CEMENTO SUR

LABORATORIO 04

CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA EN SERIE

OBJETIVO.

Estudiar las relaciones entre el voltaje y la corriente en circuitos de c.a. en serie de R, XL y XC.

Analizar en forma experimental las características de resonancia en los cirucitos R-L-C en serie.

El uso correcto de los instrumentos y equipos a realizar en la experiencia.

CUESTIONARIO.

¿Porque el factor de potencia es la unidad en circuitos resonantes?

La frecuencia en la cual la reactancia inductiva iguala a la reactancia capacitiva (XL = XC).

La frecuencia a la cual la corriente total (de línea) está en fase con el voltaje aplicado. Esta es la condición para factor de potencia igual a la unidad (cos Θ = 1).

Explicar la razón porque en un circuito de c.a. sin carga resistiva es peligroso.

Porque la corriente que circula es mayor a lo normal que circula , por eso se pone una resistencia para disminuir la corriente.

Qué entiende por resonancia.

La resonancia eléctrica es un fenómeno que se produce en un circuito en el que existen elementos reactivos (bobinas y capacitores).

La resonancia se produce cada vez que hay una relación entre frecuencias (una de las frecuencias es igual a un múltiplo entero de la otra), y se podría definir como "una oscilación de gran amplitud causada por un estímulo periódico relativamente pequeño"

Cuánto vale el valor de la corriente en resonancia.

Lo aquí representado es el valor del módulo de la corriente que recorre el circuito según sea la frecuencia de la tensión de alimentación. Si se calcula la frecuencia de resonancia se verá que para los valores de la gráfica ésta es de 5033Hz, lo que corresponde con el máximo de la curva de la gráfica. Para frecuencia inferiores y superiores a la de resonancia el valor de la corriente será menor, lo cual es lógico ya que sólo para la frecuencia de resonancia la resta de reactancias será cero. Para frecuencias inferiores a la de resonancia predomina la reactancia capacitiva, siendo la inductiva la que predomina para frecuencias superiores a la de resonancia.

Determine el valor de voltaje en la resistencia en la condición de resonancia. Comente los resultados obtenidos.

Bueno como XL = Xc ( en resonancia) la bobina y el condensador se eliminan en serie la cual queda la resistencia cuyo voltaje es la entrada es decir voltaje (C.A.).

RESPECTO A LA EXPERIENCIA.

Complete la siguiente tabla de acuerdo a los datos tomados en clase muestre Ud. el procedimiento para hallar el valor del capacitor y la capacitancia.

DATOS TOMADOS EN EL LABORATORIO: CIRCUITO N°1:

#

DE PRUEBAS VOLTAJE DE LA FUENTE

(C.A.) INTENSIDAD

TOTAL

(A)

I (R)

I (C) P (W)

1 79.9 4 4 0.27 63*5

2 59.2 2.91 3 0.20 35*5

3 39.58 1.97 2 0.13 16*5

4 20.05 0.99 1 0.06 4*5

# VOLTAJE (C.A.) VR I (A) Z R Xc P (W) 

1 79.9 79.9 4 19.97 20 270.672 63*5 11.47

2 59.2 59.2 2.91 20.34 20 270.672 35*5 0

3 39.58 39.58 1.97 20.09 20 270.672 16*5 0

4 20.05 20.05 0.99 20 270.672 4*5 0

CALCULANDO: X_c

Teniendo: X_c=1/ωC ω=2πf

Sabemos que:

R=20Ω C=9.8μF f=60Hz

X_c=1/2πfC → X_c=1/(2π(60)9.8x〖10〗^(-6) ) → X_c=270.672Ω

CASO 1:

Teniendo: p = 63*5

S=VI

S=79.9x4 → S=319.6VA

P=S cos⁡Ф → 63*5=319.6 cos⁡Ф → cos⁡Ф=0.98

Ф=11.47°

→SE SABE QUE LA :

Z=Vm/Im

Z=79.9/4=19.975Ω

CASO 2:

Teniendo: p = 35*5

S=VI

S=59.2x2.91 → S=172.272VA

P=S cos⁡Ф → 35*5=172.272 cos⁡Ф → cos⁡Ф=1.01

Ф=0°

→SE SABE QUE LA :

Z=Vm/Im

Z=59.2/2.91=20.34Ω

CASO 3:

Teniendo: p = 16*5

S=VI

S=39.58x1.97 → S=77.97VA

P=S cos⁡Ф → 16*5=77.97 cos⁡Ф → cos⁡Ф=1.0

Ф=0°

→SE SABE QUE LA :

Z=Vm/Im

Z=39.58/1.97=20.09Ω

CASO 4:

Teniendo: p = 4*5

S=VI

S=20.05x0.99 → S=19.85VA

P=S cos⁡Ф → 4*5=19.85 cos⁡Ф → cos⁡Ф=1.01

Ф=0°

→SE SABE QUE LA :

Z=Vm/Im

Z=20.05/0.99=20.25Ω

DATOS TOMADOS EN EL LABORATORIO: CIRCUITO N°2:

#

DE PRUEBAS VOLTAJE DE LA FUENTE

(C.A.) INTENSIDAD

TOTAL

(A)

I (R)

I (C) P (W)

1 59.8 3.03 3 0.20 36*5

2 34.3 1.72 1.72 0.11 12*5

# VOLTAJE (C.A.) I (A) Z XL Xc P (W) 

1 59.8 3.03 19.74 1.527 270.672 36*5 8.12

2 34.3 1.72 19.94 1.527 270.672 12*5 0

CALCULANDO: X_L Y X_c

Teniendo: X_L=ωL X_c=1/ωC ω=2πf

Sabemos que:

C=9.8μF L=4.05mH f=60Hz

X_L=2πfL → X_L=2π(60)4.05x〖10〗^(-3) → X_L=1.527Ω

X_c=1/2πfC → X_c=1/(2π(60)9.8x〖10〗^(-6) ) → X_c=270.672Ω

CALCULANDO: Ф

caso 1

Teniendo: p = 36*5=180w

S=VI

S=59.8x3.03 → S=181.194VA

P=S cos⁡Ф → 180=181.194 cos⁡Ф → cos⁡Ф=0.99

Ф=8.12°

caso 2

Teniendo: p = 12*5=60w

S=VI

S=34.3x1.72 → S=58.996VA

P=S cos⁡Ф → 60=58.996 cos⁡Ф → cos⁡Ф=1.01

Ф=0°

Resumen de los equipos a utilizados.

El VARIADOR DE VOLTAJE:

Resistencia variable:

Bobina y capacitor:

Vatímetro:

multitester:

el amperímetro

los conectores:

Procedimiento de la experiencia.

Primero alistar los instrumentos y equipos de medida

Luego armar el circuito

Luego a ser la medida 5 pruebas o mas

Medir con los instrumentos la tención de entrada , corriente en la resistencia ,corriente del condensador, corriente de la bobina y por último la corriente y la tensión del circuito en general:

Muestre Ud. sus conclusiones y recomendaciones.

Mi conclusión es que todo los datos tomados y la teórica son distintos esto se debe que en la teoría no hay perdidas en los conductores, perdidas por chispa al momento de conectar a la red 220v. En general en la práctica hay pérdidas lo que no considera en la teórica.

Mi recomendación seria que se debe implementar el laboratorio ya que los instrumentos son muy deficientes.

Bibliografía.

http://www.sapiensman.com/electrotecnia/problemas28.htm

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/induccion/alterna1/alterna1.htm

http://es.wikipedia.org/wiki/Resonancia_Schumann

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