Practica corriente alterna

INTRODUCCION

En los circuitos de corriente alterna (AC) los receptores presentan una oposición a la corriente que no depende únicamente de la resistencia óhmica del mismo, puesto que los efectos de los campos magnéticos variables (bobinas) tienen una influencia importante. En AC, la oposición a la corriente recibe el nombre de impedancia (Z), que obviamente se mide en Ω. La relación entre V, I, Z, se determina mediante la "Ley de Ohm generalizada".

Ley de Ohm

I=V/Z

Donde:

I: intensidad eficaz en A.

V: tensión eficaz en V.

Z: impedancia en Ω. La impedancia puede calcularse como:

Z= √(R^2+ X_L^2 )

donde:

Z: impedancia en Ω.

R: resistencia en Ω.

X: reactancia en Ω.

La propia impedancia se describen con números complejos, La parte real de la impedancia es la resistencia y su parte imaginaria es la reactancia en el caso de un circuito RL seria reactancia inductiva. En este informe cada proceso realizado en esta experiencia podrá observar la comparación de los datos teóricos, los cuales son cálculos hechos en papel y los datos experimentales, obtenidos a partir de medición aplicando el uso del osciloscopio y el voltímetro

BASE TEÓRICA CONSULTA SOBRE EL TEMA DE LA PRÁCTICA

Conceptos básicos de corriente alterna: Una corriente alterna (AC) se caracteriza, fundamentalmente, porque su polaridad o sentido de circulación a través de un circuito no es único y porque no tiene un valor constante a través del tiempo sino que este varía cíclica o periódicamente. En la figura 1. Se ilustra gráficamente, desde este punto de vista, la diferencia entre una corriente continua y una corriente alterna.

Figura 1. Corriente alterna vs corriente continua

En ambos casos el eje horizontal representa el tiempo y el eje vertical la amplitud o intensidad de la corriente,

Paramentaros de una señal de corriente alterna: Los principales paramentaros que caracterizan una señal alterna, de corriente o voltaje, pura (Figura 2) son su amplitud máxima, su frecuencia y su fase. Otros parámetro relacionados con con la amplitud máxima son el valor instantáneo, el valor pico a pico, el valor promedio y el valor eficaz.

Figura 2. Señal de corriente alterna pura

Valor pico o tención pico: Definido como el valor máximo de la corriente o del voltaje, en donde, los valores pico pueden ser, positivos o negativos ver en la figura 3.

Figura 3. Valor pico en corriente alterna

Valor pico a pico o tención pico a pico: es numéricamente igual al doble del valor pico y corresponde entre los dos puntos de amplitud máxima de un siclo de señal.

Valor Instantáneo: es el que tiene la señal en cualquier instante de tiempo y se puede expresar en forma general mediante una ecuación de tiempo:

Valor instàntaneo=Valor pico x Sen (2πƒt ± θ)

Valor promedio: se define como el promedio aritmético de todos los valores que adopta la señal durante un semiciclo y es aproximadamente igual al 62.7% del valor pico. Esta es.

Valor promedio≈0.637 x Valor pico

Valor eficaz o rms: (root-mean-square: raíz cuadrática media) de una señal de corriente alterna es que produce en un elemento resistivo la misma disipación de potencia que una corriente continua de igual valor. En la figura 4 se ilustra prácticamente este concepto. Inicialmente, con el interruptor en posición A, la lámpara es excitada por la señal de voltaje y disipa, por ejemplo 750 mW.

Figura 4. Concepto de valor eficaz

A continuación, con el interruptor en posición B, la lámpara se excita con el voltaje continuo y se varia este ultimo hasta que produzca en la resistencia la misma disipación de potencia que el voltaje alterna. Cuando esto suceda, el valor del voltaje continuocorresponderá exactamente al valor eficaz del voltaje alterno. Numéricamente, el valor eficaz de una señalde corriente está dado por.

Valor rms≈0.707 x Valor pico

La frecuencia (f): se refiere al número de siclos que se repiten por segundo y se miden en hertz (Hz). La duración de un siclo se denomina periodo (T) y se mide en segundos (s). Entre más alta la frecuencia de una señal, mejor es su periodo y viceversa. La frecuencia y el periodo se relacionan matemáticamente mediante la siguientes formulas.

Periodo= 1/f y Frecuencia=1/T

PROCEDIMIENTO 1

HERRAMIENTAS Y MATERIALES

Multimetro Digital

Generador de funciones

Analizador de capacitores/inductores o medidor LCR

Resistores

1 de 3.3 k Ω, ½ W, 5%

Inductores

1 de 47 mH

1 de 100 mH

ACTIVIDAD

Mida los inductores de 47 mH y 100 mH para verificar sus valores. Registrelos valores medidos en la tabla 1.

Con el interruptor de alimentación del generador de funciones en la posición apagado, arme el circuito de la figura 5.

Figura 5. Configuración circuito 1

Encienda el generador de funciones y ajuste su salida con el osciloscopio aun valor de 5 Vp-p a una frecuencia de 5 kHz. Anote este valor de entrada en la tabla 1, columna Vent

Mida los valores de Vp-p en el resistor y el inductor. Recuerde usar el modo ADD y el botón INVERT del osciloscopio para medir en L1. Registre estos valores en la tabla 1.

Con el voltaje medido en R1 y el valor de su resistencia, calcule y registre la corriente por el circuito en serie. Como el resistor y el inductor están en serie, esta corriente calculada para R1 es la misma para L1.

Con la caída de voltaje medida en el inductor y el valor de su corriente en serie, calcule y regístrela reactancia inductiva en L1.

Con la ley de Ohm y la ecuación de reactancias en serie (tabla 2) obtenga la impedancia del circuito. Anote ambos valores en la tabla 1.

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