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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 [email protected] Carlos Eduardo Durán Arcila; CC 79852111 [email protected] Luis Alberto Anaya [email protected] Ing. Joan Sebastián Bustos. Grupo 201423_ BOGOTÁ, marzo de 2012

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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

[email protected]

Carlos Eduardo Durán Arcila; CC 79852111

[email protected]

Luis Alberto Anaya

[email protected]

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.