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(&+,-./&, OBJETIVO GENERAL Al término de la práctica el alumno ubicara experimentalmente los circuitos eléctricos en serie, paralelo y mixtos, con dispositivos resistivos, inductivos y capacitivos, por lo cual es importante conocer el funcionamiento de los mismos y cómo se comportan, además medirá sus voltajes, valores de las resistencias e intensidades de corriente, en corriente alterna. Manejar circuitos RLC con corriente alterna, observando las interacciones de los dispositivos, también efectuara las mediciones correspondientes para obtener los valores experimentales y compararlos con los valores teóricos.
MATERIAL EMPLEADO a) b) c) d) e)
5 resistencias (!!!! ", #!!!", !!!", 5$!", a # %atts) &na fuente de corriente alterna re'ulada de !# *olts. Mult+metro di'ital. #! caimanes &n capacitor de $- a 5! * de /.A.
INTRODUCCIÓN TEÓRICA 0or lo 'eneral, todos los circuitos de corriente alterna tienen resistencia (R), indctancia (L) ! ca"acitancia (C). /uando la capacitancia y la inductancia totales del circuito son de un valor pe1ue2o comparadas con la resistencia, pued aplicarse la Le! de O#$ para calcular la intensidad de la corriente en cual1uier parte del circuito3 4 *678 pero cuando la capacitancia y la inductancia no tienen un valor pe1ue2o producen diferencias de fase o retardos entre la corriente y el voltaje, por ello la 9ey de :;m ya no podrá aplicarse en su forma ori'inal. Al aplicar una corriente alterna a un circuito en el 1ue existe resistencia pero no ;ay inductancia, el voltaje y la corriente a través de la resistencia alcan
estn en *ase, es decir, no ;ay retraso entre ellas, por este motivo la 9ey de :;m se aplica de la misma manera 1ue si se tratara de un circuito de corriente directa.
IMPEDANCIA (+) =n corriente alterna, la resistencia al paso de la corriente se denomina impedancia y se representa mediante un n>mero complejo, teniendo una parte real (dependiendo del valor de 7) y otra ima'inaria (1ue depende de los valores de las reactancias de capacitores e inductores). =n los circuitos resistivos puros (solo resistencias) la impedancia sólo tiene parte real, 1ue es i'ual a la 7.
+ R - .
=n forma polar la expresamos como3 Z = R
REACTANCIA INDUCTIVA =n corriente alterna un inductor también presenta una resistencia al paso de la corriente denominada reactancia inductiva. 9a misma se calcula como3 ?9 @ 9 @ *elocidad an'ular # f rad6se'. 9 4nductancia (;enrios) ?9 7eactancia inductiva (Ω)
ANGULO ENTRE LA TEN/IÓN 0 LA CORRIENTE =n los circuitos inductivos puros, la tensión sobre el inductor se encuentra adelantada B! 'rados sobre la corriente.
IMPEDANCIA =n circuitos inductivos puros está formada >nicamente por la reactancia inductiva. =n forma polar la expresamos como el módulo de C y B! 'rados de desfase3
+ 1L REACTANCIA CAPACITIVA =n corriente alterna los circuitos se comportan de una manera distinta ofreciendo una resistencia denominada reactancia capacitiva, 1ue depende de la capacidad y de la frecuencia. 7eactancia /apacitiva 9a reactancia capacitiva es función de la velocidad an'ular (por lo tanto de la frecuencia) y de la capacidad.
2 Ve%'cidad an3%ar 45* C Ca"acidad 1c Reactancia Ca"aciti&a 0odemos ver en la fórmula 1ue a mayor frecuencia el capacitor presenta menos resistencia al paso de la se2al.
IMPEDANCIA 9a impedancia total de un circuito capacitivo puros está formada >nicamente por la reactancia capacitiva (?c), debido a 1ue no tiene parte real 7.
=n forma polar la expresamos como3
=?0=74M=DE: . Arme el circuito de corriente alterna de la fi'ura obten'a las mediciones de los parámetros resistivo en serie de corriente directa, anotando los valores obtenidos y reali
6IGURA N'7 8 V 49 V'%ts de CA7 R48...:
R; <7= >'#$ R< 8....: RTR8-R4-R; 897=?@ I T
=
V T RT
=
20 V 15700 Ω
1.27 mA
=
*74E 7.#mA G !!!H.#I*olts *7#4E 7#.#mA G I!!H5.B$B*olts *74E 7.#mA G !!!!H#.*olts Eabla *ariables
*alor teórico
4E
.#mA
*7
.#I*olts
*7#
5.B$B*olts
*7
#.*otls
*alor experimental
J =rror
=?0=74M=DE: # #. Arme el circuito 7/ en paralelo de corriente alterna de la fi'ura #, y note los valores en la tabla #, reali
X C = Z T = I T =
=
1 2 πfc
=
Xc R2 Xc + R 2
V T Z T
=
12.5 mA
=
1 −3
2.2619 x 10
=
= 442.097
442.097∗2000 442.097 + 2000
25 Volts 362.0634 Ω
Ω
=362.0634
=69.048
mA
Ω
I XC = I T – I R 2=69.048 mA −12.5 mA =56.548 mA
6IGURA N', 4 Eabla # *ariables
*alor teórico
*alor experimental
*
#5 *olts
4E
$B.!IKmA
47#
#.5mA
4/
5$.5IKmA
J =rror
=?0=74M=DE: . Arme el circuito 79 en serie de corriente alterna de la fi'ura , anotando sus valores obtenidos en la tabla reali
1L : +T R8 - 1L5$!HLKH5$KH I T =
V T Z T
=
25 Volts 568 Ω
=44.014
mA
VR8 IT R9#I.$IK*olts V1L IT 1L!.5*olts
6IGURA N'7 ;
Eabla *ariables
*alor teórico
4E
II.!ImA
*75
#I.$IK*
*?9
!.5*
*alor experimental
J =rror
=?0=74M=DE: I
I. Arme el circuito 79/ en paralelo de corriente alterna de la fi'ura I, anotando los valores obtenidos en la tabla I, reali
-4&7A I Fatos3 = #5* 7 5$!" ?l # f 9 6 ?9 ! "
/# $ X C =
1
ωC 2
=442.097
1
Z T =
1
+
1
+
Ω
1
R 4 X L X C
I T
=
V T RT
I R 1=
I XL =
I XC =
=
25 560
25 10
25 V 9.610 Ω
= 44.64
1
=
1 560
+
1 10
+
1
= 9.610
Ω
442.097
2.601 A
=
mA
A
= 2.5
25 442.097
= 56.54
mA
*ariables *7 *?9 *?/ 4E 47 4?9 4?/
Eabla I *alores teóricos *alores exp. #5*olts #5*olts #5*olts #.$! A II.$ImA #.5 A 5$.5ImA
J =rror
OB/ERVACIONE/
CONCLU/IONE/