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INFORME DE LABORATORIO

ANÁLISIS DE CIRCUITOS AC

INTEGRANTES HAROLD HERNANDEZ DIEGO RESTREPO PABLO RAMIREZ

PROFESOR ING ARTHUR RODRÍGUEZ

UNIVERSIDAD DEL MAGDALENA FACULTAD DE INGENIERIA PROGRAMA INGENIERIA ELECTRONICA SANTA MARTA 2018 – I CONTENIDO 1. OBJETIVOS


1.1

Objetivos generales

1.2

Objetivos específicos

2. INTRODUCCION 3. MARCO TEÓRICO 4. EQUIPO 5. PROCEDIMIENTO 6. RESULTADOS EXPERIMENTALES 7. CUESTIONARIO 8. CONCLUSIONES 9. BIBLIOGRAFÍA

1.OBJETIVOS 1.1 Objetivos generales  familiarizarse con el manejo de los circuitos RC 1.2 Objetivos específicos


Verificar a base de experimentación que la impedancia Z en un circuito RC en serie esta dada por la formula

 

2 c impedancia.

Z = R 2+ X

Estudiar las relaciones entre Resistencias, reactancia capacitiva y Angulo de fase Realizar la medición del Angulo de fase entre el voltaje aplicado V y la corriente en un circuito RC en serie

2.INTRODUCCIÓN En la experiencia se analizó un circuito RC en serie (resistor y capacitor), con el fin de determinar la caída de voltaje en el resistor y en el capacitor. También se calculó la corriente en todo el circuito utilizando la ley de ohm, a partir de los


valores calculados pasamos hallar la reactancia capacitiva (X C) y el ángulo de fase. Para llevar a cabo esta práctica se utilizaron una serie de herramientas como protoboard, generador de señales, osciloscopio, multímetro, resistencias y capacitores, por medio de estos aparatos pudimos determinar el ángulo de fase y la relación de voltaje en un circuito RC en serie.

3.MARCO TEÓRICO Fasores


Es una representación gráfica de un número complejo que se utiliza para representar una oscilación, de forma que el fasor suma de varios fasores puede representar la magnitud y fase de la oscilación resultante de la superposición de varias oscilaciones en un proceso de interferencia. La función de excitación V=vm sen(wt) Fuente de corriente I= Im sen(wt) El valor máximo es vm y su frecuencia en radianes w (rad/s). La función senoidal periódica definida por la propiedad x ( t +T )=x (t) , para todo t, donde T es el periodo de oscilación. El reciproco de T define la frecuencia o número de ciclo por segundo y se representa por f =1/T La frecuencia f esta en ciclo por segundos, mas comúnmente llamados Hertz (Hz). Por lo tanto la frecuencia angular (en radianes) de la función senoidal es: rad ) s w=2 πf =2 π /T ¿ Reactancia Capacitiva Se denomina reactancia a la oposición ofrecida al paso de la corriente alterna por inductores (bobinas) y condensadores, se mide en ohmios y su símbolo es Ω. La reactancia capacitiva se representa por Xc y su valor viene dado por la fórmula: xc=

1 1 = cw 2 πfc

Circuito RC Un circuito RC es un circuito eléctrico compuesto de resistencias y condensadores. La forma más simple de circuito RC es el circuito RC de primer orden, compuesto por una resistencia y un condensador. Entre las características de los circuitos RC está la de ser sistemas lineales e invariantes en el tiempo. Generador de señales Es un instrumento que proporciona señales eléctricas. En concreto, se utiliza para obtener señales periódicas (la tensión varía periódicamente en el tiempo)


controlando su periodo (tiempo en que se realiza una oscilación completa) y su amplitud (máximo valor que toma la tensión de la señal). Osciloscopio Es un instrumento de visualización electrónico para la representación gráfica de señales eléctricas que pueden variar en el tiempo. Es muy usado en electrónica de señal, frecuentemente junto a un analizador de espectro.


4.EQUIPO Osciloscopio

Generador de señales

Multímetro


Protoboard

Resistencias y condensadores


5. PROCEDIMIENTO Circuito 1 Paso 1 Implementamos el circuito en la protoboard

Paso 2 Procedemos a conectar y encender el generador de funciones junto con el osciloscopio ajustamos la salida con un valor de 10Vpp a una frecuencia de 1kHz procedemos a llenas la siguiente tabla de acuerdo con lo experimentado

Paso3 Apagamos ĂŠl generador y desconectamos


Circuito 2 Paso 1 Implementamos el circuito en la protoboard

Paso 2 Procedemos a conectar y encender el generador de funciones junto con el osciloscopio ajustamos la salida con un valor de 10Vpp a una frecuencia de 1kHz procedemos a llenas la siguiente tabla de acuerdo con lo experimentado (solo variamos las resistencias y el capacitor en comparaciĂłn al circuito 1)

Paso3 Apagamos ĂŠl generador y desconectamos


Valor Del Vent Voltaje Capacitor Vp- en el resistor Nominal Medido p Vrp-p

Voltaje en capacitor Vcp-p

Corriente calculada VR/R mAp-p

Reactancia capacitiva (calculada) Xc,,Ω

Reactancia capacitiva (calculada) Vc,ic,Ω

.033 0.1

4.9v 2.5v

2.5mA 3.75mA

909.4 Ω 321,2 Ω

1984 Ω 666.6 Ω

0.33 0.1

10V 10V

5v 7.5v

6.RESULTADOS EXPERIMENTALES TABLA 1

Impedancia del circuito Calculada Z =√ R 2+ R 2 c 2197 Ω 2666 Ω

 Corriente calculada para el capacitor de 0.033 uf I=

5v =2.5 mA 2000 Ω  Corriente calculada para el capacitor de 0.1uf

I=

7.5 v =3.75 mA 2k Ω  Calculo de Xc para capacitor de 0.033 uf

Xc=

1 2 πfc

Impedancia del circuito(calculada ) ley de ohm Vt/It Ω 4000 Ω 2544 Ω


Xc=

1 2 π 0.35 µf 500 hz

Xc=

1 0.00109957

Xc=

IC 4.96 v = VC 0.0025 A

Xc=1984 Ω  Calculo de Xc para capacitor de 0.1 uf

Xc=

1 2 πfc

Xc=

1 2 π 0.099 µf 500 hz

Xc=

1 0.003110176

Xc=

IC 2.5 v = VC 0.00375 A

Xc=666.6 Ω  Impedancia del circuito para capacitor de 0.33uf Z = √ R 2+ R 2 c Z =√2000 Ω2 +909.45 Ω2 c Z =2197.06Ω Z=

vT 10 v = =4000Ω IT 0.0025 A

 Impedancia del circuito para capacitor de 0.1uf Z =√ R 2+ R 2 c Z =√2 K Ω2 +1526.7 Ω2 c Z =2544.5Ω

Z=

vT 10 v = =266 IT 0.00375 A


Valor del capacitor Nomina Medid l o 033 033 0.1

Xc Angulo de fase θ R Grados

Reactacia capacitiva Tabla 1 Ω 909.45

-0.4547

-24.45°

2179 Ω

312.54

-0.1607

-9.12

2015 Ω

0.1

tanθ=

 Angulo de fase para el condensador de 0.033 tan −1 (

−xc ) R

tan −1 (

909.45 Ω ) 2000 Ω

θ=−24.45 °  Angulo de fase para el condensador de 0.1uf −xc tan −1 ( ) R

tan −1 (

−321.52Ω ) 2000Ω

θ=−9.12  Impedancia para el condensador de 0.033 uf R Z= cosθ Z=

2000 cos 24.45

Z =2197  Impedancia para el condensador de 0.1 uf R Z= cosθ

Z=

Z =2025

Circuito 2

2000 cos 9.12

Impedancia R Z= cosθ


Resistencia R, â„Ś Nominal medid o

Capacitancia D.cm C,uf

1k 6.8k

0.033 0.033

1k 6.8k

Valor Del Vent Voltaje Capacitor Vp- en el resistor Nominal Medido p Vp-p 1K 1K 10V 2V 6.8K 6.8K 10V 8.1V

10 10

Voltaje en capacitor Vp-p 9.81 5.78

Corriente calculada VR/R mA 2mA 1.19mA

Ancho de la onda sinusoidal,c m 10 10

Reactancia capacitiva (calculada), â„Ś 4822.86 4822.86

Distancia entre puntos cero CM 1.6 0.8

Angulo de fase

Voltaje aplicado Calculado Vp-p

-78.83 -35.34

10.01 9.88


7.CUESTIONARIO Cuestionario 1 1)Explique la relación entre resistencia, reactancia capacitiva e impedancia en un circuito RC en serie La impedancia de un circuito rc en serie depende de la suma de la reactancia generada por el capacitor mas la resistencia esa es la relación existente 2)Explique cómo afectan los incrementos y decrementos de la reactancia capacitiva al anglo de fase en un circuito rc en serie con resistencia fija Cuando la reactancia capacitiva es mucho mayor su Angulo tiende a menos 90° 3)según los datos de la tabla 1 cuando usamos el capacitor de 0.033 ¿en el circuito domina la resistencia o al capacitancia? domina la resistencia 4) Si el Resistor de 2k se incrementará A 4k qué le ocurriría a la impedancia y al ángulo de fase del circuito la impedancia incrementa, pero la reactancia con respecto a la resistencia se va a ver mucho menor y en alguno empezaría a decrecer 5) Qué factores podrían introducir errores en este experimento considere factores humanos y mecánicos las protoboard cuando están flojas y generan pequeñas capacitancias parasitas por efecto de sus materiales Cuestionario 2 1) Explique la relación entre el voltaje en la resistencia el voltaje en la capacitancia y el voltaje aplicado En un circuito rc en serie Si la impedancia tiene un Angulo mayor -45° la resistencia va a tener un mayor voltaje mientras que su ángulo es menor a -45° el voltaje será menor esto se da porque la corriente es la misma en el circuito 2) En el circuito en serie con Resistol de 6.8 que domina la resistencia o la capacitancia utilice los datos de laboratorio para sustentar su respuesta Domina la resistencia 3) En el circuito en serie el ángulo de la impedancia Resulta ser de 30 grados Cuál es la relación entre la corriente del circuito y el voltaje aplicado La corriente es compleja y su relación es la misma impedancia 4


8.CONCLUSIĂ“N

En el circuito RC serie observamos que la corriente se adelanta con respecto al voltaje. La reactancia capacitiva es inversamente proporcional a la frecuencia, a mayor frecuencia menor es su reactancia capacitiva (x c), si se varĂ­an los valores de la resistencia en el circuito RC la reactancia capacitiva es la misma


9.BIBLIOGRAFĂ?A https://electronikuts.files.wordpress.com/2014/09/principios-de-electricdadmalvino.pdf

Laboratorio n 1 circuitos ac  
Laboratorio n 1 circuitos ac  
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