Resonancia en Circuitos en Serie y Paralelo

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACION SUPERIOR

UNIVERSIDAD DEL ZULIA

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE ELÉCTRICA

LABORATORIO DE CIRCUITOS III

PROF. RAFAEL MONTIEL

Informe de Resonancia en Circuitos en Serie y Paralelo

Alumnos:

Blanco, Cristina C.I. V-20.113.919

Buenaño, Paul C.I. V-19.216.556

Guzmán, Mary C.I. V-20.512.542

León, Ender C.I. V-19.899.084

Rodríguez, Génesis C.I. V-20.380.535

Maracaibo, Febrero de 2012

Resumen

Mediante la práctica de Resonancia en Serie se pretende analizar el comportamiento de los circuitos resonantes cuyos elementos están conectados de dicha manera. Para ello se realizó el montaje de un simple circuito con tres elementos pasivos (RLC) y un generador de señales como una fuente independiente. Previamente se realizaron algunos cálculos matemáticos sobre los resultados esperados, luego se verificaron que todos los elementos funcionaran de manera correcta y posteriormente se midieron voltajes y corriente para luego ser analizados y comparados con los cálculos teóricos.

De igual manera se trabajó con la Resonancia Paralelo, esta vez conectando los mismos elementos todos de dicha manera tomando las mismas consideraciones y procedimientos tomadas para la resonancia serie.

Palabras clave:

-Circuito serie: es cuando los elementos están unidos uno seguido del otro hasta cerrar el circuito.

-Circuito paralelo: es cuando los elementos del circuito están unidos por sus dos nodos.

Introducción

La resonancia es un fenómeno que se produce en un circuito en el que existen elementos reactivos (bobinas y condensadores) cuando es recorrido por una corriente alterna o alguna señal de una frecuencia tal que hace que la reactancia llegue hasta su punto máximo o mínimo; es decir, el punto máximo donde la derivada de la función se hace cero. Hay dos tipos de resonancia, de acuerdo a la interconexión de los elementos, siendo éstos resonancia en serie o resonancia en paralelo.

En circuito RLC, dicha frecuencia produce un fenómeno llamado frecuencia de resonancia, en la cual la reactancia inductiva es igual a la reactancia capacitiva. Por lo tanto, la impedancia será mínima e igual a la resistencia óhmica; que también indica que el circuito estará en fase.

Una característica de los circuitos resonantes es que la energía liberada por un elemento reactivo (inductor o condensador) es exactamente igual a la absorbida por el otro. Es decir, durante la primera mitad de un ciclo de entrada el inductor absorbe toda la energía liberada por el condensador, y durante la segunda mitad del ciclo el condensador vuelve a capturar la energía proveniente del inductor. Es precisamente esta condición "oscilatoria" que se conoce como resonancia, y la frecuencia en la que esta condición se da es llamada frecuencia resonante.

Cuando se conecta un circuito RLC en serie, alimentado por una señal alterna (fuente de tensión de corriente alterna o mediante un generador de señales), hay un efecto de ésta en cada uno de los componentes.

Como los valores de la reactancia e inductancia son iguales, se cancelan y la impedancia que ve la fuente es el valor de la resistencia. A frecuencias menores a la de resonancia, el valor de la reactancia capacitiva es grande y la impedancia es capacitiva.

A frecuencias mayores a la de resonancia, el valor de la reactancia inductiva crece y la impedancia tiende a ser inductiva.

Se dice que el circuito está en resonancia en serie, o resonancia de baja impedancia, cuando es real, y por lo tanto, es mínima o casi nula.

Cuando se conecta un circuito RLC en paralelo, alimentado por una señal alterna, ya sea por alguna fuente o generador de señales, se produce un efecto de resonancia en cada uno de los componentes.

A frecuencias menores que la de resonancia, el valor de la reactancia capacitiva es alta y la inductiva es baja, y viceversa.

En un circuito RLC en paralelo, se dice que la resonancia es por alta impedancia, y es real y máxima (llamada también impedancia infinita).

Procedimiento

Se utilizó un generador de señales como fuente para ambos circuitos. También se utilizaron cables como conectores, un potenciómetro, un capacitor y un inductor de características descritas más adelante en las figuras. Se hicieron las mediciones con multímetros en modalidad de voltímetro, amperímetro, óhmetro, y también en modalidad para medir capacitancia e inductancia.

Circuito Serie

Se midieron los elementos elegidos para corroborar su correcto funcionamiento y se procedió a conectar un circuito RLC en serie el cual se encontraba alimentado por un generador de señales, conectado también en serie.

Se calibró el generador de señales y se ubicó en el primer valor de frecuencia 100Hz. Dicho valor se fue aumentando de 100 en 100 hasta llegar a los 800Hz, ya que la frecuencia de resonancia se encontraba entre los 400Hz y 500Hz y por lo tanto asi se apreciaría mejor.

Cada 100Hz se realizó la medición tanto de la corriente del circuito como la tensión en cada elemento que lo conformaba; entre 400Hz y 500Hz se tomó un valor medio cercano al punto de resonancia para así al momento de graficar obtener una curva más definida

Circuito Paralelo

De igual manera que en la parte anterior, con la ayuda de un multímetro se midieron el potenciómetro, capacitor e inductor utilizados para así verificar su funcionamiento.

Posteriormente se conectaron dichos elementos en paralelo entre sí, y también a un generador de señales, el cual se calibró y se varió su frecuencia hasta hallar el valor de 100Hz haciendo las mediciones de intensidad de corriente en cada elemento; – conectando amperímetros en serie – y el voltaje del generador de señales, el cual debe ser el mismo en cada elemento. Se fue variando la frecuencia hasta llegar a 800Hz y teniendo sumo cuidado de no obviar el punto de resonancia, realizando siempre así el mismo procedimiento de

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