Circuitos con Fasores Ley de Ohm

Circuitos con Fasores Ley de Ohm

Daniel Fernando Cuenca                                                                                                                        Jeison Hernández Gamboa                                                                                                                     Faculta de Ingeniería                                                                                                                    Universidad distrital francisco José                                                                                                                De caldas, Bogotá.

Danielduque20132014@gmail.com

Hernandezjeison965@gmail.com

Resumen— El objetivo principal de éste laboratorio, fue estudiar y comprender el comportamiento de los elementos básicos en circuitos de corriente alterna (AC), comprender mejor el manejo fasorial de los dispositivos, y determinar el comportamiento del voltaje y corriente en cada componente del circuito dado.

Abstract - The main objective of this laboratory was to study and understand the behavior of the basic elements in the alternating current (AC) circuits, to better understand the handling of the devices, to determine the behavior of the voltage and the current in each component of the circuit frieze.

1. INTRODUCCION

Un circuito de corriente alterna consta de una combinación de elementos (resistencias, capacitores y bobinas) y un generador que suministra la corriente alterna. Para analizar los circuitos de corriente alterna, se emplean dos procedimientos, uno geométrico denominado de vectores rotatorios y otro, que emplea los números complejos. Un ejemplo del  primer  procedimiento,  es  la interpretación geométrica del Movimiento Armónico Simple como proyección sobre el eje X de un vector rotatorio de longitud igual a la amplitud y que gira con una velocidad angular igual a la frecuencia angular. Mediante las representaciones vectoriales, la longitud del vector representa la amplitud y su proyección sobre el eje vertical representa el valor instantáneo de dicha cantidad. Los vectores se hacen girar en sentido contrario a las agujas del reloj. Con letras mayúsculas se representan los valores de la amplitud y con letras minúsculas los valores instantáneos.

1. MARCO TEORICO

Resistencias

Resistencia eléctrica es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por un circuito eléctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulación de las cargas eléctricas o electrones. Cualquier dispositivo o consumidor conectado a un circuito eléctrico representa en si una carga, resistencia u obstáculo para la circulación de la corriente eléctrica.

En los circuitos (AC) las resistencias se consideran receptores resistivos puros. (1ht1)

[pic 1]

Figura 1. Resistencias de bajo costo

Bobina

Una   bobina, inductor  o reactor   es  un componente pasivo de un  circuito eléctrico  que,   debido   al   fenómeno   de   la autoinducción, almacena energía en forma de campo magnético. La autoinducción en un circuito eléctrico con corriente eléctrica varía la intensidad de la corriente produciendo un flujo magnético variable, lo cual a su vez genera una fuerza electromotriz que afecta a su vez a la corriente eléctrica que se opone al flujo de la corriente inicial inductora. (1ht1)

[pic 2]

Figura 2. Inductores de bajo costo

Capacitor

Es un dispositivo pasivo, capaz de almacenar energía sustentando un campo eléctrico. Formado por un par de superficies conductoras, generalmente en forma de láminas o placas, separadas por un material dieléctrico o por el vacío. (2ha)

[pic 3]

Figura 3. Condensador eléctrico

Fasor

Un Fasor es una representación gráfica de un número complejo que se utiliza para representar una oscilación, de forma que el Fasor pueda representar la magnitud y fase de la oscilación resultante de la superposición de varias oscilaciones en un proceso de interferencia. (2ha)

Reactancia capacitiva

Este tipo de reactancia que se opone al cambia de voltaje, en este caso el voltaje adelanta a la corriente. Se representa por Xc y su valor viene dado por la formula.

                [pic 4]

Xc = Reactancia capacitiva en ohms

C=capacidad eléctrica en faradios

F= Frecuencia en Hertz

W= Frecuencia angular (3ht1)

Reactancia inductiva

Al igual que en la reactancia inductiva, también se opone al cambio de voltaje, con la diferencia de que en este caso la corriente adelanta al voltaje 90°. Se representa por Xl y su fórmula es:

[pic 5]

Xl = Reactancia inductiva en ohm L = Inductancia en henrios

f = Frecuencia en Hertz

w = Frecuencia angular (4ht1)

1. MATERIALES

• 1 Protoboard.
• conectores
• 3 resistencias de 100Ω
• 2 condensadores de 1uF
• 1 bobina de 20mH
• 1 Osciloscopio analógico
• 1 multímetro.
• 1 generador de señales( fuente corriente (AC))

1. MONTAJE EXPERIMENTAL

Desarrollo 1:

Para el primer circuito se  configuro la fuente en una señal tipo seno, con voltaje RMS de 5v y una frecuencia de 1000 Hz, adicionalmente se hizo el siguiente montaje:

[pic 6]

Esquema No. 1.

La fuente fue calibrada inicialmente con una frecuencia de 1000 Hz la cual fuimos variando entre valores de 1500 Hz, 2500 Hz, 500 Hz .Los demás elementos en el circuito continuaron con los valores mostrados en Esquema No. 1 y no fueron medicados.

Simulación del esquema No.1     Anexo #2

Enseguida utilizamos el multímetro lo configuramos para medir corriente alterna para medir la corriente total del circuito y luego de ello configuramos el multímetro en voltaje para medir el voltaje en cada uno de los elementos del circuito. Tomando las siguientes medidas:

Tabla No 1. Datos prácticos obtenidos primer montaje.    Anexo #1

Tabla No 2. Datos reales obtenidos primer                     montaje       Anexo #1

Desarrollo 2:

Para esta parte del laboratorio se hizo la misma configuración en el generador de señales que en el desarrollo 1. El montaje fue el siguiente:

[pic 7]

Esquema No. 2.

Simulación del esquema No.2     Anexo #2

Se usó condensadores de iguales valores y realizando la siguiente toma de medidas:

Tabla No3. Datos prácticos obtenidos segundo montaje.  Anexo #1

Tabla No 4. Datos reales obtenidos segundo montaje.             Anexo #1

1. ANÁLISIS DE RESULTADOS.

Para la comparación de los resultados se desarrollaron los circuitos propuestos por medio de un cálculo teórico por el método de Fasores. Obteniendo así valores pico los cuales fueron divididos entre (√2) para obtener su valor RMS para luego así ser comparados con los valores obtenidos en la práctica experimental, algo  a resaltar es que  observamos que uno de los componentes utilizados en el laboratorio no se encontraba en condiciones óptimas para la práctica en la cual fue el elemento inductor (bobina) por lo cual los valores prácticos no fueron 100% exactos.

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