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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA
ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS
Practica de Laboratorio de Análisis
De Circuitos AC
CURSO 201423-Componente Práctico
Sesión 1
Alexander Calderón Méndez
Carlos Eduardo Durán Arcila; CC 79852111
Luis Alberto Anaya
Ing. Joan Sebastián Bustos.
Grupo 201423_
BOGOTÁ, marzo de 2012
Objetivo General
Realizar siete prácticas de laboratorio, para comprobar
mediante experimentos que la impedancia (Z) de uni circuito
RL serie está dado por la formula:
Z = √R² + X²L
Estudiar la Relación entre impedancia, resistencia, reactancia
inductiva y Angulo de Fase.
Diferenciar Potencial real de potencia aparente en circuitos
AC, y medir la potencia de un circuito AC.
Resumen
Se realizan siete prácticas de laboratorio, donde se analizan y
comprueban las Leyes y principios físicos y matemáticos
sobre los comportamientos de los circuitos AC.
Se identifican los parámetros fundamentales y relación entre
impedancia, resistencia, reactancia inductiva y Angulo de
Fase.
La práctica # 1, Verificación de la formula de Impedancia
(Z).
La práctica # 2, Uso de osciloscopio para hallar el Angulo de
Fase..
En la práctica # 3, Determinación de la impedancia en un
circuito en serie
La práctica # 4, Angulo de Fase y Relaciones de Voltaje en
un circuito en serie.
La práctica # 5, Medición de la potencia por el método de
Voltaje- Corriente.
La práctica # 6, Determinación de la impedancia de un
circuito RLC Serie.
La práctica # 7, Determinación de la impedancia de un
circuito RLC en paralelo.
1. Introducción
Mediante las prácticas de laboratorio se comprobará la
relación entre impedancia, resistencia, reactancia inductiva y
Angulo de Fase.
Utilizaremos es osciloscopio para hallar el Angulo de Fase de
Un circuito RL en serie y hallaremos las relaciones entre
Angulo de Fase y Voltaje de un circuito.
Comprobaremos de forma práctica y matemática las
diferentes formulas de Impedancia y voltaje en circuitos en
serie y paralelos.
Palabras Claves:
Impedancia: Es una magnitud que establece la
relación (cociente) entre la tensión y la intensidad de
la corriente.
Reactancia: Es la oposición ofrecida al paso de la
corriente alterna por inductores (bobinas) y
condensadores y se mide en Ohmios.
Capacitancia: Es la propiedad que tiene los cuerpos
para mantener una carga eléctrica.
Onda: Consiste en la propagación de una
perturbación de alguna propiedad en un medio.
Osciloscopio: es un instrumento de medición
electrónico para la representación gráfica de señales
eléctricas que pueden variar en el tiempo.
2. Desarrollo
PRACTICA # 1.
Verificación de la Formula de Impedancia (Z):
Z = √R² + X²L
Estudiar la relación entre impedancia, resistencia, reactancia
inductiva y ángulo de fase.
MATERIAL NECESARIO
Instrumentos:
Resistores
Inductores
Mida los inductores de 47 mH y 100 mH para
verificar sus valores. Registre los valores medidos en
la tabla:
Valor del Inductor mH
Nominal Medido
47 45,4
100 98,5
Con el interruptor de alimentación del generador de
funciones en la posición apagado, arme el circuito:
Encienda el generador de funciones y ajuste su
salida con el osciloscopio a un valor de 5Vpp a una
frecuencia de 5KHz.
Anote este valor de entrada en la tabla:
Valor del Inductor mH V entrada
Nominal Medido V pp.
47 45,4 5V
100 98,5 5V
Mida los valores de Vpp. En el resistor y el inductor.
Con el voltaje medido en R1 y el valor de su
resistencia, calcule y registre la corriente por el
circuito en serie.
Con la caída de voltaje medida en el inductor y el
valor de su corriente en serie, calcule y registre la
reactancia inductiva L1.
Valor del Inductor
mH
Voltaje
en el
resistor
Vr-
Vpp.
Voltaje
en el
Inductor
Vl-Vpp.
Corriente
Calculada
Vr/R
mA Nominal Medido
47 45,4 1,61 1,76 0,49
100 98,5 1,42 1,26 0,39
Con la Ley de Ohm y la ecuación de reactancias en
serie, obtenga la impedancia del circuito.
Reemplace el inductor de 47 mH por el de 100 mH.
Valor del Inductor
mH
Reactanc
Inductiv.
Calcu.
Imped.
del
Circuit
o
Ley de
Ohm
Imped.
del circuí.
Z = √R² +
X²L
Nominal Medido
47 45,4 0,0010 0,0030 3615,27
100 98,5 0,000979 0,0038 4556,3
Repita los pasos del 2 al 7, y registre todos los
valores en el renglón de 100mH.
Con los Valores de la impedancia, calcule el ángulo
de fase y la impedancia de las relaciones de ángulo
de fase.
En el espacio bajo la tabla 2, trace los diagramas
fasoriales de impedancia de los circuitos respectivos
Si los lados del triangulo se dibujan a una escala
determinada, los ángulos de impedancia serán más
claros.
Valor del Inductor
mH
Reactancia
Inductiva
Ω
Tang =
Xl / R
Nominal Medido
47 45,4 0,0010 0,44
100 98,5 0,564 0,67
Valor del Inductor
mH
Angulo
De
fase
Impedancia
Z= (R) /
Cosθ.Ω Nominal Medido
47 45,4 24ₒ 3626,37
100 98,5 27° 3703,67
Conclusiones Práctica 1:
Se observa que en el circuito en serie al subir el
valor del Inductor el Voltaje en R1 disminuye.
Se observa en el Osciloscopio que la forma de la
onda senoidal es de particular importancia dado
que se presta para cálculos matemáticos.
PRACTICA # 2.
Uso de osciloscopio para hallar el Angulo de Fase.
1. Medir el ángulo de fase θ entre Voltaje aplicado,
V y la corriente I, en un circuito RL en serie.
2. Verificar que las relaciones entre Voltaje
aplicado V, el voltaje en R, Vr y el Voltaje en L,
Vl, se describen por las formulas:
MATERIAL NECESARIO
Instrumentos:
Resistores (½ W, 5%)
Inductores
1. Mida con un óhmetro la resistencia de los
resistores de 3.3 kΩ y 1 kΩ. Registre los valores
en la tabla 3.
Valor del Inductor mH
Nominal Medido
47 45,4
100 98,5
2. Con el generador de funciones apagado, arme el
circuito de la figura 2.
3. Encienda el generador de funciones y con el
canal núm. 1 del osciloscopio ajuste su salida en
10Vpp a una frecuencia de 5kHz. Ajuste los
controles del osciloscopio para que aparezca un
ciclo completo que cubra la retícula en forma
horizontal.
4. Observe que la entrada del disparo se debe
ajustar en el canal núm. 2. En un circuito en serie la corriente es la misma en todas partes. Así pues, en un circuito en serie la corriente del circuito se usará como punto de referencia, es decir 0° cuando se hagan mediciones y se tracen los diagramas fasoriales. La caída del voltaje en R1 es resultado de la corriente que fluye por el mismo.
Resistencia R Ω Ancho de
la Onda D
Distancia
entre
Puntos Nominal Medido
47 45,4 10 0,66
100 98,5 10 1,02
5. Ajuste los controles NIVEL (LEVEL) y
PENDIENTE (SLOPE) del osciloscopio de
modo que VR1llene la retícula con un ciclo
completo. La mayoría de los osciloscopios
tienen 10 divisiones de ancho y un ciclo
completo ocurre en 360°. Si la pantalla tiene 10
divisiones, a cada división le corresponderán
36°.
Resistencia R Ω Ángulo de Fase
Grados
Nominal Medido
47 45,4 24,6°
100 98,5 43,6°
6. Con el selector de MODO (MODE) vertical
puesto en DUAL-ALT mida el desfasamiento
resultante entre la corriente del circuito
(representada por la onda senoidal VR1) y el
voltaje de entrada (Vent). Anote los resultados
en la tabla 3, renglón de 3.3KΩ.
7. Repita los pasos del 2 al 6 con el resistor de
1Kg en lugar del de 3,3KΩ
8. Mida la caída de Voltaje en el resistor de 1KΩ y
en el inductor.
Valor
Nominal
del
Resistor
Voltaje
Aplicado
Vpp., V
Voltaje
en
Resistor
Vr Vpp
Voltaje
en el
Inductor
3,3K 10 2,54 2,44
1K 10 1,05 3,37
9. Calcule la corriente inductiva Xl en el inductor
según la ley de Ohm.
Valor
Nominal
del
Resistor
Corriente
Calculada
mA
Reactancia
Inductiva
Xl
3,3K 0,77 3140,28
1K 0,06 31792,45
10. Calcule la reactancia Inductiva del Inductor
según la ley de Ohm.
11. Con el valor de Xl calculado en el paso 10 y el
valor medido en R, calcule el ángulo de fase.
Valor
Nominal
del
Resistor
Angulo de
Fase en
grados
Voltaje
Aplicado
calculado
3,3K 43,6° 10,1
1K 88,2° 9,8
Conclusiones Práctica 2:
Se utiliza el Osciloscopio para observar lo forma
de la Onda senoidal cuyo aspecto no se ve
afectado por las características R, L y C.
Si el voltaje en un resistor es de naturaleza
senoidal el voltaje resultante también tendrá
características senoidales.
PRACTICA # 3.
Objetivos:
Verificar que la impedancia, Z, de un circuito RC
serie está dada por la formula. 2 = √R2 + X2
Estudiar las relaciones entre impedancias,
resistencia, reactancia capacitiva y ángulo de fase.
Material Necesario:
Instrumentos:
Resistores (½ W, 5%)
Capacitores
1. Con un analizador de capacitores/inductores o
un medidor LCR mida los capacitores de 0.033
μF y 0.1 μF para verificar sus valores.
Registro de Datos:
Valor del Capacitor
Nominal Medido
0,33μF 0,021μF
0,1μF 0,11μF
2. Con el interruptor Apagado arme el diagrama de
la siguiente figura:
3. Encienda el generador de funciones y con el
osciloscopio ajuste su salida en un valor de 10
Vp-p a una frecuencia de 1kHz. Anote el valor
de entrada en la columna Vent de la tabla 5.
Valor del Capacitor V entr.
Vpp.
Nominal Medido 0,33μF 0,021μF 10 0,1μF 0,11μF 10
4. Mida los valores de Vpp. en el resistor y el
capacitor. Recuerde que para medir en C1 en el
osciloscopio debe usar el modo ADD y el botón
INVERT. Registre estos valores en la tabla 5.
Voltaje en
el
Resistor
Voltaje en
el
Capacitor Nominal Medido
0,33μF 0,021μF 3,37 9,26
0,1μF 0,11μF 6,78 6,18
5. Con el voltaje medido en R1 y el valor de su
resistencia, calcule y registre la corriente por el
circuito en serie. Dado que el resistor y el
capacitor están en serie, la corriente calculada
para R1 es la misma que para C1.
Valor del Capacitor Corriente
Calculada
Nominal Medido 0,33μF 0,021μF 1,68mA 0,1μF 0,11μF 3,39mA
6. Calcule y registre el valor de la reactancia
capacitiva de C1 mediante la fórmula También
calcule y registre, a partir de la caída de voltaje
medida en el capacitor y de su corriente en serie,
la reactancia capacitiva de C1.
Xc = 1 / 2π . f . c
Valor del Capacitor Reactancia
Capacitiva
Calculada
Nominal Medido 0,33μF 0,021μF 4822,87Ω 0,1μF 0,11μF 1591,54Ω
7. Después utilice la ley de Ohm y la ecuación de
la reactancia en serie (tabla 5) para calcular la
impedancia del circuito. Registre ambos valores
en la tabla 5.
Valor del Capacitor Reactancia
Capacitiva
Ley de Ohm
Nominal Medido 0,33μF 0,021μF 4792,87Ω 0,1μF 0,11μF 1561,54Ω
8. Sustituya el capacitor de 0.033 μF, medido en el
paso 1, por el de 0.1 μF.
9. Repita los pasos del 3 al 7 y anote todos los
valores en el renglón respectivo de 0.1 μF de la
tabla 5.
10. los A partir de los valores de impedancia de la
tabla 5 (calculados mediante Vc/Ic),
Calcule el ángulo de fase, θ, y la impedancia
con las relaciones del ángulo de fase.
Llene la tabla 6 para capacitores de 0.033 μF y
0.1 μF.
Reactancia
Capacitiva
Angulo
de Fase
en
Grados
Nominal Medido
0,33μF 0,021μF 4822,87Ω 67,4°
0,1μF 0,11μF 1591,54Ω 38,5°
11. En el espacio bajo la tabla 6 trace los diagramas
fasoriales de impedancia para los circuitos
respectivos. Si los lados de los triángulos se
trazan a cierta escala, los ángulos de la
impedancia serán más claros.
Reactancia
Capacitiva
Impedancia
Z=R/cosθ Nominal Medido
0,33μF 0,021μF 4822,87Ω 5204,33Ω
0,1μF 0,11μF 1591,54Ω 2555,55Ω
Conclusiones Práctica 3:
El ángulo de fase tiene como base una función
coseno, por lo que una función seno se encuentra
presente.
Se observa en el circuito que al disminuir el Valor
del capacitor, el voltaje den el capacitor disminuye y
el Voltaje en el resistor aumenta en este tipo de
circuitos.
PRACTICA # 4.
Objetivos:
V, y la corriente, I, en un
Circuito RC serie.
verificar que las relaciones entre el voltaje aplicado,
V, el voltaje en R, VR, y el
Voltaje en C, VC, se describen por las formulas
V= √V2 R + V2C
VR= V x R / Z
VC= V x XC / Z
Material Necesario:
Instrumentos:
Resistores (½ W, 5%)
Capacitores:
1. Mida con un óhmetro la resistencia de los resistores
de 1 kΩ y 6.8 kΩ. Anote los valores en la tabla.
Valor del Resistor
Nominal Medido
1KΩ 987Ω
6,8KΩ 6.678Ω
2. Con el generador de funciones apagado arme el
circuito de la figura
3. Encienda el generador de funciones y con el canal 1
del osciloscopio ajuste su salida en 10 Vpp. a una
frecuencia de 1kHz. Ajuste los controles del
osciloscopio para desplegar un ciclo completo que
ocupe la retícula en forma horizontal.
4. Para la entrada de disparo debe seleccionarse el
canal 2. En un circuito en serie la corriente es la
misma en todo el circuito. Por tanto, en un circuito
en serie la corriente se usará como línea de
referencia o de base (0°) cuando se hagan las
mediciones y se dibujen los diagramas fasoriales. La
caída de voltaje en R1 se debe a la corriente que
fluye por ella.
5. Ajuste los controles de NIVEL (LEVEL) y
PENDIENTE (SLOPE) del osciloscopio de
modo que VR1 cubra la retícula con un ciclo
completo. La mayoría de los osciloscopios tienen 10
divisiones horizontales y un ciclo completo ocurre
en 360°. Si el despliegue se ajusta a 10 divisiones, en
el osciloscopio habrá 36°/div.
6. Con el selector de MODO (MODE) vertical puesto
en DUAL-ALT, mida el desfasamiento que resulta
entre la corriente del circuito (representada por la
onda VR1) y el voltaje de entrada (Vent). Registre
los resultados en la tabla 7, renglón 1 kΩ. Apague el
osciloscopio y el generador de funciones.
7. Repita los pasos del 2 al 6 con el resistor de 6.8 kΩ.
No apague el generador defunciones.
8. Mida la caída de voltaje en el resistor de 6.8 kΩ
(VR) y en el capacitor (Vc). Registre estos valores
en la tabla 8, renglón 6.8 kΩ. Apague el generador
de funciones.
Resistencia Ω Capacitanc
C uF.
Voltaje
Resistor Nominal Medido
2K 1957 0.033 uF 0,08mV
6,8K 6738 0,033 uF 0,30mV
9. Calcule la corriente en el circuito para cada valor de
V mediante la ley de Ohm con los valores medidos
de VR y R. Registre sus respuestas en la tabla 45-2
para el resistor de 6.8 kΩ.
Resistencia Ω Capacitanc
C uF.
Corriente
Calculada Nominal Medido
2K 1957 0.033 uF 0,05uA
6,8K 6738 0,033 uF 0,05uA
10. Calcule la reactancia capacitiva, XC del capacitor
con la ley de Ohm para capacitores con el valor
medido de VC y el valor calculado de I. Registre sus
respuestas en la tabla 8 para el resistor de 6.8 kΩ.
Resistencia Ω Capacitanc
C uF.
Reactancia
Capacitiva Nominal Medido
2K 1957 0.033 uF 4822,87
6,8K 6738 0,033 uF 1591,54
Xc = 1 / 2π . f . c
11. A partir de los valores calculados de XC en el paso
10 y el valor medido de R, calcule el ángulo de fase,
Anote sus respuestas en
la tabla 8 para el resistor de 6.8 kΩ.
12. Encienda el generador de funciones y ajuste la
salida como en el paso 3. Repita los pasos del 8 al 11
para el resistor de 1 kΩ.
13. Con los valores medidos de VR y VC para el
resistor de 1 kΩ, calcule la Vpp. con la fórmula de la
raíz cuadrada 2 2 R C V V V . Registre sus
respuestas en la columna “Voltaje aplicado
(calculado)” de la tabla 8. Repita el cálculo de VR y
VC con el resistor de 6.8 kΩ y anote sus respuestas
en la tabla 8.
Resistencia Ω Angulo
Fase
Voltaje
Aplicado Nominal Medido
2K 1957 -67,47° 3,54
6,8K 6738 -38,5° 3,87
14. En el espacio bajo la tabla 8 trace los diagramas
fasoriales de impedancia y voltaje para los circuitos
de 1 kΩ y 6.8 kΩ.
Resistencia Ω Angulo
Fase
Corriente
Calculada Nominal Medido
2K 1957 -67,47° 2,mA
6,8K 6738 -38,5° 1,19mA
Conclusiones Práctica 4:
Se calcula el ángulo de fase en un circuito en un
circuito R.C.
Se verifican las relaciones entre Voltaje
aplicado y el Voltaje en C.
Se Comprueban las formulas:
V=√V2R+V2C
PRACTICA # 5.
Objetivos:
Diferenciar Potencia real de potencia aparente en
circuitos AC
Medir la potencia en un circuito AC
Material Necesario:
Instrumentos:
– 25 mA o un segundo MMD con
escalas de amperímetro de CA
Resistor:
(½ W, 5%)
Capacitores:
Otros:
Interruptor de un polo un tiro.
1. Medición de la potencia por el método de voltaje-
corriente. Con un óhmetro mida la resistencia del
resistor de 100 Ω y anote el valor en la tabla.
Valor del Resistor
Nominal Medido
100Ω 98Ω
2. Con S1 abierto, arme el circuito de la figura 5.
Ponga la fuente en su voltaje de salida mínimo y el
amperímetro de CA en la escala de 25 mA
3. Cierre S1. Aumente el voltaje de salida de la fuente
hasta que VAB = 50 V. Mida el voltaje en el resistor,
VR, y la corriente I. Registre los valores en la tabla 9
en el renglón de 5 μF. Abra S1 y desconecte el
capacitor de 5 μF.
Resistencia
R,Ω
Capacita.
Valor
Nominal
Voltaje
Aplic.
Vac.
Voltaje
Resistor
Valor Valor
Nominal Medido
100Ω
98Ω
5μF
70V
9,27V
Resistencia
R,Ω
Capacita.
Valor
Nominal
Voltaje
Aplic.
Vac.
Corrien.
Medida
Valor
Nominal
Valor
Medido
100Ω
98Ω
5μF
70V
0,092A
4. Calcule la potencia aparente, PA, la potencia real, P,
el factor de potencia y el ángulo de fase del circuito.
Utilice de manera adecuada los valores medidos de
VAB, VR e I en sus cálculos. Registre las respuestas
en la tabla 9 en el renglón 5 μF.
Resistencia
R,Ω
Capacita
.
Valor
Nominal
Potencia
.
Aparen.
Potencia
.
Real Valor
Nomina
l
Valor
Medid
o
100Ω
98Ω
5μF
4,6
0,859w
P= I x V x Cosθ
5. Con S1 abierto y la fuente en su voltaje de salida
menor, conecte el capacitor de 10 μF. en serie con el
resistor de 100 Ω.
6. Cierre S1. Incremente la salida de la fuente hasta
que VAB = 25V. Mida VR e I y registre los valores
en la tabla 9 en el renglón de 10 μF. Después de la
última medición, abra S1.
Resistencia
R,Ω
Capacita.
Valor
Nominal
Valor
Nominal
Valor
Medido
100Ω
98Ω
10μF
7. Repita el paso A4 para el circuito en serie de 100 Ω
/ 10 μF. Registre sus respuestas en la tabla 9 en el
renglón de 10 μF.
Resistencia
R,Ω
Capacita.
Valor
Nominal
Voltaje
Aplic.
Vac.
Voltaje
Resistor
Valor
Nominal
Valor
Medido
100Ω
98Ω
10μF
70
17,8V
Resistencia
R,Ω
Capacita.
Valor
Nominal
Voltaje
Aplic.
Vac.
Corrien.
Medida
Valor
Nominal
Valor
Medido
100Ω
98Ω
10μF
70V
0,18A
B. Determinación del factor de potencia con un
osciloscopio
1. Conecte el osciloscopio de doble traza al circuito
RC en serie, como en la figura 6. La fuente debe
estar en su voltaje de salida menor. El selector de
disparo debe ponerse en EXT.
2. Cierre S1. Aumente la salida de la fuente a 10V
rms. El canal 1 es el de referencia de voltaje;
encienda el osciloscopio. Ajuste sus controles de
modo que una sola onda senoidal, de unas 6
divisiones de pico a pico, ocupe el ancho de la
pantalla. Utilice los controles vertical y horizontal
para centrar la onda en la pantalla.
3. Cambie al canal 2, que es el canal de corriente.
Ajuste los controles de forma que una sola onda
senoidal, de unas 4 divisiones de pico a pico, ocupe
el ancho de la pantalla. Use el control vertical para
centrar la onda de manera vertical. No utilice el
control horizontal.
Ponga el osciloscopio en el modo de doble canal. Las señales
de los canales 1 y 2 deben aparecer juntas. Observe donde las
curvas cruzan el eje horizontal (x) . Estos son los puntos cero de las dos ondas senoidales. Con una escala en
centímetros mida con precisión la distancia horizontal, d,
entre los dos picos positivos o negativos de las ondas
Senoidales. Compruebe su medición midiendo la distancia
entre los puntos cero correspondientes a las dos ondas (figura
4. Registre la medición en la tabla 10 en el renglón de
5 μF. También mida la distancia, D, de 0 a 360° de
osciloscopio; abra S1; desconecte el capacitor de 5
μF.
Resistencia
R,Ω
Capacita.
Valor
Nominal
Voltaje
Aplic.
Vac.
Voltaje
Resistor
Valor
Nominal
Valor
Medido
100Ω
98Ω
10μF
70
17,8V
5. Con la formula de la figura 7 calcule el ángulo de
de potencia, FP, del circuito. Registre sus respuestas en la
tabla.
Resistencia
R,Ω
Capacita.
Valor
Nominal
Voltaje
Aplic.
Vac.
Ángulo
Fase
Grados Valor
Nominal
Valor
Medido
100Ω
98Ω
10μF
70
-72,32°
Conclusiones Práctica 5:
Se realiza la diferencia de la Potencia Real a la
Potencia aparente en un circuito AC.
Se utiliza el Osciloscopio para calcular el ángulo de
fase mediante y se comprueba la fórmula:
Grados= 360 / D x d
Se calcula en factor de potencia en %
PRACTICA # 6.
Objetivos:
Verificar que la impedancia, Z, de un circuito RLC
serie.
Z= √R2 + (XL – XC)2
Material Necesario:
Instrumentos:
Resistor:
Capacitor:
Inductor:
1. Con el generador de funciones apagado, arme el
circuito de la figura 8a. Ajuste el generador en su
voltaje de salida más bajo.
2. Encienda el generador de funciones. Aumente el
voltaje de salida hasta que VAB = 10 Vpp.
Mantenga este voltaje en todo el experimento.
Verifíquelo de vez en cuando y ajústelo si es
necesario.
3. Mida el voltaje en el resistor, VR, y en el inductor,
VL. Registre los valores en la tabla 11 para el
circuito RL. Apague el generador
Circuito R L. C
RL
2K
100
X
RLC
2K
100
0,022
RC
2K
X
0,022
4. Calcule la corriente en el circuito con el valor
medido de VR y el valor nominal de R. Anote la
respuesta en la tabla 11 para el circuito RL.
Circuito
Voltaje
Aplicado
A-B
Voltaje
Resistor
Voltaje
Capacitor
RL
10v
5,4V
x
RLC
10v
7,6V
5,4V
RC
10v
8V
5,8
5. 5. Con el valor calculado de I y el valor medido de
VL, calcule XL. registre su respuesta en el renglón
“RL” de la tabla 11.
Circuito
Voltaje
Aplicado
A-B
Corriente XL
RL
10v
2,7mA
3141,6
RLC
10v
3,87mA
3141,6
RC
10v
4mA
x
6. Calcule la impedancia total del circuito con dos
métodos: la ley de Ohm (con el valor calculado de I
y el voltaje aplicado, VAB) y la fórmula de la raíz
cuadrada (con R y XL). Escriba sus respuestas en el
renglón “RL” de la tabla 11.
Circuito
Voltaje
Aplicado
A-B
Xc
Impedancia
Formula
Raíz C.
RL
10v
x
3724,2
RLC
10v
1446,8
2621,8
RC
10v
1446,8
2468,47
7. Añada un capacitor de 0.022 μF en serie con el
resistor y el inductor, como en el circuito de la figura
8b.
8. Encienda el generador. Revise si VAB = 10 V. Mida
el voltaje en el resistor, VR, en el inductor, VL, y en
el capacitor, Vc. Registre los valores en el renglón
“RLC” de la tabla 11. Después de realizar todas las
mediciones, apague el generador de funciones.
9. Calcule I y XL como en los pasos 4 y 5. De igual
modo, con el valor medido de Vc y el valor
calculado de I, obtenga la reactancia capacitiva del
circuito. Anote la respuesta en el renglón “RLC” de
la tabla 11.
Circuito
Voltaje
Aplicado
A-B
Xc
Impedacia
Ley de
Ohm
RL
10v
x
3703,7
RLC
10v
1446,8
2620,8
RC
10v
1446,8
x
10. Calcule la impedancia, Z, del circuito con dos
métodos: la ley de Ohm (mediante VAB e I) y la
fórmula de la raíz cuadrada (con R, Xc y XL).
Registre sus respuestas en el renglón “RLC” de la
tabla 11.
Circuito
Voltaje
Aplicado
A-B
Xc
Impedancia
Formula
Raíz C.
RL
10v
x
3724,2
RLC
10v
1446,8
2621,8
RC
10v
1446,8
2468,47
11. Retire el inductor del circuito y deje sólo el resistor
en serie con el capacitor como en la figura 8c.
12. Encienda el generador de funciones. Revise VAB y
ajústelo si es necesario. Mida VR y VC. anote los
valores en el renglón “RC” de la tabla 11. Después
de realizar todas las mediciones, apague el
generador.
Circuito
Voltaje
Aplicado
A-B
Xc
Impedancia
Formula
Raíz C.
RL
10v
x
3724,2
RLC
10v
1446,8
2621,8
RC
10v
1446,8
2468,47
13. A partir de los valores medidos de VR y VC y el
valor nominal de R, calcule la corriente, I, en el
circuito. Después, con el valor calculado de I,
determine Xc. Registre sus respuestas en el renglón
“RC” de la tabla 11.
Circuito
Voltaje
Aplicado
A-B
Corriente XL
RL
10v
2,7mA
3141,6
RLC
10v
3,87mA
3141,6
RC
10v
4mA
x
14. Calcule la impedancia total del circuito con dos
métodos: la ley de Ohm (mediante VAB e I) y la
fórmula de la raíz cuadrada (con R y Xc). Anote sus
respuestas en el renglón “RC” de la tabla 11.
Conclusiones Práctica 6:
Se verifica la relacion de impedancia en un
circuito en serie:
Z=√R2+(Xl-Xc)2
Se compara la impedancia en los diferentes
circuitos: RL, RC, RLC.
Se comprueba la Ley de Ohm y se utiliza la
formula de la raiz para calcular la impedancia Z,
los resultados son muy similares con ambas
formulas.
PRACTICA # 7.
Objetivos:
Determinar la impedancia de un circuito que
contiene una resistencia, R, en paralelo con una
inductancia, L, en paralelo con una capacitancia, C.
Material Necesario:
Instrumentos:
Resistores:
Capacitor:
Inductor:
1. Con el generador de funciones apagado y los
interruptores de S1 a S3, abiertos, arme el
circuito de la figura 9. El canal 2 del
osciloscopio se conecta al resistor indicador.
Midiendo la caída de voltaje en Rindic. Y según
la ley de Ohm, la corriente en el circuito se
puede calcular en forma indirecta.
Voltaje
Aplicado
V, Vpp.
Voltaje en
Ridic
Con S1,S2,S3 Abiertos
10Vpp
3,54V
2. Encienda el generador. Incremente el voltaje de
salida, V, hasta V= 10 VPP A 5 kHz. Mantenga este
voltaje en todo el experimento. De vez en cuando
compruebe el voltaje y ajústelo si es necesario.
3. 3. Cierre S1. Compruebe que V= 10 Vpp y ajuste si
es necesario. Mida la corriente y el ángulo de fase.
Como S2 y S3 están abiertos, la única corriente en el
circuito es la del resistor, IR. Registre el valor en la
tabla 12. Abra S1.
Voltaje
Aplicado
V, Vpp.
Voltaje en
R1
Con ,S2,S3
Abiertos
Corriente
Con s2 y S3
Abiertos
Angulo de
fase
10V
3,51
2,26mA
-89,6°
Angulo de Fase= -89°
Angulo de fase= Tan-1 (3,52/ 2000)
Angulo de Fase =
4. Cierre S2. Compruebe que V= 10 Vpp. Mida la
corriente y el ángulo de fase. Puesto que S1 y S3
están abiertos, la única corriente en el circuito es la
del inductor, IL. Anote su valor en la tabla 12. Abra
S2.
Voltaje
Aplicado
V, Vpp.
Voltaje en
L
Corriente
Con s1 y s3
Abiertos
10Vpp.
3,54V
1,11mA
5. Cierre S3. Compruebe V y ajuste si hace falta. Mida
la corriente y el ángulo de fase. dado que S1 y S2
están abiertos, la única corriente en el circuito es la
de la rama del capacitor, IC . Escriba su valor en la
tabla
Voltaje
Aplicado
V, Vpp.
Voltaje en
C
Corriente
Con s1 y
s2
Abiertos
Angulo de
Fase
10Vpp.
3,53V
2,48
6. Cierre S1 (S3 sigue cerrado). Verifique que V= 10
VPP. Mida la corriente y el ángulo de fase del
circuito. Con S1 y S3 cerrados y S2 abierto, la
corriente en el circuito es la suma de IR e IC, o sea
IRC. Registre el valor en la tabla 12. Abra S3.
Voltaje
Aplicado
V, Vpp.
Voltaje en
C1
Corriente
Con S2
Abiertos
IRL
Voltaje en
R1
10Vpp.
3,53V
2,47mA
3,53
7. Cierre S2 (S1 continúa cerrado). V = 10 Vpp. Mida
la corriente del circuito. Con S1 y S2 cerrados y S3
abierto, la corriente en el circuito es la suma de IR
más IL, es decir IRL. Anote el valor en la tabla.
Voltaje
Aplicado
V, Vpp.
Voltaje en
C1
Corriente
Con
S1,S2 y
S3
Cerrados
IRL
Voltaje en
R1
10Vpp.
3,53V
1,36mA
3,53
8. Cierre S3. Ahora S1, S2 y S3 están cerrados.
Compruebe V. Mida la corriente y el ángulo en el
circuito. Dado que los interruptores de todas las
ramas del circuito están cerrados, el amperímetro
medirá la corriente total, IT, del circuito RLC en
paralelo. Registre el valor en la tabla 6. Abra todos
los interruptores y apague el generador de funciones.
Voltaje
Aplicado
V, Vpp.
Voltaje
en
C1
Voltaje
en
R1
Voltaje
En
Li
Corriente
Con
S1,S2 y
S3
Cerrados
IRL
10Vpp.
3,53V
3,53
3,53
1,36mA
9. Calcule la corriente de línea, IT, con los valores
medidos de IR, I L e IC y la formula de la raíz
cuadrada. Escriba su respuesta en la tabla.
10. Con el valor medido de V (debe ser de 10Vpp) y el
valor medido de IT, calcule la impedancia del
circuito e indique si éste es inductivo, capacitivo o
resistivo. Registre sus respuestas en la tabla
11. Calcule el ángulo de fase y el factor de
potencia en el circuito RLC en paralelo e
indique si tiene un factor de potencia en
adelanto o en retraso. Anote sus respuestas
en la tabla
Voltaje
Aplicado
V, Vpp.
Voltaje en
C1
Angulo
de
Fase °
Factor de
Potencia
del circuito
RLC
10Vpp.
3,53V
36,72°
80%
Conclusiones Práctica 7:
Se verifican las relaciones en un circuito en paralelo
R,L,C; se comprueba la Ley de Ohm.
El circuito Funciona en Adelanto.
El factor de Potencia es de 80 %
Se determinan las relaciones fasoriales entre el
voltaje fasorial y la corriente fasorial de los
Elementos R,L y C.
Referencias Biográficas
GUERRA ANDRES, Guía Componente Práctico
Análisis de Circuitos AC, 201423, Valledupar 2012.
GUERRA ANDRES, Analisis de circuitos AC,
módulo curso académioco, Valledupar; 2009.
Prácticas de Laboratorio para el curso de Analisis de
Circuitos AC, Universidad Nacional Abierta y a
Distancia.