Informe Hidraulica

1. OBJETIVOS:

• Verificar el comportamiento de un circuito RC y RL en serie, conectado a una fuente de voltaje alterno.

• Determinar al ángulo de desfase entre la señal del voltaje y la corriente.

• Determinar la potencia activa.

• Determinar la relación de la reactancia y el ángulo de fase con la frecuencia.

2. JUSTIFICACION

La energía eléctrica viene dada por el producto de la tensión, la intensidad y el tiempo. Dado que la sección de los conductores de las líneas de transporte de energía eléctrica depende de la intensidad, podemos, mediante un transformador, elevar el voltaje hasta altos valores (alta tensión), disminuyendo en igual proporción la intensidad de corriente. Con esto la misma energía puede ser distribuida a largas distancias con bajas intensidades de corriente y, por tanto, con bajas pérdidas por causa del efecto Joule y otros efectos asociados al paso de corriente tales como la histéresis o las corrientes de Foucault. Una vez en el punto de consumo o en sus cercanías, el voltaje puede ser de nuevo reducido para su uso industrial o doméstico y comercial.

3. HIPOTESIS

La corriente eléctrica en la que la magnitud y el sentido varían cíclicamente. La forma de oscilación de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una oscilación senoidal puesto que se consigue una transmisión más eficiente de la energía

4. VARIABLES

Las variable conocidas de ambos circuitos RC y RL serán frecuencias y voltajes el tiempo las variables preestablecidas será n las resistencias y impedancias.

5. LIMITES Y ALCANCES

Dado que los intervalos de tiempo que tomaremos en la practica tienden a ser muy pequeños los datos podrían verse afectados por un error aleatorio que no podremos determinar ya que variara para cada medición siendo este la causa de mediciones equivocadas y malinterpretaciones.

6. DESCRIPCION TEORICA:

¿Qué es corriente?

Corriente es el flujo de electrones a través de un conductor, si tal flujo es en un solo sentido y dirección, decimos que se trata de corriente continua, pero si cambia de dirección alternando periódicamente (tiempo) de una dirección a la otra decimos que se trata de corriente alterna.

La fuerza impulsora de este movimiento puede ser una fuente de voltaje que entregue una señal del tipo senoidal:

Vm = amplitud de la señal

ω = frecuencia angular de la señal

Si armamos un circuito pasivo RC en serie alimentado por esta fuente, la corriente generada será del tipo:

I m = amplitud de la señal

ω = frecuencia angular de la señal

φ = ángulo de desfase

Si analizamos el circuito conforme la segunda ley de kirchoff:

V = VR + VC dividiendo ambos miembros

Operando debidamente…………

Ecc. dif. de 1er grado

La solución de esta ecuación será………..

Entonces tenemos…….

Ahora si analizamos un circuito RL:

De igual manera, según la segunda ley de kirchoff.

V = VR + VL

Sin embargo la inductancia suele tener una resistencia interna RL por lo que R = R + RL

Obteniendo un arreglo conveniente….

Ecuación Dif. de 1er grado.

Cuya solución es…… donde…….

7. DESCRIPCIÓN DEL MATERIAL Y EQUIPOS:

• Generador de funciones

• Osciloscopio

Capacitor : 10 nF. Inductor : 33 mH. Resistor : 1,8 KΩ

TOMA DE DATOS:

Se inició el laboratorio con el armado del siguiente circuito….

El generador de funciones actuará como una fuente de voltaje que entregará una señal senoidal con una amplitud de 3 [volts]. A continuación variamos la frecuencia del generador de funciones y con el osciloscopio medimos el voltaje pico a pico sobre la resistencia; también medimos el ángulo de desfase, haciendo que la señal del canal dos ocupe todo el espacio de la pantalla del osciloscopio (todo un periodo) y leer el espacio entre las dos señales sobre el eje “x”. Al llegar a la frecuencia de 10 KHz. dibujamos las ondas del canal uno y dos que aparecen en el osciloscopio. El resultado de tales mediciones se muestra a continuación.

 Conexión RL

Tabla 1

2.00 2.04 5.72 492 20

3.00 3.008 5.56 332.4 18

5.00 5.004 5.12 200 17.2

7.00 7.047 4.60 141.8 16

10.0 10.079 3.84 98.2 14

15.0 15.023 2.92 66.80 10

20.0 20.140 2.28 49.70 9

25.0 25.015 1.84 40.08 7.6

 Conexión RC

Tabla 2

2.00 2.064 1.48 484.8 -96

3.00 3.057 2.06 326.8 -64

5.00 5.083 3.08 196.6 -32

7.00 7.075 3.80 141.4 -20

10.0 10.043 4.82 99.50 -12

15.0 15.034 5.16 66.50 -5.6

20.0 20.132 5.44 49.68 -3.2

25.0 25.017 5.56 39.96 -2.2

8. TRATAMIENTO DE DATOS:

1. Con los resultados experimentales para f = 10 [KHz], determinar numérica v = v(t), i = i(t) y p = p(t), y dibujarlas en forma correlativa. Determinar la potencia activa P.

Contamos con los siguientes datos:

Luego el voltaje sobre la fuente será:

V = Vm Sen (ω t ) → El ángulo en radianes.

[volts] ; t [ms]

La corriente que pasa por todo el circuito es:

i = Im Sen (ω t - φ) →

[mA] ; t [ms]

La potencia instantánea será:

p = Vm Im Sen (ω t) Sen ( ω t – φ)

[mW] ; t [ms]

...