Analisis de circuitos AC

INGENIERIA EN TELECOMUNICIONES

ANALISIS DE CIRCUITOS AC

TRABAJO COLABORATIVO 1

ACTIVIDAD 6

JUAN RICARDO CASTAÑO

COD 71.765.424

GRUPO 201423_10

TUTOR: PABLO ANDRES GUERRA GONZALEZ

TUTOR LABORATORIO: MARIA VICTORIA HERRERA

UNIVERSIDAD NACIONAL A DISTANCIA

MEDELLIN

UNAD

2013

INGENIERIA EN TELECOMUNICIONES

ANALISIS DE CIRCUITOS AC

TRABAJO COLABORATIVO 1

ACTIVIDAD 6

JUAN RICARDO CASTAÑO

COD 71.765.424

GRUPO 201423_10

TUTOR: PABLO ANDRES GUERRA GONZALEZ

TUTOR LABORATORIO: MARIA VICTORIA HERRERA

UNIVERSIDAD NACIONAL A DISTANCIA

MEDELLIN

UNAD

2013

INTRODUCCION

Mediante la elaboración de este laboratorio , Estudiaremos la unidad 1 del módulo de la materia ,y pondremos en práctica nuestros conocimientos sobre los circuitos RL, RC y las diversas señales que estos pueden mostrar y de esta forma poderles aplicar sus respectivas ecuaciones y comprobar el resultado de las mismas.

Con estas prácticas de laboratorio comprobaremos la relación entre impedancia, resistencia, reactancia inductiva y Angulo de Fase. Utilizaremos es osciloscopio para hallar el Angulo de Fase de Un circuito RL en serie y hallaremos las relaciones entre Angulo de Fase y Voltaje de un circuito.

Tambien aplicaremos las diferentes fórmulas matemáticas para hallar la Impedancia y voltaje en circuitos en serie y en paralelo.

OBJETIVOS

· Conocer los diferentes tipos de circuitos y sus aplicaciones

· Identificar los diferentes tipos de ondas senoidales generadas de los circuitos electrónicos

· Medir la impedancia en circuitos RL, RC, RLC

· Medir el ángulo de fase en circuitos RL, RC.

PROCEDIMIENTO 1

Objetivos

1. Verificar mediante experimentos que la impedancia, Z, de un circuito RL serie está dada por la formula :

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

MATERIAL NECESARIO Instrumentos

· Multímetro Digital

· Generador de funciones

Resistores

· 1 de 3.3 kΩ, ½ W, 5%

Inductores

· 1 de 47 mH

· 1 de 100 mH

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.

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 L1.

I = = = 1.5 mA (R1) I = = = 1.6 mA (L1)

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.

XL = = = 3.3 Ω XL = = = 3.12 Ω

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.

Tabla 1. Verificación de la fórmula de la impedancia para un circuito RL

Valor del inductor mH

Vent

Vp-p

Voltaje en el resistor VR , Vp-p

Voltaje en el inductor VL , Vp-p

Corriente

calculada VR/R mA

Reactancia inductiva (calculada) VL/IL ,Ω

Impedancia del circuito (calculada), ley de Ohm VT/IT ,Ω

Impedancia del circuito (calculada),

Z = JR2 + X2

L

Nominal

Medido

47

49.5

5V

3.5

5V

1.5

3.33

3.298 Ω

3.2Ω

100

100

5V

3.0

5V

1.6

3.12

3.1Ω

3.2Ω

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 2. Determinación del ángulo de fase y la impedancia

Valor del inductor mH

Reactancia inductiva

(de la tabla 1)

Ω

tan = XL

/R

Angulo de fase , grados

Impedancia

Z  R Ω

cos 

Nominal

Medido

47

4.9

3.33

0.0670

1.052

6.71

100

100

3.12

0.0312

3.12

3.120

Tan Ɵ = = = 0.0670 = 1.052

Tan Ɵ = = = 0.0312 = 3.12

Z= = = 6.71Ω

Z= = = 3.120Ω

PROCEDIMIENTO 2

Objetivos

· Medir el ángulo de fase ϴ entre el voltaje aplicado, V, y la corriente, I, en un Circuito

RL serie.

· Verificar que las relaciones entre el voltaje aplicado, V, el voltaje en R, VR, y el voltaje en L, VL, se describen por las formulas

MATERIAL NECESARIO

Instrumentos

· Osciloscopio de doble traza

· Multímetro Digital

· Generador de funciones

Resistores (½ W, 5%)

· 1 de 1 kΩ

· 1 de 3.3 kΩ

Inductores

· 1 de 100 mH

1. Mida con un óhmetro la resistencia de los resistores de 3.3 kΩ y 1 kΩ. Registre los valores en la tabla 3.

2. Con el generador de funciones apagado, arme el circuito de la 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 VR1llene 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 3.3kΩ.

Tabla 3. Uso del osciloscopio para hallar el ángulo de fase, ɵ, en un circuito RL en

serie

Resistencia, R, Ω

Ancho de la onda

senoidal D, divisiones

Distancia entre

puntos cero d, divisiones

Angulo de

fase 8

...