ELECTRICIDAD INDUSTRIAL MENCION PROYECTOS
INFORME DE LABORATORIO 8 RESONANCIA RLC serie y paralelo
INDICE
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Introducción……………………………………………………………………………………………………........
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Objetivos…………………………………………………………………………………………………………........
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Procedimiento....................................................................................................……
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Circuitos de corriente alterna resonancia serie y paralelo R, L, C................................
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Tabla de valores para el circuito de trabajo...............................................................
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Calculo de la impedancia ZT, XL, Xc, R, Q, S y Angulo de desfasé cosϕ......................
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Conclusiones……………………………………………………………………………………………………........
Introducción.
Definimos como resonancia al comportamiento de un circuito con elementos inductivos y capacitivos, para el cual se verifica que la tensión aplicada en los terminales del mismo circuito, y la corriente absorbida, están en fase. La resonancia puede aparecer en todo circuito que tenga elementos L y C. Por lo tanto existirá una resonancia serie y otra 2
resonancia paralelo o en una combinación de ambos. El fenómeno de resonancia se manifiesta para una o varias frecuencias, dependiendo del circuito, pero nunca para cualquier frecuencia. Es por ello que existe una fuerte dependencia del comportamiento respecto de la frecuencia. Deviene de ello la gran importancia de los circuitos sintonizados, especialmente en el campo de las comunicaciones, en lo que hace a la sintonización de señales de frecuencias definidas o al "filtrado" de señales de frecuencias no deseadas.
Objetivos.
1.-Verificar el circuito resonante RLC serie y paralelo.
2.- Analizar los circuitos resonantes serie y paralelo, resistencia, capacitancia, reactancia capacitiva , Angulo de fase de los circuitos RLC.
3.- Analizar las relaciones los diferentes circuitos resonantes de serie y paralelo RLC.
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Procedimiento: Materiales :
Equipo de laboratorio 1 Variac AC 220V 1 modulo de resistencias 1 modulo de inductancias 1 modulo de condensadores 1 Voltímetro 1 Analizador de red 1 Vatímetro Digital 8 cables banana caimán 8 cables banana - banana .
La Resonancia La resonancia es una condición definida específicamente para un circuito que contiene elementos R, L y C. Para exponerlo se hace una comparación gráfica de la magnitud y el ángulo de cierta función compleja respecto a la frecuencia f(Hz) o frecuencia angular w(rad/s). RESONANCIA EN SERIE. (Circuito serie RLC): Al mencionar las características de un circuito resonante, como por ejemplo un circuito RLC serie, normalmente uno se refiere a la dependencia con la frecuencia de la corriente y a las diferencias de potencial en sus componentes. En el caso de un circuito RLC serie,
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como el indicado en la figura 1, lo más usual es estudiar la dependencia de la corriente I con la frecuencia angular del generador ω. Esta corriente vendrá dada por la expresión.
Se dice que el circuito está en resonancia en serie (o resonancia de baja impedancia) cuando es real ( y por lo tanto, es un mínimo)..
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En resonancia el circuito RLC presenta una impedancia de entrada igual a R. La potencia consumida en el resonador (es decir sus pérdidas) dependen de R. En general, R será un valor bajo (idealmente CC) de forma que en resonancia la Z(ent) es muy baja y las pérdidas también. Al alejarnos de la resonancia, aumenta la impedancia.
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Resonancia delos circuitos RLC en Paralelo. Cuando se conecta un circuito RLC (resistencia , bobina ycondensador ) en paralelo, alimentado por una señalalterna (fuente de tensión decorriente alterna ), hay un efecto de ésta en cada uno de los componentes.En el condensador o capacitor ,aparecerá una reactancia capacitiva, y en la bobina o inductor una reactanciainductiva, dadas por las siguientes fórmulas XL = 2 x π x f x L XC = 1 / (2 x π x f x C)
Cuando se conecta un circuito RLC (resistencia , bobina ycondensador ) en paralelo, alimentado por una señalalterna (fuente de tensión decorriente alterna ), hay un efecto de ésta en cada uno de los componentes.En el condensador o capacitor aparecerá una reactancia capacitiva, y en la bobina o inductor una reactanciainductiva, dadas por las siguientes fórmulas: XL = 2 x π x f x LXC = 1 / (2 x π x f x C) Donde: π = 3.14159f = frecuencia en HertzL = Valor de la bobina o en henriosC = Valor del condensador en faradios.
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frecuencia de resonancia En resonancia como los valores de XC y XL son iguales, se cancelan y en un circuito RLC en paralelo laimpedancia que ve la fuente es el valor de la resistencia.A frecuencias menores a la de resonancia, el valor de la reactancia capacitiva es alta y la inductiva es baja.A frecuencias superiores a la de resonancia, el valor de la reactancia inductiva es alta y la capacitiva baja.Como todos los elementos de una conexión en paralelo tienen el mismo voltaje, se puede encontrar lacorriente en cada elemento con ayuda de laLey de Ohm . Así: - IR = V / R - IL = V / XL- IC = V / XC Lacorriente en la resistencia está en fase con latensión , la corriente en la bobina esta atrasada 90° conrespecto al voltaje y la corriente en el condensador está adelantada en 90°. Nota:Es importante visualizar que los efectos de la reactancia capacitiva y la inductiva son opuestos, es por eso que se cancelan y causan la oscilación (resonancia)
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Procedimientos . 1.-Armar un circuito serie RLC con una resistencia de 1100Ω,una bobina de 3.5H y un condensador de 1.45µF, energizar con una tensión de 100Vy medir los parámetros del circuito, luego reemplazar el condensador por uno de 2.89µF y repetir las mediciones registra en una tabla los datos y realizar los diagramas fasoriales de las tablas .
1.-SERIE . la capacidad del condensador que estamos utilizando es de 1.45µF VXC 135 V
VXL 72V
VR 68V
VT 102,6 V
IT 0,063A
P 5,1W
S 6,5VA
Q -3.9VAR
Cosϕ 0,8 FP
La capacidad del condensador que estamos utilizando es de 2.89µF
VC
VL
VR
VT
IT
P
S
Q
Cosϕ
83 V
93 V
88 V
102,8 V
0,081A
8,3W
8,4W
0,7VAR
0,99 FP
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2.-Armar el circuito paralelo RLC con una resistencia de 1100Ω, una bobina de 3.5H y un condensador de 1.45µF energizar con una fuente de 100 V y medir los parametros del circuito, luego reemplazar el condensador por uno de 2.89 Fy repetir las mediciones registra en una tabla de datos y realizar los diagramas fasoriales de ambas tablas .
Paralelo. la capacidad del condensador que estamos utilizando es de 1.45µF. VC 100V
VL 100V
VR 100V
VT 102,8
IT 0,11A
P 10.6W
S Q Cosϕ IC 11.4VA 4.2VAR 0,93 FP 0,045A
IL 0,086A
IR 0,07A
IL 0,086A
IR 0,07A
La capacidad del condensador que estamos utilizando es de 2.89µF.
VC VL 100V 100V
VR 100V
VT IT 102,8V 0,105A
P 10.7W
10
S 10.7VA
Q -1.4VAR
Cosϕ 0,99 FP
IC 0,095A
3.-Tabla de valores para el circuito de trabajo RLC.Paralelo V 102,1V
Zt 43.10Ω
Cos ϕ 0,88
IT 2,39A
IR 2,07A
IL 0,097A
IC 1,23A
P 215 watt
S 244,6 VA
4.-En las figuras adjuntadas se pude ver los valores odtenidos, para esto se instalo en watimetro digital con las cargas RLC , como se muestra en las figuras , se conecta en paralelo la resistencia , la inductancia y la capacitancia , luego de esto se toma los valores del vatimetro como el factor de potencia=cosϕ , la potencia aparente=VA , la potencia activa = WATT , la potencia reactiva =VAR, la intencidad del circuito se comprueba que en el circuito en paralelo la tension en la resistencia como en la inductancia y la capacitancia estos son iguales al voltaje de alimentacion.
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Q -116,7 VAR
5.- CALCULO DE LA IMPEDANCIA Zt,Xl,L,Xc,P, Q ,S ,R, el cosΩ y LOS DIAGRAMAS FASORIALES DE LA TENSION , CORRIENTE. DE LOS CIRCUITOS RESONANTES SERIE Y PARALELO.
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CALCULO DEL CIRCUITO PARALELO.RESONANCIA RLC.
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CONCLUSIONES
Al realizar las configuraciones de R L C las impedancias se cancelan, ya que el condensador posee una corriente en sentido contrario al de la bobina, presentándose una yuxtaposición entre las corrientes.
En circuito RC en serie, a medida que la frecuencia aumenta, el condensador se comporta como un corto.
Podemos decir también que en los circuitos RLC las características se mantienen en la practica siendo así que el voltaje en paralelo es un valor igual para este circuito.
En los ambos casos anteriores se pudo determinar que la reactancia es directamente proporcional a la frecuencia.
Al analizar el circuito se puede determinar que el circuito es predominantemente capacitivo.
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