivo que almacena energía en forma de campo eléctrico. Al conectar las placas a una batería, estas se cargan y esta carga es proporcional a la diferencia de potencial aplicada, siendo la constante de proporcionalidad la capacitancia: el condensador. En términos matemáticos la carga se expresa de la siguiente forma:

  [pic 1]

Con A   Área, d Distancia entre las placas y  Constante dieléctrica o permitividad (Energía almacenada por unidad de volumen)[pic 2]

[pic 3]

Imagen capacitor (Fuente: Electronic)

Bobina: Las bobinas son un elemento pasivo de dos terminales capaz de generar un flujo magnético cuando se hace circular una corriente eléctrica. Las bobinas están conformadas por un alambre o hilo de cobre esmaltado enrollado en un núcleo, estos núcleos pueden tener diferente composición ya sea al aire o en un material ferroso como por ejemplo acero magnético para intensificar su capacidad de magnetismo; se la conecta una fuente de corriente, se determina que el voltaje a través de bobina es proporcional a la rapidez de cambio de la corriente. En términos matemáticos la carga se expresa de la siguiente forma:

[pic 4]

Donde L es la constante de proporcionalidad llamada inductancia y se mide en Henry (H).

[pic 5]

Imagen bobina (Fuente: Electronic)

Transformadores:  El transformador es un dispositivo especialmente diseñado y fabricado para que el acople magnético entre dos bobinas sea el mejor posible y permita inducir un voltaje en la segunda bobina, llamada bobina secundaria, al aplicar una corriente variable en la bobina primaria. El transformador está formado por un núcleo, que suele ser un material ferromagnético, para aumentar el acople magnético, y por las dos bobinas que en general se fabrican en cobre. Estas bobinas tendrán por supuesto una inductancia y una resistencia. El paso de la corriente por las bobinas produce por tanto pérdidas de potencia en las resistencias de las bobinas. De igual manera existen pérdidas de potencia asociadas al hecho de que no todo el flujo magnético producido por la primera bobina pasa por la segunda bobina. Existen otras pérdidas de potencia asociadas al calentamiento del material ferromagnético por fenómenos de corrientes de Eddy y por histéresis del material. Un modelo que represente un transformador que tenga en cuenta todos estos fenómenos es muy complejo, de manera que para simplificar se suele utilizar el modelo ideal del transformador.

La Figura 1 se muestra el símbolo del transformador ideal con el número de vueltas NP en la bobina primaria (izquierda) y NS en la secundaria (derecha).

[pic 6]

Figura 1. Transformador

1. Presentación De Resultados

1. Análisis de los circuitos

a) calculo el valor de las impedancias Z1 y Z2 en forma polar, la impedancia total del circuito, los voltajes en cada una de las impedancias y la corriente en estado estable.

[pic 7]

Figura 1: Multisim

Análisis matemático

Simulación de los circuitos

b) determine el fasor de voltaje en la resistencia de 2Ω usando transformaciones de fuentes hasta obtener un equivalente de Thévenin o de Norton (sin incluir la resistencia de 2 Ω). Desfases de señales.

[pic 8]

Figura 2: Multisim

Análisis matemático

Simulación de los circuitos

c) Diseñe un circuito resonante RLC en serie con frecuencia angular de resonancia ω0 = 1000 rad/s y ancho de banda B = 2 rad/s, asumiendo el valor de R = 10 Ω.

[pic 9]

Figura 3: Multisim.

Análisis matemático

Simulación de los circuitos

d) determinar los valores de R y L que producen máxima transferencia de potencia a la carga (load)

[pic 10]

Figura 3: Multisim.

Análisis matemático

Simulación de los circuitos

e) determinar el voltaje en el capacitor, suponiendo un transformador ideal con n = N2/N1 = 1/3.

[pic 11]

Figura 3: Multisim.

Análisis matemático

Simulación de los circuitos

[pic 12]

Donde = valor intercepatado en Y    [pic 13]

Donde = valror maximo obtenido [pic 14]

   y  [pic 15][pic 16]

[pic 17]

[pic 18]

[pic 19]

[pic 20]

[pic 21]

Resistencia: Z = R (Ω)

[pic 22]

[pic 23]

[pic 24]

Condensador: [pic 25]

[pic 26]

Bobina: [pic 27]

[pic 28]

1. Ecuaciones Matemáticas

1. Ecuaciones

                                                                                                   (1)[pic 29]

                                                                         (2)[pic 30]

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