LABORATORIO DE FISICA I. Corriente alterna

[pic 1][pic 2]UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA

FACULTAD DE CIENCIAS, ESCUELA DE QUIMICA

LABORATORIO DE FISICA I

PROFESOR: ALEJANDRO LOPEZ

CORRIENTE ALTERNA

Mariela More Villarroel – C.I: 20652746

RESUMEN
En la presente práctica se realizó el estudio y el manejo del osciloscopio realizando mediciones sencillas de diferentes circuitos RLC, de donde se midieron valores de impedancia y se realizaron cálculos para determinar la corriente y el voltaje de los diferentes circuitos realizados

INTRODUCCION

Se denomina corriente alterna a la corriente eléctrica en la que la magnitud y la dirección varían cíclicamente  en función del tiempo. La forma de onda de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una onda senoidal, puesto que se consigue una transmisión más eficiente de la energía.

Utilizada genéricamente, la CA o AC, se refiere a la forma en la que la electricidad llega a los hogares y a las empresas. Sin embargo, las señales de audio y de radio transmitidas por los cables eléctricos también son ejemplos de corriente alterna. En estos usos, el fin más importante suele ser la transmisión y recuperación de la información codificada (o modulada) sobre la señal de la CA.  

MARCO TEORICO

Los circuitos de corriente alterna constituyen un tema de suma importancia para la ciencia y la tecnología, por muchas razones, entre las cuales podemos destacar: 1) la casi totalidad de la energía eléctrica que se genera en todo el mundo para las industrias y uso doméstico es de este tipo. 2) Cualquier corriente, por complicada que sea su variación en el tiempo, puede ser analizada como una superposición de corrientes senoidales de diferentes frecuencias (análisis de Fourier). Un generador de CA opera mediante la rotación de una bobina de alambre dentro de un campo magnético a velocidad angular constante, ω. Se induce una fuerza electromotriz (fem) que varía con el tiempo en formal sinusoidal:  

V(t) =Vmsenωt     (1)

Donde Vm es el voltaje máximo o valor pico (figura 1) y ω = 2πf es la frecuencia angular, siendo f la frecuencia expresada en Hertz.      

[pic 3]

Experiencia 1. Medidas de señales producidas por un generador de funciones.

Se conectó el generaron de funciones al canal uno (CH1) del osciloscopio y se ajustó la amplitud Vmáx para obtener una señal de salida de 6 Voltios pico a una frecuencia de 1 kHz, posteriormente se calculó el voltaje eficaz VRMS

Vmáx = 6 Vpico

Escala de 2Vol/Div: 3 cuadritos

VRMS (Teórico) = [pic 4][pic 5]

• Luego sin mover la amplitud del generador se midió el voltaje con el multímetro.

VRMS (Multímetro) = 4,07 V ± 0,15 V

• Se calculó el valor de la amplitud (Vmáx)

Vmáx = VRMS  x [pic 6][pic 7] = 4,07 V x [pic 8][pic 9] = 5,75 V

Experiencia 2. Determinación de la inductancia L de una bobina.

Se instaló el siguiente circuito:

[pic 10]

Con ayuda del osciloscopio se fijó en el generador de funciones una señal de 1 Vpico de salida con una frecuencia de 3 kHz

• Frecuencia (f) = 3 KHz

T=1/f = 1/3000Hz=0.000333s=0,333ms.

• R = 1KΩ(marrón-negro-rojo)

Se midió la resistencia del inductor (Bobina)

• RL =16,6 Ω

Se midió la amplitud del voltaje en el inductor y el desfase con la señal de entrada.

• Vinductor (Vz) = (0,08 ± 0,02) V

T = 3,2 ms ;   t = 0,6mS

El desfase con la señal de entrada:

ɸV-Vz = 2 π [pic 11][pic 12] 

[pic 13]

Luego, se determinó el valor de la impedancia en ZL con su respectiva fase (ɸz)

1. En forma polar:

[pic 14]

ZL = 0,224 Ω

ɸz = (ɸV-Vz ) – Arctan [pic 15][pic 16]

ɸz = 69,96°=1,221 rad.

1. En forma binomial:

Es de la forma:

ZL= x + jy

De donde r = ǀZǀ=ZL 

ZL= rCos (ɸz) + j rSen (ɸz)

ZL =(0,076 + j 0,210) Ω

Calculamos el valor de la inductancia L.

X= ω L , X=0,210

Despejando la inductancia, nos queda:

L = [pic 17][pic 18] = [pic 19][pic 20]

De donde f = 3,03 kHz.

Obteniéndose como resultado

• L = 1,11 x [pic 21][pic 22]

Experiencia 3. Circuito RLC en Serie.

Primero que todo se conectó el generador de funciones al canal 1 del osciloscopio y se ajustó la amplitud hasta obtener una señal de salida de 6 voltios pico a una frecuencia de 1 Khz

Luego, se realizó la instalación del siguiente circuito RLC con los siguientes elementos medidos:[pic 24]

Usando el canal 2 del osciloscopio se midió el voltaje en el condensador Vc y el desfasaje respecto a la señal de entrada, realizándose lo mismo para el inductor y para la resistencia. Obteniéndose los siguientes resultados

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