LAB. DE ANÁLISIS DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS
Análisis del estado senoidal permanente de circuitos lineales Objetivos Verificar la forma de la respuesta permanente de un circuito lineal e invariante en el tiempo cuando la forma de onda de la señal de entrada es senoidal. Familiarizar a alumno con las técnicas de análisis senoidal permanente, empleando fasores. Determinar el valor de los elementos que constituyen el circuito eléctrico, a partir de la respuesta en estado senoidal permanente.
Experimentos a realizar Experimento 1
Procedimiento
Se armó el circuito de la figura Con ayuda del generador generador de funciones y el osciloscopio osciloscopio aplicamos el voltaje voltaje indicado indicado y la frecuencia adecuada
Voltaje de entrada (verde), la amplitud fue 5.76 (V). Voltaje de salida (amarillo), la amplitud fue 1.54 (V). En la imagen se muestra el periodo. En este caso la frecuencia se calculó mediante: ω = 4000π ω = 2 π f
f= 2KHz La frecuencia calculada fue la que se puso en el generador de señales
La impresión de muestra el defasaje.
pantalla
nos
Simulando en Multisim
55. XFG1
rg 41.66Ω
Nuestros resultados:
a) Con el auxilio de un osciloscopio mida el defasaje entre Vi y Vo. Se obtuvo graficamente pero en este caso se tuvo que realizar una regla de tres para poder calcular el ángulo de defase (midiendo de la cresta de Vi a cresta contigua de Vo) Defasaje (∆) = 104 (µ) 1 periodo = 504(µ) Entonces 2 π --------ϴ
504 µ
------------- -104 (µ)
ϴ =
-65.71°
b) Con el resultado anterior, determine el valor de la inductancia, L. (Anexo en hoja de resultados) c) Si existe alguna discrepancia con el resultado teórico, explique las posibles causas. (Anexo en hoja de resultados)
Experimento 2
Procedimiento
Se armó el circuito de la figura (con una modificación ya que medimos Vo de la resistencia) Con ayuda del osciloscopio y el generador de señales se aplicaron los datos indicados como el voltaje y la frecuencia, lo que diferencia del experimento pasado es que ocupamos un capacitor
Voltaje de entrada (verde), la amplitud fue 5.52 (V) Voltaje de salida (amarillo), la amplitud fue 4.24 (V)
En la imagen se muestra el periodo En este caso la frecuencia se calculó mediante: ω = 4000π ω = 2 π f
f= 2KHz La frecuencia calculada fue la que se puso en el generador de señales
La impresión de pantalla nos muestra el defasaje.
Simulando en Multisim XSC1
C Ext Trig +
0.22µF XFG1
rg
R
41.66Ω
500Ω
_ B
A +
_
+
_
a) Con el auxilio de un osciloscopio, mida el desfasaje entre Vi y Vo. Se utilizó el periodo para hacer una relación por lo cual se tuvo que realizar una regla de tres para poder calcular dicho ángulo Defasaje(∆) = 56 (µs) 1 periodo = 504(µs) Entonces 2 π --------- 504 µs ϴ ------------ -56 (µs) ϴ = 40° b) Con el resultado anterior, determine el valor de la capacitancia, C. (Anexo en hoja de resultados) c) Si existe alguna discrepancia con el resultado teórico, explique las posibles causas. (Anexo en hoja de resultados)
Experimento 3
Procedimiento
Se armó el circuito pero en este caso había dos, en el primero para realizar esta medición es necesario aislar el osciloscopio mediante un transformador de relación 1:1, esto se hacía para los osciloscopios antiguos, en este caso no fue necesario hacer y se armó el circuito mostrado. Se invierto el sentido de la corriente con ayuda del osciloscopio (invirtiendo el canal) puesto que se estaba midiendo la corriente en sentido contario.
En la impresión de pantalla del osciloscopio tenemos que: Voltaje de entrada (verde), la amplitud fue 4.96 (V)
Voltaje de salida (amarillo), la amplitud fue 736 (mV) En la imagen se muestra el defasaje Defasaje = 80 (µ) 1 periodo = 504(µ) Entonces 2 π --------- 504 µ ϴ ϴ =
------------80 (µ) 29.89°
En la imagen se muestra el periodo, con el cual se puedo realizar la regla de 3 para obtener el ángulo de defasaje En este caso el periodo cambio respecto a los demás experimentos puesto que la frecuencia es diferente ω = 2000π ω = 2 π f
f= 1KHz
Simulando en Multisim
XSC1
Ext Trig + _ B
A +
R 2
L 55.6mH
100Ω
rg 41.6Ω XFG1
C 0.22µF
rL 59Ω
R1 500Ω
_
+
_
Conclusiones En la practicas verificamos la respuesta permanente de un circuito lineal e invariante en el tiempo en este caso la señal de forma senoidal, en los circuitos nos fuimos adentrando a los fasores como son sus representaciones y la facilidad que conlleva trabajar con fasores puesto que los circuitos manejándolos con impedancias es más fácil su resolución. En cada circuito calculamos el valor de cada elemento que almacenaba energía, en este caso fue el inductor y el capacitor, para calcular esos valores representábamos el fasor y la resistencia en un triángulo rectángulo, sacábamos la tangente obteníamos el valor del elemento. En general la práctica estuvo muy entretenida e interesante, puesto que trabajamos con circuitos en estado senoidal permanente y reafirmamos conocimientos tanto teóricos como prácticos vistos en clase de teoría
