final 2 electricos 2

7/24/2019 FINAL 2 ELECTRICOS 2

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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN

MARCOS

FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y ELÉCTRICA

ASIGNATURA :

LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS 2

PROFESOR :

TORRES LEON ALFREDO

ALUMNO:

QUISPE CACERES ANGEL LUIS – 14190185

CIUDAD UNIVERSITARIA

2015-II

FIEE - UNMSM



DESFASAMIENTO DE ONDAS SENOIDALES EN CIRCUITOS RL Y RC

I. OBJETIVO

Determinar el ángulo de fase entre la tensión y corriente en un circuito

RL y RC usando el osciloscoio

II. MATERIALES Y EQUIPOS

- !sciloscoio

- "enerador de audio#frecuencia- Mult$metro digital- % resistencia de %&'- % (o(ina de )*+ ,nr - % condensador de *%.F

III. CIRCUITO EXPERIMENTAL

a/ 0rmar el siguiente circuito1

(/ Conectar el generador de audio y regule ara una frecuencia de 234

y una amlitud % 5 senoidal

c/ Colo6ue el osciloscoio en una escala adecuada ara medir la

tensión 5R y as$ o(tener la corriente en forma indirecta

d/ 7ome 8alores de 5R y 5L9 8ariando la tensión del generador9 llenar la

siguiente ta(la1

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E (Vpp) 8 10 11.31 16.!

VR (Vpp) 2*+: ;*<; =*; %*;:

VL (Vpp) :*<; ;*): =*) %*+

I ("A) %*%> %*:)) %*;: )*:;#L ($%") )%<:*= )%<:*= )%<:*= )%<:*=

e/ Reemlace la (o(ina or un condensador de *%.F* Construya una

ta(la similar a la anterior9 reitiendo los asos anteriores

E (Vpp) & 6 8 10

VR (Vpp) )*=; >*)+ :*): 2*)+

VC (Vpp) >*=; :*<; ;*2; =*+:I ('A) *2+< *=== %*)< %*))<#C ($%") >*%+<M >*%+<M >*%+<M >*%+<M

f/ Colo6ue el osciloscoio en modo alterno ara o(ser8ar dos se?ales y

3aga la medición del desfasa@e entre 5R y 5C tomando como

referencia 3ori4ontal el eriodo de la se?al como >;A9 centrando y

dándoles una amlificación adecuada a las se?ales en la antalla*

g/ Colo6ue nue8amente la (o(ina en reemla4o del condensador y

mida como en el aso anterior el desfasa@e entre 5L y 5R

IV. CUESTIONARIO

%* Con la se?al de corriente eBresada en forma trigonomtrica9

determine or alicación de las leyes de Len4 y Faraday9 las

tensiones en las imedancias reacti8as ara la (o(ina y condensador

La ley de Faraday afirma 6ue una esira conductora sometida a laacción de un camo magntico 8aria(le en el tiemo 8erá inducida enella una tensión9 cuya olaridad tenderá a crear una corriente 6ue seoondrá al camo 6ue la originó Ley de Len4/* No está relacionadacon los condensadores o caacidad elctrica*

5eamos1Si tenemos circulando or un inductor una corriente senoidal cuyaeBresión trigonomtrica1

max

( ) ( )i t I sen wt θ = +

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Dónde1ImaB es el 8alor ico o máBimo de la misma es la frecuencia angular en rad#s constante/t es la 8aria(le tiemo9 y es su fase inicial en rad9 la tensión auto inducida será1

( )( )

di t v t L

dt =

9

Es decir9 la inductancia or la deri8ada de la corriente en función deltiemoG as$1

max( ) cos( )v t wLI wt θ = +

max( ) ( )

2v t wLI sen wt

π θ ⇒ = + +

Es decir9 la tensión en el inductor estará HadelantadaH a la corriente en

#) radianes o < grados* El roductowL

frecuencia angular or inductancia/ reci(e el nom(re de reactancia inducti8a* ! sea 6ue latensión en 8olt será el roducto de la reactancia en o3m or lacorriente en amere9 como afirma la Ley de !3m*

)* JEn 6u difiere a imedancia K de la resistencia R

La resistencia es la oosición a la corriente en un circuito en corriente

continua o directa9 mientras 6ue la imedancia es la oosición a la

corriente en un circuito de corriente alterna

>* Descri(a como se relaciona la reresentación fasorial de una onda

de corriente alterna con su reresentación instantánea

Sea la se?al de corriente alterna1

max( ) cos( )v t V wt θ = +

uesto 6ue la frecuencia de la se?al no se altera en todo el circuito9

la información a (uscarse radica tanto en la amlitud y la fase* Se

define el fasor1

mV V θ = ∠

Del mismo modo suongamos 6ue tenemos el fasor1

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m I I φ = ∠

Entonces9 la se?al 6ue reresenta será1

max( ) cos( )i t I wt φ = +

5emos entonces como la se?al instantánea del tiemo y su

reresentación fasorial se relacionan

:* JCómo influye en el cálculo de K las unidades de 5 e I si se eBresa

en 5 o 5ef

Definamos los fasores de 8olta@e y corriente1

mV V θ = ∠ m I I φ = ∠

La imedancia ser$a1

max max

maxmax

(2 2 )

I (2 2)

pp

pp

V V V Z

I I θ φ θ φ θ φ = ∠ − = ∠ − = ∠ −

Esa es la imedancia tomando los fasores de tensión y corriente con8alores eficaces* La elección de cual6uiera de estos tios de medida

ara la amlitud de la se?al en C0 no influye so(re la imedancia9

siemre y cuando estas dos estn eBresadas en el mismo sistema*

2* De acuerdo a las ta(las de los asos D y E tome un 8alor romedio

de las imedancias en cada caso y calcule el 8alor de L y C

resecti8amente* EBli6ue las osi(les causas de las 8ariaciones

El

2194.7 L Z =

Luego1

2194.76.99

2 2 (49.9)

L Z L H

f π π = = =

ara el segundo circuito1

3.189C Z M =

Luego1

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1 10.01

2 2 (49.9)3.189C

C F fZ M

µ π π

= = =

;* Con los 8alores o(tenidos1 "raficar en ael milimetrado el diagramafasorial de am(os circuitos9 indicando el ángulo de desfasa@e

eBistente entre 5R 5C y 5R 5L9 tomar como referencia a la corriente

=* ara un ángulo de desfasa@e de :2A9 6u 8alor de(er$a tener la

inductancia L si es 6ue se mantiene la frecuencia constante y 6u

8alor de(er$a tener la frecuencia si es 6ue la inductancia L se

mantiene constante9 igualmente 3allar los 8alores ara el caso de la

caacitancia C

ara 6ue 3aya un desfasa@e de :2A condicionamos1

a/ ara el caso de la (o(ina9 la tensión se adelanta a la corriente

0mV V = ∠ 45m I I = ∠ −

or definición de imedancia1

45m

m

V V Z

I I = = ∠

45m L

m

V Z R jX

I ⇒ = + = ∠

Igualamos1

1tan 45 L X

R

− = ÷

Entonces1

1 L X

R=

(/ ara el caso de la caacitancia9 la corriente adelanta al 8olta@e1

0mV V = ∠ 45m I I = ∠

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or definición1

45m

m

V V Z

I I = = ∠ −

Luego1

45mC

m

V Z R jX

I ⇒ = − = ∠ −

Igualamos1

1tan 45C X

R

− − = − ÷

Entonces1

1C X R

= −

+* EBli6ue las 8enta@as y des8enta@as de la medición de desfasa@es

utili4ando el osciloscoio* Muestre los 8alores 3allados y comárelos

con los cálculos a artir del diagrama fasorial9 3allar el 8alor a(soluto

y relati8o

5enta@as1

ermite alicar una gran 8ariedad de mtodos ara el cálculo de

desfasa@es* Muestra la naturale4a de la onda9 y or ende9 los cálculos

tomados de ella comrue(an muc3os teoremas*

Des8enta@as1

- Es más susceti(les a interferencias con ruidos- Distorsiona la onda ara 8alores ico muy e6ue?os

<* EBli6ue otros mtodos 6ue cono4ca ara determinar el ángulo defase de dos se?ales senoidales

Figuras de Lissa@ous1

Se ueden usar estas figuras ara determinar la fase entre dos

ondas senoidales de misma frecuencia* Lo mismo 6ue en el caso de

las mediciones de frecuencia9 una de las se?ales se alica en la

entrada 8ertical y la otra en la entrada 3ori4ontal del osciloscoio* Se

in3a(ilita el (arrido interno del osciloscoio onindolo en la osición

OP#Q* Si las se?ales tienen la misma fase9 la figura resultante seráuna recta inclinada 6ue su(e de i46uierda a derec3a* El ángulo de

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inclinación deenderá de la amlitud de am(as se?ales* Cuando el

ángulo de fase cam(ie entre am(as se?ales9 la figura de Lissa@ous

cam(iará

%* Conclusiones de la eBeriencia

- La corriente en el caacitor se adelanta al 8olta@e so(re este en <A*

- La corriente en la (o(ina se atrasa al 8olta@e so(re esta en <A*

- El ángulo de fase de un circuito 8iene dado or el ángulo de desfasa@e entre el8olta@e de la fuente 0C y la corriente 0C 6ue se genera en la cargaconectada*

- Un circuito uede ser de influencia caaciti8a o inducti8a* Sila corriente se adelanta al 8olta@e de la fuente el circuito es caaciti8o y eldesfasa@e es mayor 6ue A y menor 6ue <A* En cam(io si la corriente se atrasaresecto del 8olta@e de fuente se dice 6ue el circuito es inducti8o y el desfasa@eestá comrendido entre y <A*

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