ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO EXTENSIÓN LATACUNGA
CARRERA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA INFORME DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS Nivel: Tercero
Fecha: 10/06/2013
Paralelo: A
Integrantes:
Aulestia Pablo
Bautista Gabriela
Talahua Jonathan
Zambrano Pablo
TEMA CIRCUITO RESONANTE SERIE Y PARALELO OBJETIVOS
Medir los parámetros característicos de un circuito resonante en serie.
Construir la curva de resonancia de un circuito resonante en serie.
Medir los parámetros característicos de un circuito resonante en paralelo.
Construir la curva de resonancia de un circuito resonante en paralelo.
MARCO TEORICO Resonancia Serie Considere el circuito RLC serie de la figura 2-18-1.La impedancia total de este circuito puede expresarse como:
A la frecuencia fr, el término reactivo es cero y la impedancia es puramente resistiva. Esta condición es conocida como resonancia serie y fr es la frecuencia de resonancia serie.fr puede expresarse en términos de los parámetros del circuito igualando el término reactivo a cero como sigue:
√
En fr, el circuito exhibirá una impedancia mínima
de tal forma que la
corriente es máxima y está en fase con la tensión aplicada.
La corriente Ir esta en fase con la tensión aplicada E. Las tensiones en L y C puede expresarse por:
Por consiguiente, puede observarse que opuestos en polaridad.
y
son iguales en magnitud pero
FIGURA 2-18-1
FIGURA 2-18-2
Resonancia Paralelo Considere el circuito RLC paralelo de la figura 2-19-1.Es similar al circuito resonante serie discutido en el experimento 2-18.A la frecuencia de resonancia fr, la reactancia es cero y la impedancia es puramente resistiva. La admitancia total de este circuito puede expresarse por:
Después de racionalizar y simplificar, se obtiene Yo en resonancia. Es decir:
La impedancia total es puramente resistiva en resonancia. Es decir:
La frecuencia fr puede expresarse en términos de los parámetros del circuito igualando el término reactivo a cero como sigue:
() () ( ) √ Nótese que la frecuencia de resonancia paralela depende de la resistencia en la rama R (R14 en la figura 2-19-1).
PROCEDIMIENTO Resonancia serie 1. Ponga el modulo KL-13001 en la unidad principal KL-21001, localice el bloque i.De acuerdo con las figuras 2-18-1 y 2-18-2, complete el circuito del experimento con puentes de corto-circuito. 2. Cambie el selector de rango del generador de funciones a la posición 10KHz, el selector de función a la posición seno. Ajuste la amplitud de salida a 5V indicados por el voltímetro de ac y anote la lectura como Ein.
Ein= 5,1 Vac. 3. Conecte Ein a Es del circuito. Mida la tensión en R13 mientras gira la perilla de mando de frecuencia y anote el valor de la tensión máxima.
ER13= 3,7 Vac. ¿El circuito resonante serie está operando a la frecuencia de resonancia?
Sí 4. Usando el osciloscopio, mida y anote la frecuencia de salida del generador de funciones y anote el resultado como la frecuencia de resonancia fr.
fr= 11,47 KHz 5. Calcule y anote la frecuencia de resonancia fr usando los valores de L3 y C4.
fr= 15,91KHz ¿Concuerdan los valores medidos y calculados de fr? No 6. Usando el voltímetro de ca, mida la tensión en L3 mientras gira la perilla de mando de frecuencia hacia la derecha y anote el valor máximo de tensión.
¿Es
mayor que Ein obtenido en el paso 2?
No
Repita el paso 4 y luego compare estos dos valores ¿Concuerdan estos valores? Sí 7. Usando el voltímetro de ac, mida la tensión en C4 mientras gira la perilla de mando de frecuencia hacia la derecha y anote su valor máximo de tensión.
Ec= 1,44 Vac ¿El valor de Ec es igual al valor de
obtenido en el paso 6?
No
Repita el paso 4 y luego compare estos dos valores de frecuencia. ¿Concuerdan estos valores? Sí 8. Conecte el voltímetro de ac a los terminales A y B de la figura 2-18-1.Mida la tensión en L3-C4 mientras gira la perilla de mando de frecuencia hacia la derecha y anote su valor mínimo de tensión.
E= 0,76 Vac ¿Esto implica que en signo? Si
y Ec son iguales en tensión (magnitud) pero opuestos
Repita el paso 4 y luego compare estos dos valores de frecuencia. ¿Concuerdan estos valores? Sí
9. Usando la ecuación serie.
Q=0,882 10. Usando la ecuación impedancia de L3.
Usando la ecuación impedancia de C4.
y la fr del paso 5, calcule y anote la
, calcule y anote el Q del circuito resonante
y la fr del paso 5, calcule y anote la
¿Son iguales estos dos valores?
Sí
11. Usando la ecuación BW=fr/Q, calcule y anote el ancho de banda del circuito.
BW= 18,038 KHz La frecuencia superior de media potencia f2 es: 117,8 KHz Y la frecuencia inferior de media potencia f1 es: 84,85 KHz 12. Conecte el voltímetro en L3.gire la perilla de mando de frecuencia hasta obtener una tensión máxima en L3 y anote el resultado.
13. Multiplique
por 0.707 para determinar la tensión
media potencia (-3dB).
a la frecuencia de
14. Despacio gire la perilla de mando de frecuencia hacia la izquierda hasta obtener la tensión de media potencia
Mida y anote la frecuencia inferior de media potencia (-3dB)
f1= 7,4 Hz 15. Gire suavemente la perilla de mando de frecuencia hacia la derecha hasta obtener la otra tensión
de media potencia.
Mida y anote la frecuencia superior de media potencia (-3dB) usando el osciloscopio.
f2= 6,99 KHz Compare las frecuencias f1 y f2 medidas con las calculadas en el paso 11
¿Concuerdan estos valores?
No
16. Complete la tabla 2-18-1 midiendo la tensión en R13 para los valores de frecuencia mostradas.
f(KHz)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
(Vac) 0,60 1,07 2,19 3,45 4,24 4,72 4,83 4,91 4,68 4,57 4,32 Tabla 2-18-1
17. Marque los valores anotados de
y los valores listados de f de la tabla
2-18-1 en el gráfico de la figura 2-18-3 y luego dibuje una curva suave a través de estos puntos. Ésta será la curva de resonancia del circuito resonante en serie.
Resonancia Paralelo 1.-Ponga el modulo KL-13001 en la unidad principal KL-21001, i localice el bloque j. 2.-De acuerdo con las figuras 2-19-1 y2-19-2, complete el circuito del experimento con puentes de corto circuito. 3.-Calcule la frecuencia de resonancia usando los valores del circuito.
4.-Remueva el puente de corto – circuito a. Cambie el selector de rango del generador de funciones a la posición de 10KHz, el selector de función en la posición seno. Ajuste la amplitud hasta obtener una salida de 5v indicado por el voltímetro de AC. Conecte el voltímetro de AC a R15.Gire la perilla de mando de frecuencia hasta obtener una lectura de tensión mínima en el voltímetro. Usando el osciloscopio, mida la frecuencia de salida del generador de funciones y anote el resultado como fr.
¿Concuerdan los valores medidos y calculados de fr?
SI
5.-Mida y anote las tensiones por R14 y R15
6.-Conecte el puente de corto-circuito a. Mida y anote la tensión en R15
Compare
con el valor obtenido en el paso 5 y apunte sus comentarios.
7.-Nuevamente remueva el puente de corto-circuito a. Complete la tabla 2-19-1 midiendo la tensión R15 para los valores de frecuencia mostrados.
f(KHz)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
(Vac) 3,94 3,89 3,55 2,91 1,83 1,00 1,94 2,86 3,47 3,84 4,07 Tabla 2-19-1
8.- Marque los valores anotados de
y los valores listados de f de la tabla
2-19-1 en el gráfico de la figura 2-19-3 y luego dibuje una curva suave a través de estos puntos. Ésta será la curva de resonancia del circuito resonante en paralelo.
ANÁLISIS DE RESULTADOS (GRÁFICAS) Resonancia serie
CONCLUSIONES
La frecuencia de resonancia es la frecuencia a la que el circuito resonante serie presenta su mínima impedancia en el circuito y máxima corriente.
En el paso 5 del procedimiento, el valor calculado de fr fue aproximadamente 4959Hz.Este valor puede tener una ligera diferencia con respecto al valor medido porque en los instrumentos y componentes del circuito existen desviaciones.
Puesto que la corriente es máxima en resonancia serie, la potencia disipada en el circuito resonante serie es máxima .
Medimos los parámetros característicos del circuito resonante paralelo y construimos su curva de resonancia
.
A la frecuencia de resonancia, la corriente es mínima porque la impedancia es máxima Por consiguiente, la tensión por R15 es también mínima en .
resonancia.
La curva de resonancia obtenida del circuito resonante paralelo es opuesta al del circuito resonante serie
.
RECOMENDACIONES
Revisar que funcione correctamente la punta del osciloscopio al igual que el este para poder tener una mejor observación de los valores y la gráfica.
Conectar correctamente el circuito del módulo para poder obtener los respectivos valores tanto de resonancia en serie como de paralelo.
Poner en práctica todos los conceptos vistos para poder calcular los valores pedidos de resonancia en serie y paralelo.
ENLACES BIBLIOGRÁFICOS
http://www.geocities.ws/pnavar2/resonancia/reso_ser.html
http://www.unicrom.com/Tut_resonanciaSerie.asp
http://www.cursosindustriales.net/cursos/electronica/modulo1/h.html
