CIRCUITO SERIE Y PARALELO DE CORRIENTE ALTERNA

FACULTAD DE INGENIERIA

TEMA: CIRCUITO RLC SERIE Y PARALELO DE CORRIENTE ALTERNA Curso :CIRCUITOS ELCTRICOS IIProfesor :MATOS ACUA, Ral GilbertoInforme Nro. :1Integrantes : VILLAVICENCIO BAUTISTA, Alain RAMIREZ MURACAMI, Roberto MAMANI ALEJO, RicardoFecha de laboratorio: Jueves 17 de Octubre

Del informe: Martes 23 de octubre del 2014

2014

CIRCUITO SERIE Y PARALELO DE CORRIENTE ALTERNA

UTP

INTRODUCCION

En este informe se basa en observar cmo funciona un condensador y una bobina en conjunto de una resistencia en corriente alterna como son los casos de circuito RL, RC, RLC en serie y paralelo , a travs de las simulaciones , clculos tericos y la prctica se observara el funcionamiento y la diferencia en ambas ocasiones.

1. TEORIA CIRCUITO RLEn un circuito RL serie en corriente alterna, se tiene una resistencia y una bobina en serie. La corriente en ambos elementos es la misma.

La tensin en la bobina est en fase con la corriente (corriente alterna) que pasa por ella (tienen sus valores mximos simultneamente).Pero el voltaje en la bobina estadelantadoa la corriente que pasa por ella en 90 (la tensin tiene su valor mximo antes que la corriente)

El valor de la funte de voltajeque alimenta este circuito esta dado por las siguientes frmulas:- Voltaje (magnitud) VS = (VR2+ VL2)1/2- Angulo = /= Arctang (Vl/VR).Estos valores se expresan en forma de magnitud y ngulo. Ver el diagrama fasorial detensiones

CIRCUITO RC

En un circuito RCel valor de la tensin es el mismo en el condensador y en la resistencia y la corriente (corriente alterna) que la fuente entrega alcircuitose divideentrela resistenciay el condensador. (It = Ir + Ic).

La corriente que pasa por la resistencia y la tensin que hay en ella estn enfase debido a que la resistencia no causa desfase. La corriente en el capacitor est adelantada con respecto a la tensin (voltaje), que es igual que decir que el voltaje est retrasado con respecto a la corriente. Como ya se sabe el capacitor se opone a cambios bruscos de tensin.

La magnitud de la corriente alterna total es igual a la suma de las corrientes por los dos elementos y se obtiene con ayuda de las siguientes frmulas:- Magnitud de la corriente (AC) total:It = (Ir2 + Ic2)1/2- Angulo de desfase: = Arctang (-Ic/Ir)Ver el siguiente diagrama fasorial de corrientes:

La impedancia Z del circuito en paralelo se obtiene con la frmula:

CIRCUITO RLC

En un circuito RLC lacorriente(corriente alterna) que pasa por laresistencia, el condensadory labobinaes la misma en caso de serie.LatensinVac es igual a la suma fasorial de la tensin en laresistencia(Vr) y la tensin en elcondensador(Vc) y la tensin en la bobina VL.

Vac = Vr+Vc+VL(suma fasorial)

Laimpedanciatotal delcircuitoanteriores: ZT = R + XL + XC (sumavectorial) R + j(XL - XC) R + jX

Donde:XC = reactancia capacitivaXL = reactancia inductivaR = valor del resistorX = la diferencia de XL y XC. (Si X es positivo predomina el efecto inductivo. Si X es negativo predomina el efecto capacitivo.La corriente en el circuito se obtiene con la Ley de Ohm:I = V/Z = Vac/ZT = Vac/( R + jX)1/2y el ngulo de fase es: 0 = arctan (X/ R)Nota: El parntesis elevado a la 1/2 significa raz cuadrada.

ngulos de Fase en un Circuito RLC:Analizando los circuitos RC en serieycircuitos RL en serie, se puede iniciar el anlisis de losngulos de fase de un circuito RLC.El procesode anlisis se puede realizar en el siguiente orden:1. Al ser un circuito en serie, la corrienteIes la misma por todos los componentes, por lo que la tomamos como vector de referencia2. VR (voltaje en la resistencia) est en fase con la corriente, pues la resistencia no causa desfase.3. VL (voltaje en la bobina) adelanta a la corriente I en 904. VC (voltaje en el condensador) atrasada a la corriente I en 905. Los vectores VL y VC se pueden sumar pues estn alineados.6. Vac (voltaje total) se obtiene de la suma vectorial de VR y (VL VC).Ver el grfico del lado derecho

Nota: El signo menos delante de VC en el punto 6 se debe a que esta tensin tiene direccin opuesta a VL. En el diagrama se supone que VL es mayor que VC, pero podra ser lo contrario.

Un casoespecialaparece cuando VL y VC son iguales. (VL = VC). En este caso VR = Vac.La condicin que hace que VC y VL sean iguales se llamacondicin deresonancia, y en este caso an cuando en le circuito aparecen unacapacidad y unainductancia, este se comporta como si fuera totalmente resistivo. Este caso aparece para unafrecuenciaespecial, llamada frecuencia deresonancia. (f0).

CALCULOS 1. CIRCUITO RC SERIEDATOSVALORES MEDIDOS

URXcfVUcUrA

45 V100331.5760Hz46.4V43.8 V14.52 V137.57 mA

90200165.7960hz92.757.171.1341.6 mA

DIAGRAMA FASORIAL:Diagrama Fasorial de corriente -73,22I=0.129

Diagrama Fasorial de Voltaje Resostemcia

Condesador

-73,22Vr=0.129-163.22Vc =42.77

DIAGRAMA FASORIAL:Diagrama Fasorial de corriente -39.66I=0.346

Diagrama Fasorial de Voltaje Resistencia

Condesador

-39.66Vr=69.2-129.66Vc =57.36

2. CIRCUITO RL SERIE

DATOSVALORES MEDIDOS

URXlfVUlUrA

45 V10018.8560Hz46.0V15.73 V41.6 V0.415 A

90v20018.8560Hz91.98.2290.80.433 A

DIAGRAMA FASORIAL: 45VDiagrama Fasorial de corriente -10.67I=0.4221

Diagrama Fasorial de Voltaje Resistencia

Condensador

-73,22Vr=0.129-163.22Vc =42.77

Diagrama Fasorial 90VDiagrama Fasorial de corriente -5.38I=0.448 A

Diagrama Fasorial de Voltaje Resistencia

BOBINA

-5.38Vr=89.684.62VL =8.44v

3.CIRCUITO RCL SERIEDATOSVALORES MEDIDOS

U(V)RXLF(Hz)VUcUlUrA

4510018.856046.846.63.24415.330.134

DATOSVALORES MEDIDOS

Diagrama FascorialDiagrama de corrientes I=0.137-72.26

Diagrama de voltajes Vr=13.7-72.26

Diagrama Fesoria de Voltajes (C)Vc=45.43-162.26

Diagrama Fasorial de Voltaje (L)Vl=2.5817.74

4.CIRCUITO RC EN PARALELO

DatosValores Medidos

U(v)R()Xc()F(Hz)V(v)Ir(A)Ic(A)I(A)

45100331.576046,30.4420.1450.47

Diagrama FasorialDiagrama Fasorial de corriente -17.740.446

Diagrama Fasorial de corriente (C)0Ir=0.42590Ic=0.136

5. CIRCUITO RL EN PARALELODatosValores Medidos

U(v)R()Xl()F(Hz)V(v)Ir(A)IL(A)I(A)

45105,937.76045.20.4352.3762.42

DIAGRAMA FASORIAL

IR=0.425VI=2.42-79.91IL=2.39

6. CIRCUITO RLC EN PARALELO

DatosValores Medidos

U(v)R()XL ()Xc ()F(Hz)V(v)IR (A)IL (A)IC (A)I (A)

4510037.69331.576045.30.4511.1900.1411.178

DIAGRAMA FASORIAL RLC PARALELOIc=0.135I=0.425IL=2.39

SIMULACIONES1. CIRCUITO RC SERIE Medicin de voltaje y corriente

Grfico de la onda en un osciloscopio en el condensador

2. CIRCUITO RL SERIE

Medicin de voltaje y corriente

Para 45V

Para 90vGrfico de la onda en un

Osciloscopio con referencia a la bobina:

3. CIRCUITO RLC SERIE

Medicion de Voltaje

1. Grfico de la onda en un osciloscopio en el condensador y la bobina

4. CIRCUITO RC PARALELO

Medicion de Voltaje y Corriente en cada rama:

Grfico de la onda de osciloscopio en un condensador comparando con el voltaje de la fuente.

5. CIRCUITO RL PARALELO

Medicion de Voltaje y Corriente

6. CIRCUITO RLC PARALELO

Medicion de Voltaje y Corriente

Grfico de la onda en un osciloscopio en el circuito RLC.

OBSERVACIONES Tener en cuenta los materiales antes de usarlo, probar si se encuentran en buen estado para realizar una buena medida.

tener en cuenta que al medir con el multmetro, lo que medimos es un voltaje o corriente eficaz, tener en cuenta al hacer los clculos y compararlos con la medidas realizadas en laboratorio.

tener cuidado antes de realizar una medida en corriente alterna, considerar el multmetro en rango AC.

Se debe hallar la impedancia equivalente para hallar la corriente total as como su ngulo de desfase con respecto al voltaje en el caso del clculo.

A partir del 4 circuito se tom el valor de 105,9 ohmios en vez de 100 ohmios para la resistencia, debido a que los valores medidos desde este punto tenan mejor consistencia con este valor.

Para obtener valores ms precisos, se cambiaron los cables de prueba para multmetro a unos cables ms gruesos, para que generen un buen contacto.

CONCLUSIONES En un circuito RL serie lo que se observa que la corriente se atrasa con respecto al voltaje fuente, tanto las medidas que se obtuvo en la prctica, simulacin y calculo no sobrepasan el 5% de diferencia.

En un circuito RC serie lo que se observa que la corriente se adelanta con respecto al voltaje, tanto las medidas que se obtuvo en la prctica, simulacin y calculo no sobrepasan el 2% de diferencia.

En un circuito RLC serie lo que se observa que su diagrama fasorial es parecido al RL serie con la diferencia en que el condensador estar atrasado en un 90 con respecto a la corriente teniendo como referencia al voltaje fuente, teniendo en cuenta que en los clculos la diferencia no sobrepasa de los 3 % entre ellos.

Cuando se trabaja en corriente alterna no es necesario que los voltajes de cada componente en serie se sumen dndonos el voltaje fuente, porque pueden estar en diferente desfase haciendo que tengan diferentes voltajes , incluso mayor que la fuente o igual.

En circuito RC,RL,RLC en paralelo los voltajes van a ser iguales , haciendo que se diferencien en la corriente , es decir:

En RC la corriente se adelanta con referencia al voltaje de fuente, observando que el IC se adelanta en 90 al Ir. En RL la corriente se atrasa con referencia al voltaje de fuente, observando que el IL se atrasa en 90 al Ir. En RLC la corriente se adelanta con referencia al voltaje de fuente, observando que el IC se adelanta en 90 al Ir, pero a la vez el IL se atrasa en el mismo ngulo .

BIBLIOGRAFIA

blog.aulamoisan.com/2012/04/diagramas-fasoriales.html www.esacademic.com/dic.nsf/eswiki/265570 https://www.youtube.com/watch?v=98kzjU2QCPA https://www.youtube.com/watch?v=rEOSyb1l0_0&spfreload=1&channel=Teacher0nline CIRCUITO ELCTRICOS, SCHAUM.