Reporte: Circuitos RC y RL en régimen transitorio
Enviado por Bryan Mendez • 3 de Noviembre de 2021 • Trabajos • 1.025 Palabras (5 Páginas) • 205 Visitas
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Universidad de Costa Rica Escuela Física
Laboratorio de física general 3
Reporte: Circuitos RC y RL en régimen transitorio Profesora: María Herrera
Estudiante: Brayan Mendez Picado Carnet: B14111
Grupo: 13 II-2017
Resultados:
- Parte A- Circuito RC:
La primera parte de la practica consistió en armar un circuito RC con valores de 1kΩ (nominal) para la resistencia y 0,1 µF (nominal) para el capacitor, la frecuencia de la fuente se ajustó a menos de 200 Hz (exactamente 198Hz) a 2V. Mediante el osciloscopio digital se tomaron medidas de la señal de entrada y el voltaje a través del capacitor y posteriormente se utilizaron otros valores de resistencia y capacitancia, obteniendo los siguientes resultados:
𝑅𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙 (𝑘Ω) | 𝑐𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙 (𝜇𝐹) | 𝑅𝑟𝑒𝑎𝑙(𝑘Ω) | 𝐶𝑟𝑒𝑎𝑙 (𝜇𝐹) | 𝑟𝑐 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜 (µs) | 𝑡𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 (µs) | 𝑟𝑐 𝑒𝑥𝑝(µs) | % diferencia |
1 | 0.1 | 0.997 | 0.10 | 100 | 70 | 100,99 | 0,99% |
1 | 0.001 | 0.997 | 0.001 | 1 | 0,88 | 1,27 | 27% |
1 | 1 | 0.997 | 1.00 | 1000 | 740 | 1067,59 | 6,76% |
10 | 0.1 | 9.930 | 0.10 | 1000 | 740 | 1067,59 | 6,76% |
Donde para 𝑟𝑐 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜 se utilizó la fórmula:
𝑟𝑐 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜 = 𝑅𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙 ∗ 𝑐𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙
Y para 𝑟𝑐 𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙:
𝑟𝑐
𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 = 𝑡𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜
ln(2)
El porcentaje de error se obtuvo de la siguiente manera:
|𝑟𝑐 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜 − 𝑟𝑐 𝑒𝑥𝑝|
𝑒 =[pic 2]
𝑟𝑐 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜
∗ 100%
Y 𝑡𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 se obtuvo gracias a los cursores del osciloscopio digital.
[pic 3][pic 4][pic 5][pic 6]
- Parte B- Circuito RL:
Para la segunda parte de la practica solo se sustituyó el capacitor por un inductor de 840 mH (valor nominal). Se ajusto 𝑅𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙 a alrededor de 1 𝑘Ω. El valor real del inductor es de 863 mH.
Luego se procedió a hallar los 𝑟𝐿 teóricos y experimentales para diferentes valores de R y así hacer las debidas comparaciones obteniendo los resultados presentados en la siguiente tabla:
𝑅𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙 (Ω) | 𝑅𝑟𝑒𝑎𝑙(Ω) | 𝑟𝐿 𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜 (µ𝑠) | 𝑡𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 (µ𝑠) | 𝑟𝐿 exp (µ𝑠) | % diferencia |
1000 | 997 | 840 | 440 | 635 | 24% |
10000 | 9930 | 84 | 100 | 144 | 71,43% |
2400 | 2300 | 350 | 250 | 361 | 3,14% |
Donde para los resultados se usaron las siguientes ecuaciones:
- 𝑟
- 𝑟
𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜 = 𝐿𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙
𝑅𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙
𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 = 𝑡𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜
𝐿 ln(2)
Para el porcentaje de diferencia se utilizó la ecuación descrita en la primera parte del experimento. [pic 7][pic 8][pic 9][pic 10]
Análisis de resultados:
El objetivo de esta práctica en particular consistía en demostrar las dificultades experimentales que se pueden encontrar a la hora de tartar de averiguar la constante de tiempo de carga y descarga de capacitores e inductores, así como demostrar la efectividad de la forma alternativa para hallar la misma. Para esto, se armaron dos circuitos sencillos RL y RC los cuales estaban alimentados por una fuente AC de onda cuadrada, esto para cargar los capacitores e inductores hasta su valor máximo, además, estaban monitoreados por un osciloscopio que se encarga de brindar toda la información necesaria para cumplir los objetivos dispuestos.
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