Circuitos Rl Y Rlc

CIRCUITO RL

Un circuito RL es un circuito eléctrico que contiene una resistencia y una bobina en serie. Se dice que la bobina se opone transitoriamente al establecimiento de una corriente en el circuito.

La ecuación diferencial que rige el circuito es la siguiente:

Donde:

• es la tensión en los bornes de montaje, en V;

• es la intensidad de corriente eléctrica en A;

• es la inductancia de la bobina en H;

• es la resistencia total del circuito en Ω.

La solución general, asociada a la condición inicial , es:

Donde:

• es la intensidad de la corriente eléctrica del montaje, en A ;

• es la inductancia de la bobina en H ;

• es la resistencia total del circuito en Ω ;

• es la tensión del generador, en V ;

• es el tiempo en s ;

• es la constante de tiempo del circuito, en s.

La constante de tiempo caracteriza la « duración » del régimen transitorio. Así, la corriente permanente del circuito se establece a 1% después de una duración de 5 .

Cuando la corriente se convierte en permanente, la ecuación se simplifica en

, ya que .

CIRCUITO RLC

En los circuitos RLC se acoplan resistencias, capacitores e inductores. Existe también un ángulo de desfasaje entre las tensiones y corrientes (y entre las potencias), que incluso puede llegar a hacerse cero. En caso de que las reactancias capacitivas e inductivas sean de distinto valor para determinada frecuencia, tendremos desfasajes.

Dependiendo de cuál de las reactancias sea mayor podremos afirmar si se trata de un circuito con características capacitivas o inductivas y por lo tanto si la tensión adelanta a la corriente (y con qué ángulo) o si la corriente adelanta a la tensión.

A continuación detallamos los valores de un circuito RLC simple en serie.

Reactancia capacitiva

ω = Velocidad angular = 2πf

C = Capacidad

Xc = Reactancia capacitiva

Reactancia inductiva

ω = Velocidad angular = 2πf

L = Inductancia

Xl = Impedancia inductiva

Impedancia total del circuito RLC serie

R = Resistencia

Xl = Reactancia inductiva

Xc = Reactancia capacitiva

Angulo de desfasaje entre tensión y corriente

Xl = Reactancia inductiva

Xc = Reactancia capacitiva

R = Resistencia

Corriente máxima

El módulo de la corriente máxima que circula por el circuito es igual al módulo de la tensión máxima sobre el módulo de la impedancia.

Corriente eficaz

Para ondas senoidales podemos calcular la intensidad eficaz como:

DEMOSTRACION DE LA LEY DE FARADAY

Antes que nada vamos a dar un pequeño repaso para saber o recordar que es la Ley de Faraday

"La Ley de Faraday establece que la corriente inducida en un circuito es directamente proporcional a la rapidez con que cambia el flujo magnético que lo atraviesa

La inducción electromagnética fue descubierta casi simultáneamente y de forma independiente por Michael Faraday y Joseph Henry en 1830. La inducción electromagnética es el principio sobre el que se basa el funcionamiento del generador eléctrico, el transformador y muchos otros dispositivos.

Supongamos que se coloca un conductor eléctrico en forma de circuito en una región en la que hay un campo magnético. Si el flujo F a través del circuito varía con el tiempo, se puede observar una corriente en el circuito (mientras el flujo está variando). Midiendo la fem inducida se encuentra que depende de la rapidez de variación del flujo del campo magnético con el tiempo".

EXPERIMENTO N°1

DESCRIPCION TEORICA DEL EXPERIMENTO

A)

Determinar la polaridad de un imán utilizando la brújula, conocida previamente su polaridad.

Al tener identificado los polos de la brújula, solo hay que acercarle el imán a uno de los dos polos, si se repelen, estaremos en presencia de polos iguales, si la brújula no se mueve, estamos en presencia de polos contrarios.

B)

Actividad demostrativa:

Colocar un imán alrededor de un osciloscopio y rotarlo en distintos sentidos, observe.

C)

Determinar campos magnéticos de una línea de corriente en distintos tipos de conductores.

Materiales

Brújula magnética

Imán permanente

Limaduras de hierro

Panel demostrativo de conductores

Un osciloscopio

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

A)

Determinar los polos de un imán permanente, a través de una brújula magnética.

Con limaduras de hierro identificar el campo que forma este imán.

B)

Observar que sucede cuando el osciloscopio se genera una señal centrada del haz obteniendo un punto y se expone a un imán permanente

C)

Conectar a una batería los distintos conductores (horizontal, vertical y solenoide)

Esparcir limaduras de hierro y observar.

PROCESAMIENTO DE DATOS

A)

Por convención se dijo que las líneas de campo magnético van de norte a sur y siempre al polo contrario.

En la figura1 se observa claramente este fenómeno que tienen una dirección de polo a polo contrario y un sentido de norte a sur. Se aprecia que todas estas líneas llegan a su destino y no son perturbadas por ningún agente externo.

Se ve claramente por el método experimental que se cumplen los principios establecidos: polos opuestos se repelen e iguales se atraen.

Además se ve que se cumple que la dirección de las líneas de campo son de polo norte a sur teniendo ese sentido. Y si bien las líneas de campo eléctrico van de la carga al infinito; las de campo

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