[UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA] DISTANCIA ] ANALISIS DE CIRCUITOS AC
INFORME LABORATORIO ANALISIS DE CIRCUITOS AC PRACTICA 1 Luis Ángel Acevedo Vélez – Cód. 79999034 – e-mail:
[email protected] Jefferson Ortiz González – Cód. 1110494914 – e-mail:
[email protected] David Camilo Barón Álvarez – Cód. 98761397 – e-mail:
[email protected]
Tutor Orlando Harker ABSTRACT:
Practices are developed 1, 2, 3, 4 and 5 1. laboratory module AC analyses, performing various tests with inductors, resistors and capacitors. The first two procedures were verified control of impedance and phase angle of an RL circuit. The next two procedures, the impedance and phase angle of an RC circuit and finally the power in AC circuits.
PROCEDIMIENTO Nº 1: CIRCUITO RL CONTROL IMPEDANCIA 1.1. DATOS TOMADOS Medición inductores de 47 mH y 100 mH para verificar valores.
RESUMEN: Se trabajó en las practicas 1, 2, 3, 4 Y 5 del modulo de laboratorio de Análisis AC, realizando las diferentes pruebas con inductores, resistores y capacitores. Los dos primeros procedimientos se verificara el control de impedancia y el ángulo de fase de un circuito RL. Los dos siguientes procedimientos la impedancia y el ángulo de fase de un circuito RC y por último la potencia en circuitos AC.
100
mH
Medido
47
100
5
5
258 mV
4.996 V
4,87 V
0,004 mV
0,078 mA
0,002 mA
62,29 Ω
0,002 mΩ
63,9 Ω
3,3 kΩ
3,2 kΩ
3,3 kΩ
Voltaje en el inductor VL, Vp-p Corriente calculada
5v
VR/R mA
Reactancia inductiva (calculada) VL/IL,Ω
Reactancia inductiva VT/IT, Ω (calculada), ley de Ohm
OBJETIVOS
47
Voltaje en el resistor VR, Vp-p
Con este trabajo vemos como nos afianza el conocimiento adquirido durante la primera unidad, sobre circuíos RL, RC y las diversas señales que estos nos puedan proporcionar y conocer y aplicar ecuaciones relacionadas con este tipo de circuitos. ya que en la actualidad cada día toma, más importancia debido a que todos los componentes eléctricos llevan sistemas complejos que debemos comprender, para el mejoramiento o creación de dispositivos además del mantenimiento mantenimiento según el caso.
Nominal
Vent Vp-p
INTRODUCCIÓN
Valor del inductor
Conocer los diferentes tipos de circuitos y sus aplicaciones Identificar los diferentes tipos de ondas senoidales generadas de los circuitos electrónicos Conocer herramientas de ayuda para la elaboración de circuitos y su aplicabilidad Los datos difieren en algunas ocasiones en los informes ya que las practicas algunas fueron presenciales y otros las realizamos de forma Virtual con simuladores, la esencia del ejercicio es la misma
Impedancia del circuito (calculada), XL, Ω R- XL, Tabla 1 .
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Verificación de la fórmula de la impedancia para un circuito RL
Valor del inductor
Nominal
47
100
mH
Medido
47
100
Reactancia inductiva (de la tabla 1) Ω
63,9 Ω
3,2 kΩ
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tan θ = XL/R
0,01661
1.3.2. Con
la caída de voltaje medida en el inductor y el valor de su corriente en serie, calcule y registre la reactancia inductiva en L1
0,000001
Angulo de fase θ,
PARA L=47Mh XL=VL/IL XL=4,87 V / 0,078 mA XL= 62,29 Ω
grados Impedancia Tabla 2 .
3,3 kΩ
3,3 kΩ
PARA L=100Mh XL=VL/IL XL=0,004 mV/0,002 mA XL= 0,002 m Ω
Determinación del ángulo de fase y la impedancia
1.2.
ANALISIS
Con el fin de conocer el comportamiento de los circuitos AC, se realiza este experimento donde estudiaremos la relación 1.3.3.Con la ley de Ohm y la ecuación de reactancias en entre reactancia inductiva, resistencia, impedancia y ángulo serie (tabla 2) obtenga la impedancia del circuito. de fase, conoceremos el ángulo de fase entre el voltaje y la Anote ambos valores en la tabla 1 corriente de un circuito RL; y mediremos la potencia de PARA 47mH circuito AC. Debemos tener en cuenta que para aprender el Zt=Vt /It funcionamiento de estos circuitos utilizaremos las formulas Zt=5V / 0,078 mA que nos permiten analizar y comparar con la práctica cada Zt= 63,9 Ω uno de los resultados. PARA 100mH Zt=Vt /It Zt=5V / 0,002 mA Zt= 3,3 kΩ
1.3.4. Examine la tabla 2. Con los valores de la
impedancia (calculados a partir de VL / IL) de la tabla 1, calcule el ángulo de fase θ y la impedancia con las relaciones de ángulo de fase. Llene la tabla 2 para los circuitos con inductores de 47 mH Y 100 mH
1.3.
PREGUNTAS QUE APARECEN EN GUIA
1.3.1. Con
el voltaje medido en R1 y el valor de su resistencia, calcule y registre la corriente por el circuito en serie. Como el resistor y el inductor están en serie, esta corriente calculada para R1 es la misma para L 1 PARA L=47Mh VR1= 258 mV I= VR1/R1 I= 258 mV / 3300 Ω I= 0,078 mA
PARA 47Mh tan θ=XL/R tan θ=62,29 Ω / 3300 Ω tan θ=0.01661 θ= PARA 100Mh tan θ=XL/R tan θ=0,002 mΩ / 3300 Ω tan θ=0,000001 θ=0,000001 θ=
1.4.
PARA L=100Mh VR1= 3.49Vpp I= VR1/R1 I= 3.49 V / 3300 Ω I= 0,002 mA
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MUESTRAS
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CONCLUSIONES
1.5.
En un circuito RL entre el voltaje del inductor es mayor si su inductancia es mayor. El efecto en las frecuencias altas y bajas sobre un inductor y un capacitor se ven reflejadas en nuestro análisis, por ejemplo a frecuencias bajas el inductor se comporta como un corto circuito a frecuencias alta como circuito abierto para el capacitor es todo lo contrario. Si se aumenta la frecuencia aplicada, la resistencia del resistor permanece constante, la reactancia de un inductor aumenta. En un circuito RL la corriente adelanta al voltaje. Entre más alta sea el valor de la capacitancia, mayor será la corriente capacitiva.
2.
PROCEDIMIENTO Nº 2: CIRCUITO RL ANGULO FASE DATOS TOMADOS
2.1.
Resistencia, R, Ω
Valor Nominal
Tabla 3.
Valor Medido 47
47
100
100
Ancho de Distancia Angulo de la onda entre puntos fase θ, senoidal D, cero d, grados divisiones divisiones
2.2.
ANALISIS
2.3.
PREGUNTAS QUE APARECEN EN GUIA
2.3.1. Calcule la corriente por el circuito mediante la ley
de Ohm con los valores medidos de VR y R. anote su respuesta en la tabla 4 para el resistor de 1k8 Resistor de 3,3k I=Vrms/3.3 I=2.54/3.3 I=0.76mA Resistor de 1k I=Vrms/1k I=1.06/1 I=1.06mA
2.3.2. La reactancia inductiva, X L , del inductor según
la ley de Ohm para inductores con el valor medido de VL y el valor calculado de I. Registre su respuesta en la tabla 4. XL=2π XL=2π x f x L XL=2π XL=2π x 5000 X 100 XL=3.141 Resistor de 3.3k
Uso del osciloscopio para hallar el ángulo d e fase, θ, en un circuito RL en serie
XL=VL/I XL=2.45/0.76 XL=3.223
Valor nominal del resistor, Ω
Resistor de 1k
Voltaje aplicado Vpp, V
XL=VL/I XL=3.37/1.06 XL=3.18
Voltaje en el resistor VR, Vpp
2.3.3. Con el valor de XL calculado en el paso 10 y el
Voltaje en el inductor VL, Vpp
valor medido de R, calcule el ángulo de fase
Corriente (calculada) I, mA
Resistor de 3.3 θ=tanh-1XLR θ=tanh-1XLR | θ=tanh-13.2233.3 θ=tanh-13.2233.3 | θ=44.32 |
Reactancia Inductiva XL, (calculada), Ω Angulo de fase θ,
(calculado con XL y R), grados
Resistor de 1 k θ=tanh-1XLR θ=tanh-1XLR | θ=tanh-13.181 θ=tanh-13.181 | θ=72.54 |
Voltaje aplicado (calculado), Vpp, V
2.3.4. Con los valores medidos de VR y VL para el Tabla 4. Relaciones
entre el ángulo de fase, θ y el voltaje en un circuito RL en serie
resistor de 1 k8, calcule Vp-p según la fórmula de la raíz cuadrada. Registre su respuesta en la columna “Voltaje aplicado (calculado)” de la
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tabla 4. Repita los cálculos para VR y VL con el
resistor de 3.3 k8. Anote su respuesta en la tabla 4.
Bibliografía Gil-Guijarro, L. (s.f.). Corriente Alterna 1. Recuperado el 06 de Marzo de 2013, de
Resistor de 3.3 Vp=VR2+VL2 Vp=2.54R2+2.45L2 Vp=3.53
http://luis.tarifasoft.com/05_corriente_alterna /alterna1.htm
Vpp= Vp x 2 x 2 Vpp= 3.53 x 2 x 2 Vpp=9.98 RESISOR DE 1K Vp=VR2+VL2 Vp=1.06R2+3.37L2 Vp=3.53 Vpp= Vp x 2 x 2 Vpp= 3.53 x 2 x 2 Vpp=9.98
2.3.5.En el espacio debajo de la tabla 4 trace los
espectivos diagramas fasoriales para la impedancia y el voltaje en los circuitos de 3.3 k Ω y 1 k Ω. Para: R=1K, L=100mH Para: R=3.3K, L=100mH
2.4.
CONCLUSIONES El voltaje adelanta la corriente en 72º cuando el valor del resistor es de 1kΩ, y en 45º cuando el valor del resistor es de 3.3kΩ. La caída de voltaje en la inductancia es del 95% del voltaje aplicado cuando utilizamos un resistor de y 1kΩ y de 68% cuando el resistor es de 3.3kΩ, lo que quiere decir que al aumentar el valor de la resistencia, se reduce la caída de voltaje en la inductancia. En el circuito en serie, la corriente que pasa por la inductancia es igual a la corriente que circula por el resistor. Al aumentar el valor de la inductancia, disminuye la caída de voltaje en el resistor. La reactancia inductiva es igual en los dos circuitos ya ésta depende de la frecuencia y de la inductancia no de los resistores.
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