Análisis de la relación entre el voltaje y la corriente en un resistor en un circuito AC

Procedimiento:

1. Análisis de la relación entre el voltaje y la corriente en un resistor en un circuito AC

Acceda al circuito mostrado en la figura mediante el enlace dado a continuación

https://www.compadre.org/Physlets/circuits/illustration31_5.cfm

El gráfico muestra el voltaje (rojo) y la corriente (azul) de la fuente de alimentación en función del tiempo (el voltaje se da en voltios, la corriente se da en miliamperios y el tiempo se da en segundos).

[pic 1]

Ilustración 1 V vs I en un circuito resistivo puro

Luego de iniciar la animación observa la relación de corriente y voltaje para una carga resistiva. A medida que cambia la frecuencia (moviendo la barra) en la animación.

1. ¿Qué sucede con la relación de voltaje a corriente?  Explique.

-Primero se ingresa al sitio de PHYSLET PHYSICS, posteriormente se interactúa con el circuito modificando su frecuencia, se tomarán las siguientes muestras:

[pic 2]

Ilustración 2 Muestra obtenida con una frecuencia de 1000Hz

[pic 3]

Ilustración 3 Muestra obtenida con una frecuencia de 1500Hz

[pic 4]

Ilustración 4 Muestra obtenida variando la frecuencia con una razón de 500Hz

Se observan tanto en la figura 1, 2 y 3, que la corriente con el voltaje se encuentran en fase, tal como se pudo observar en el marco teórico, obteniendo una razón constante entre el voltaje (Vi) y la corriente (Ii), dicha razón constante viene a ser el valor de la resistencia (Ri). Como se encuentran en fase este valor será constante independientemente si se alterase la frecuencia.

[pic 5]

La intensidad y la diferencia de potencial se encuentran en fase.

1. Análisis de la relación entre el voltaje y la corriente de capacitor en un circuito AC

Acceda al circuito mostrado en la figura mediante el enlace dado a continuación,

https://www.compadre.org/Physlets/circuits/illustration31_5.cfm

[pic 6]

Ilustración 5 V vs I en un circuito capacitivo puro

Luego de iniciar la animación observa:

1. ¿Qué le sucede a la amplitud de la corriente a medida que aumenta la frecuencia? Explique.

-Se procederá a tomar algunas muestras variando la frecuencia.

[pic 7]

Ilustración 6 Muestra obtenida con una frecuencia de 1000Hz

[pic 8]

Ilustración 7 Muestra obtenida con una frecuencia de 2000Hz

La representación de la corriente en las gráficas está dada por el color negro, experimentalmente se puede observar cómo es que la amplitud determinada por una frecuencia de 1000Hz tiene un valor aproximado de 5mA, en cambio, para una frecuencia dada por 3500Hz la amplitud de la corriente aumenta hasta 20mA. Esto también puede ser observado mediante el marco teórico de la siguiente manera.

Para el caso de un circuito capacitivo puro:

[pic 9]

Como :[pic 10]

[pic 11]

Además la capacitancia se mantiene constante, en consecuencia, la intensidad y la frecuencia son directamente proporcionales, si aumenta la frecuencia se concluye que la amplitud de la corriente aumentará en un factor dado por [pic 12]

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