Instrumentacion

INTRODUCCIÓN

El análisis de circuitos de corriente alterna o AC es un tema fundamental en la ingeniería electrónica. Si bien los principios aplicados en su estudio son muy similares a los de corriente continua, estos requieren el manejo de algunas técnicas y conocimientos especializados, como son las funcionales senoidales y los fasores.

Las prácticas de laboratorio aquí estudiadas fueron desarrolladas con base en la guía del curso académico Análisis de Circuitos AC, en forma presencial en el respectivo CEAD, así como a través de la utilización de software de simulación: Proteus.

OBJETIVOS

 Verificar mediante experimentos que la impedancia, Z, de un circuito RL serie esta dada por la formula Z = RAIZ (R^2 + XL^2)

 Estudiar la relación entre impedancia, resistencia, reactancia inductiva y ángulo de fase.

 Medir el ángulo de fase θ entre el voltaje aplicado, V, y la corriente, I, en un circuito RL serie.

 Verificar las relaciones entre el voltaje aplicado, V, el voltaje en R, VR, y el voltaje en L, VL.

 Verificar que la impedancia, Z, de un circuito RC serie esta dada por la formula Z = RAIZ(R^2 + XC^2).

 Estudiar las relaciones entre impedancias, resistencia, reactancia capacitiva y ángulo de fase.

 Medir el ángulo de fase θ entre el voltaje aplicado, V, y la corriente, I, en un circuito RC serie.

 Verificar las relaciones entre el voltaje aplicado, V, el voltaje en R, VR, y el voltaje en C, VC.

 Diferenciar Potencia real de potencia aparente en circuitos AC.

 Medir la potencia en un circuito AC

Componente practico procedimiento 1

1. Mida los inductores de 47 mH y 100 mH para verificar sus valores. Registre los valores medidos

En la tabla 1.

2. Con el interruptor de alimentación del generador de funciones en la posición apagado, arme el

Circuito de la figura 1.

Figura 1

3. Encienda el generador de funciones y ajuste su salida con el osciloscopio a un valor de 5 Vp-p a

Una frecuencia de 5kHz. Anote este valor de entrada en la tabla 1, columna Vent.

4. Mida los valores de Vp-p en el resistor y el inductor. Recuerde usar el modo ADD y el botón

INVERT del osciloscopio para medir en L1. Registre estos valores en la tabla 1.

5. Con el voltaje medido en R1 y el valor de su resistencia, calcule y registre la corriente por el

Circuito en serie. Como el resistor y el inductor están en serie, esta corriente calculada para R1 es

La misma para L 1 .

6. Con la caída de voltaje medida en el inductor y el valor de su corriente en serie, calcule y registre la

Reactancia inductiva en L1.

7. Con la ley de Ohm y la ecuación de reactancias en serie (tabla 2) obtenga la impedancia del

Circuito. Anote ambos valores en la tabla 1.

8. Remplace el inductor de 47mH por el de 100 mH medido en el paso 1.

9. Repita los pasos del 2 al 7; registre todos los valores en el renglón de 100 mH de la tabla 1.

10. Examine la tabla 2. Con los valores de la impedancia (calculados a partir de VL / IL) de la

Tabla 1, calcule el ángulo de fase _ y la impedancia con las relaciones de ángulo de fase. Llene la tabla

2 para los circuitos con inductores de 47 mH Y 100 mH.

11. En el espacio bajo la tabla 2 trace los diagramas fasoriales de impedancia de los circuitos

Respectivos. Si los lados del triángulo se dibujan a una escala determinada, los ángulos de impedancia

Serán más claros.

Tabla 1

Tabla 2. Determinación del ángulo de fase e impedancia

Despejando:

Procedimiento 1 con inductor de 47 mH, hay que tener en cuenta

Voltaje en el resistor

Voltaje en el inductor

Corriente calculada

Reactancia inductiva

Impedancia del circuito

Impedancia del circuito

Reactancia inductiva

Angulo de fase

Impedancia del circuito

Figura 1.1

Diagrama fasorial inductor 47 mH

Figura 1.1.1

Procedimiento 1 con inductor de 100 mH

Voltaje en el resistor

Voltaje en el inductor

Corriente calculada

Reactancia inductiva

Impedancia del circuito

Impedancia del circuito

Reactancia inductiva

Angulo de fase

Impedancia del circuito

Figura 1.2

Figura 1.2.1

Componente practico procedimiento 2

1. Mida con un óhmetro la resistencia de los resistores de 3.3 k Ω y 1 k Ω. Registre los

Valores en la tabla 3.

2. Con el generador de funciones apagado, arme el circuito de la figura 2.

Figura 2

3. Encienda el generador de funciones y con el canal núm. 1 del osciloscopio ajuste

Su salida en 10Vpp a una frecuencia de 5kHz. Ajuste los controles del osciloscopio

Para que aparezca un ciclo completo que cubra la retícula en forma horizontal.

4. Observe que la entrada del disparo se debe ajustar en el canal núm. 2. En un

Circuito en serie la corriente es la misma en todas partes. Así pues, en un circuito

En serie la corriente del circuito se usará como punto de referencia, es decir 0°

cuando se hagan mediciones y se tracen los diagramas fasoriales. La caída del

voltaje en R1 es resultado de la corriente que fluye por el mismo.

5. Ajuste los controles NIVEL (LEVEL) y PENDIENTE (SLOPE) del osciloscopio de

Modo que VR 1 llene la retícula con un ciclo completo. La mayoría de los

Osciloscopios tienen 10 divisiones de ancho y un ciclo completo ocurre en 360°.

Si la pantalla tiene 10 divisiones, a cada división le corresponderán 36°.

6. Con el selector de MODO (MODE) vertical puesto en DUAL-ALT mida el

Desfasamiento resultante entre la corriente del circuito (representada por la onda

Senoidal VR1) y el voltaje de entrada (Vent). Anote los resultados en la tabla 3,

Renglón de 3.3k Ω.

7. Repita los pasos del 2 al 6 con el resistor de 1k Ω en lugar del de 3.3k Ω.

Mida la caída

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