Conocimiento y manejo de los instrumentos de medida y determinación de los rangos de operación

[pic 1][pic 2]

1

Conocimiento y manejo de los instrumentos de medida y determinación de los rangos de operación

Santiago Caicedo Cuervo, Yiduar Javier Betancourt

Abstract— This practice consists of two parts, the first one focuses on the use of the oscilloscope to observe the charging and discharging process of a capacitor supplied with a sinusoidal source at which the frequency is varied. The second part is focused on determining the values of the currents and voltages in the elements of an electric circuit and from these measurements observe the voltage-current relationship in each of the elements.

Key words—. Corriente, desfase, medida, tension,

1. INTRODUCCIÓN

Para el ingeniero eléctrico resulta indispensable realizar mediciones de variables físicas relacionadas con circuitos eléctricos, esto implica el conocimiento y manejo de los diferentes instrumentos utilizados para la realización de dichas mediciones. También es un apoyo fundamental el uso de simuladores programas de simulación que permitan estudiar el comportamiento de los aparatos eléctricos de manera conceptual sin tener que realizar montajes físicos ya que estos pueden ser costosos o de difícil acceso. Con esta práctica se pretende conocer el manejo de los principales instrumentos de medición utilizados para medir corrientes, voltajes y ángulos en diferentes puntos de un circuito eléctrico.

1. PROCEDIMIENTO Y RESULTADOS

1. Carga y descarga de un circuito RC

Se re realizó el montaje del circuito de la figura 1 siguiendo las recomendaciones dadas en [1]

[pic 3]

Figura 1. Circuito para verificar la carga y descarga del capacitor

Se simula el circuito con una frecuencia de oscilación de 200 Hz y se captura una imagen del proceso de carga y descarga del capacitor, esta imagen se observa en la figura 2.

[pic 4]

Figura 2. Carga y descarga del capacitor para f=200Hz

En la figura 2 se observa de manera detallada el ciclo de carga, en donde se puede apreciar que el condensador alcanza la carga total después de un tiempo de aproximadamente 1.2 s y toma el mismo tiempo para descargarse. Este tiempo es mayor a cinco constantes de tiempo del circuito.

Ahora se cambia la frecuencia del circuito a 3000 Hz y se simula nuevamente, el gráfico obtenido se observa en la figura

3. Para este caso se observa que el capacitor no alcanza a completar el ciclo de carga debido a que está siendo excitado con una fuente cuyo periodo es mucho menor que su constante de tiempo, es decir que la excitación oscila a mayor rapidez que la dinámica del arreglo RC. En la figura 3 se observa que el tiempo de carga y de carga son diferentes.

[pic 5]

[pic 6]

Figura 3. Carga y descarga del capacitor para f=3000 Hz.[pic 7]

Se toma ahora una frecuencia de 25 Hz para la fuente y se observa el comportamiento de carga del capacitor, como se observa en la figura 4.

[pic 8]

Figura 4. Carga y descarga del capacitor para f=25Hz

En la figura 4 se puede apreciar que, para el caso de f=25 Hz, el capacitor se ve forzado a cargarse más lento, tomando en este caso un tiempo aproximado de 1.46 ms. También hay que decir que la descarga es más lenta debido a que la constante de tiempo del arreglo RC es menor que el periodo de oscilación de la excitación.

1. Mediciones en Circuito RLC

Se monta en simulink el circuito mostrado en la figura 5 siguiendo las recomendaciones dadas en [1]

Figura 5. Circuito RLC para mediciones de desfase.

Tabla 1. Mediciones proyectadas para los elementos del circuito de la figura 5

Tabla 2. Mediciones obtenidas en la simulación para los elementos del circuito de la figura 5.

...