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Solución Guías de Laboratorio del Curso de Análisis de Circuitos Componente Práctico J. S. Forero, Integrante Forero, Integrante de formación, UNAD, C. Caro, Integrante Caro, Integrante de formación, UNAD, UNAD, A. Sierra, Integrante de formación, UNAD y E Villalba, Integrante Villalba, Integrante de formación, UNAD
Abstrac Abstracto to — El El curso hace parte del campo de formación ciencias básicas de ingeniería, el cual permite desarrollar redes de elementos eléctricos y electrónicos RLC( Resistencias, Inductancias, Condensadores), diseño de Circuitos (RLC), y las expresiones matemáticas que describen su comportamiento y establecen relaciones entre las variables y parámetros eléctricos, a través de métodos de análisis de circuitos. Í ndice de de términos términos — Circuito
Serie, Circuito Paralelo, Circuito RLC (Resistencias, Inductancias, Condensadores), Capacitancia, Impedancia, Inductancia, Intensidad, Nodos, Resistencia, Voltaje.
Circuito Serie
I. I NTRODUCCIÓN STE documento es el desarrollo de la actividad de E procedimiento practico del curso de Análisis de circuitos circuitos en la cual se ve reflejado los detalles del desarrollo de las guías de laboratorio aportadas por la Institución y se presenta para hacer referencia a los conocimientos adquiridos durante el proceso de instrucción. II. Desarrollo. ACTIVIDAD 1. CARACTERÍSTICAS DE LAS RESISTENCIAS ELECTRICAS Primera Parte: Elija 4 resistencias (mínimo), mida mi da cada una por separado y escriba los valores en forma de lista; con ellas dibuje tres circuitos resistivos (diseñados según su criterio), calcule las resistencias parciales y totales según se requiera. Realice cada montaje en el protoboard e indique, si es serie, paralelo o mixto; tome la medida de las resistencias parciales o totales, empleando el Ohmetro (A / D).
Circuito Paralelo
Circuito Ci rcuito Mi xto
Fórmulas Utilizadas:
T abla de V alores r elación datos datos medidos medidos y Calculado C alculadoss
J. Forero Dirección electrónica jsforero44@gm
[email protected] ail.com C. Caro Dirección electrónica
[email protected]
Conclusión:
= + + + 1 = 1 1 1 + ⋯ + 4
El error porcentual es el indicado con la que corresponde corresponde a las resistencias franja dorada, lo cual es de ±5 % , por lo tanto esta en los rangos permitidos para su utilización. A. Sierra Dirección electrónica
[email protected] E Villalba Dirección electrónica
[email protected]
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Segunda Parte: Tome ahora una fotocelda colóquela cerca de la luz y mida su resistencia. - 0,24 ohm Ahora coloque la fotorresistencia en el lugar de poca luz realice nuevamente la medición entre sus terminales. - 1,001ohm
Conclusión:
Resistencia de carbón prensado
Una resistencia es una resistencia variable a cual según la cantidad de luz que esta recibe, hace que aumente o disminuya su valor en ohmios. PREGUNTAS ACTIVIDAD 1 1. ¿Qué papel desempeña el valor de tolerancia, dado por el fabricante? Es el valor de tolerancia que posee la resistencia al valor resistivo que esta posee, la cual es un porcentaje que varía sobre o por debajo de su valor teórico. 2. ¿Qué valores de tolerancia poseen las resistencias comerciales? Los valores de tolerancia varían desde ±10%, ±5%,±2% ± 1%. 3. ¿En qué casos su valor es crítico? Puede variar con la temperatura, corriente y otros factores más allá del control del diseñador. 4. ¿Qué factor determina el tamaño de una resistencia en un circuito? Lo puede determinar el tipo de circuito que se está validando, si es un circuito en Serie su resistencia se incrementa según el valor de las cargas de resistencia que posea el circuito, si es paralelo el valor de resistencia disminuye dependiendo de los valores que esta posea en su carga y si es un circuito mixto este puede variar según como este esté dimensionado, de forma que va a disminuir pero no de la misma forma que en el paralelo. 5. Mencione por lo menos diez tipos de resistencias fijas y variables que ofrece el mercado electrónico e identifique por medio de imágenes las más usadas.
Resistencias de película de carbón.
Resistencias de película de óxido metálico.
Resistencias de película metálica
Resistencias de metal vidriado
Resistencias dependientes de la temperatura. Resistencias de hilo bobinado.
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ACTIVIDAD 2: MEDIR Y CALCULAR VOLTAJES DC. CON MUTÍMETRO A/D.
Resistencia Ajustable
PROCEDIMIENTO 1. Monte en el protoboard cada uno de los siguientes circuitos (Figura 2.1 y Figura 2.2) Coloque el Multímetro en la escala de voltaje y proceda a medir el voltaje en cada uno de los elementos que hacen parte del circuito, luego mida los voltajes en cada nodo (N2, N3, N4,…), asigne como nodo referencia a N5.
Resistencia variable (potenciómetro)
F otorresistencias o fotoceldas
F igura 2,1
6. De acuerdo a las medidas tomadas anteriormente en la SEGUNDA PARTE ¿Cómo cree que es el comportamiento de la fotocelda? La fotocelda es una resistencia con un grado o valor de carga, la cual varía según la energía lumínica que esta reciba, ampliando o disminuyendo dicha carga. 7. ¿Es posible considerar la fotocelda como un sensor? ¿Por qué? Si, Dado que esta recibe un haz de luz la cual podemos operar integrando otros componentes al circuito.
Nodo 1, Voltaje de entrada.
8. ¿Cómo influye en un circuito si colocamos un cortocircuito en paralelo con una resistencia? Si esta en paralelo con la resistencia el valor de la resistencia decae hasta llegar a cero (0). 9. En el momento de hacer una elección de resistencia ¿qué se debe tener en cuenta? El valor de tolerancia y la capacidad de potencia que esta pueda soportar para que las mediciones sean las más precisas posibles. 10. El rango de tolerancia de qué manera influye en el comportamiento de una Resistencia. Este influye en el valor de la carga dado que según sea su porcentaje esta va a estar arriba o por debajo del valor preciso siempre va a tener un valor aproximado pero nunca uno exacto.
Nodo 2, Voltaje de salida R 1
Nodo 3, Voltaje de Salida en R2
4
Fórmulas para hallar los valores de la tabla anterior, mediante el resultado de hallar las resistencia equivalente de las resistencias en paralelo y calculando los valores de intensidad podemos calcular los datos del voltaje en cifras aproximadas a las medidas.
= + + + Nodo 4, Voltaje de Salida en R 3
1 = 1 1 + ⋯ + 1 =
= ∗
Nodo 5, Voltaje de Salida en R 4
Ponderado de mediciones análogas y digitales de Voltaje
4. Varíe el valor de la fuente de voltaje entre 0 y 10 voltios en rangos de 2v hágalo sólo en el circuito de la Figura 2.2. Mida el voltaje presente en cada nodo. Tabule estos valores
F igura 2.2
Conclusión: Teniendo en cuenta la diferencia mínima de las mediciones tenidas en cuenta es que podemos tomar mediciones más precisas con multímetros análogos ya que los digitales nos meden valores exactos a la escala en la que se encuentren calibrados, y por ende esto nos puede generar valores erróneos en la parte de decimas o milésimas que no llegue a leer el multímetro que estemos utilizando. 3. Teóricamente halle los valores ya previamente medidos, si encuentra alguna diferencia, ¿a qué cree que se deba? , calcule el porcentaje de error.
F igura 2.2 en simulación a 15V DC
Tabla de valores Unidades medidas y calculadas
5
Voltaje (8 V Entrada) Nodo
Medición (v) 3 4 5 6
5,3 4 2,67 4
Tabla de mediciones circuito Figur a 2.2
Cuadro de referencia del circuito inicial Figura 2.2 voltaje de ingreso de 15 V
Montaje F igura 2.2 a 6Voltios Voltaje (6 V Entrada) Nodo
Medición 3 4 5 6
4 3 2 3
Tabla de mediciones circuito Figur a 2.2 Montaje F igura 2.2 a 10Voltios Voltaje (10 V Entrada) Nodo
Medición (v)
3 4 5
6,6 5 3,33
6
5
Montaje F igura 2.2 a 4Voltios
Tabla de mediciones circuito Figur a 2.2 Voltaje (4 V Entrada) Nodo
Medición 3 4 5 6
Montaje F igura 2.2 a 8Voltios
2,67 2 1,333 2
Tabla de mediciones cir cuito Figur a 2.2
6
Montaje F igura 2.2 a 2 Voltios Voltaje (2 V Entrada) Nodo
Medición 3 4 5 6
1,333 1 0,6667 1
Montaje F igura 2.2 a 0,5 Voltios Cuando el valor del voltaje de ingreso del circuito en cercano a cero este tiende a realizar su repartición de voltaje normal de manera que en la medición de los nodos ya se verán unidades más pequeñas como mili voltios, micro voltios y hasta los nano voltios si el voltímetro alcanza a realizar dicha medición.
Tabla de mediciones circuito Figur a 2.2 PREGUNTAS ACTI VI DAD 2 Montaje F igura 2.2 a 2 Voltios
1. ¿Cuál según usted es la diferencia que hace más confiable las medidas tomadas en un Multímetro digital comparado con uno análogo? Los dos son buenos lo que tenemos por entendido es que el digital nos muestra la medición según a la escala que este esté calibrado (mili, micro) en cambio con el análogo es un poco más preciso dado que este nos muestra cada escala a la que queramos medir las cuales pueden pasar por unidades como nano o pico.
Montaje F igura 2.2 a 0 Voltios Voltaje (0 V Entrada) Nodo
Medición 3 4 5 6
0 0 0 0
Tabla de mediciones circuito Figur a 2.2 5. ¿Qué sucede cuando, el valor de la fuente de voltaje se acerca a cero?
2. ¿Cómo influye a la hora de tomar una medida la impedancia del instrumento? Se puede medir de manera general desde la entrada del circuito con su salida por así decirlo y esto lo podemos comparar con un resultado obtenido matemáticamente el cual ni debe variar en cuestión de algunas milésimas. 3. ¿Cómo definiría usted sensibilidad, precisión? La sensibilidad es la mínima magnitud en la señal de entrada requerida para producir una determinada magnitud en la señal de salida, dada una determinada relación señal/ruido, u otro criterio especificado. Precisión se refiere a la dispersión del conjunto de valores obtenidos de mediciones repetidas de una magnitud. Cuanto menor es la dispersión mayor la precisión. Exactitud se refiere a cuán cerca del valor real se encuentra el valor medido. En términos estadísticos, la exactitud está relacionada con el sesgo de una
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estimación. Cuanto menor es el sesgo más exacto es una estimación. 4. ¿Por qué la señal en el osciloscopio es lineal? La señal del osciloscopio es lineo debido a que va en función al tiempo en la que se mide la frecuencia y de esta manera se puede mediar y observar su comportamiento de mejor manera. 5. ¿Qué pasa si la perilla del osciloscopio esta en A.C.? Si es para la perilla a AC midiendo en DC en la gráfica nos va a mostrar la misma línea continua pero desde cero ya que en DC nos la puede mostrar desde el valor de voltaje que está midiendo.
F igura 3,2
6. ¿Qué ocurre cuando conectamos el Multímetro en serie para medir voltaje? l multímetro nos va a medir 0 Voltios y no va a medir nada más. ACTIVIDAD 3: MEDIR Y CALCULAR INTENSIDAD DC. CON MULTÍMETRO A / D. 1. Monte cada uno de los siguientes circuitos:
2. Tome la medida de la corriente como se indica en las gráficas, hágalo usando tanto el amperímetro análogo como el digital, tabule estos valores y compárelos, ¿qué puede concluir?
F igura 3,1
3. Halle los valores de corriente de forma teórica empleando los conocimiento adquiridos en la teoría (si es necesario pida ayuda a su profesor), con los valores obtenidos anteriormente haga un cuadro comparativo. 4. ¿Existen diferencias? , si es así ¿a qué se debe?, con los datos anteriores calcule en forma teórica el porcentaje de error
Fórmulas para este procedimiento
( + ∗ + + ) = + + + + + + = /
Montaje y mediciones de F igura 3,1
Y después de tener los valores procedo a realizar resta de intensidades y a hallar valores de con resistencias equivalentes.
8
anteriormente, ahora compárelos con los medios. ¿Qué podemos concluir?
PREGUNTAS ACTIVIDAD 3 1. ¿Puedo medir corriente con el osciloscopio? No, el osciloscopio solo lee valores de tensión, se puede medir la onda de la tensión que para por la resistencia y dividir ese resultado por la resistencia medida y hay podemos calcular la corriente de otra manera no se podría. 2. ¿Si dentro de un circuito observa el calentamiento de una resistencia, como solucionaría el problema, sin cambiar el valor de la resistencia? Podemos realizar el cambio de la resistencia por una del mismo valor pero con una potencia mayor para que esta mantenga mejores 3. ¿Qué ocurre cuando conectamos el Multímetro en paralelo para medir corriente? 4. ¿Si dentro de un circuito observa el calentamiento de una resistencia, como solucionaría el problema, sin cambiar el valor de la resistencia? 5. ¿Qué ocurre cuando conectamos el Multímetro en serie para medir voltaje? ACTIVIDAD 4: MEDIR Y CALCULAR VOLTAJES A.C. CON MUTÍMETRO A / D. 1. Empleando un Multímetro en la escala de ohmios mida entre los diferentes terminales del transformador. En forma de tabla escriba los diferentes valores e indique de acuerdo con los valores obtenidos cual es el primario y cuál es el secundario. Explique por qué las diferencias encontradas en las medidas (si las hay). 2. Después de identificar los diferentes terminales, conecte el transformador TRF.509 a la toma de A.C. del banco de laboratorio, emplee para ello un cable y la clavija. Usando tanto el voltímetro análogo como el digital, mida los voltajes rms en cada par de terminales, tabule estos valores. ¿Encontró alguna diferencia en estos valores?, si es así explique a qué se deben. 3. Monte el siguiente circuito resistivo, como el mostrado en la Figura 4.1: 4. Aplique al circuito montado un voltaje de 9V tomados del secundario del transformador. Ahora mida usando tanto el Multímetro análogo como el digital los diferentes voltajes de cada elemento, y de cada nodo (teniendo en cuenta la referencia), tabule estos valores. 5. Haga los cálculos teóricos para los voltajes medidos
6. Aplique del secundario del transformador el menor voltaje que se pueda aplicar, conéctelo al circuito que montó. 7. Mida los voltajes presentes en cada elemento, y cada nodo, hágalo usando tanto el Multímetro análogo como el digital. Anótelos en su cuaderno. 8.
Si observa un comportamiento extraño en el circuito, plantee una posible teoría acerca de lo que está sucediendo. PREGUNTAS ACTIVIDAD 4 1. ¿Cuál es el nivel de corriente máximo que maneja este transformador? 2. Mida la impedancia del transformador compare este valor con sus compañeros y establezca según usted un posible rango para este valor. 3. ¿Qué sucede con el funcionamiento del transformador cuando se encuentra en corto circuitos, sus bobinas? 4. ¿Podemos darle uso a este transformador como bobina? De ser así ¿Cómo mediría este valor? ACTIVIDAD 5: MEDIR Y CALCULAR INTENSIDAD A.C. CON MUTÍMETRO A / D. PROCEDIMIENTO 1. Determine cuál es el valor de la corriente (rms), en el primario del transformador 509. Explique: el significado de ―rms; ¿A qué equivale este parámetro?; ¿Por qué se emplea en mediciones de A.C.? R.M.S. (root mean square, valor cuadrático medio), o valor eficaz el cual se obtiene con la siguiente Formula = ∗ 0,707 , el cual se emplea en AC por lo que se esta validando el valor eficaz el cual proporciona el mismo efecto calórico en corriente DC 2. Calcule el valor de la Irms y compárelo con el medido. Explique las diferencias. 3. Prepare el transformador para utilizar el secundario y conecte el Amperímetro de A.C., como indica la Figura:
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4. Entre los terminales a y b, conecte un Montaje en protoboard F I GURA 7.1 circuito resistivo serie como el de la Figura 5.2, un circuito resistivo paralelo 2. Coloque el Multímetro en la posición A-C. Empiece a (diseñado por usted) y otro mixto, variar el potenciómetro, anote por lo menos tres valores proceda a medir la corriente en cada par de voltaje, y el valor del potenciómetro en esos de nodos, escoja como nodo referencia momentos. el de su agrado. Escriba los datos obtenidos en forma de tabla, luego V1 V2 V3 calcule teóricamente el valor de la 0.56 2,3 4,7 corriente en cada circuito y proceda a Tomas realizadas en Mínimo, medio y máximo del compararlos entre sí. Analice y saque potenciómetro conclusiones. 5. Varíe las conexiones en el TRF 509, de 3. Realice los cálculos teóricos de cuál sería la corriente forma que el voltaje en el secundario que circula en cada caso en el circuito. ¿Con cuál valor conectado al circuito no sea siempre el en el potenciómetro la corriente medida obtuvo el valor mismo, con cada valor nuevo mida la más alto, con cuál mínima? corriente en cada nodo (realícelo solo en el circuito de la Figura 5.2). Se realiza medición en cada una de la toma anterior de 6. Convierta todos los voltajes obtenidos voltaje para verificar el ohmiaje que tendría en ese momento el en rms a voltajes de pico Vp y de pico a potenciómetro pico Vp-p. PREGUNTAS ACTIVIDAD CINCO T1 T2 T3 1. ¿Cuál sería la carga que se podría colocar en la salida de más alto voltaje V 0,56 2,3 4,7 del secundario del TRF.509, que R 155 857 951 produzca una corriente máxima, sin dañarse? I 0,0036 0,0027 0,0049 2. ¿Qué tipo de transformador es el 509 y por qué? 3. ¿Por qué al incrementarse la corriente en la carga, se disminuye el Voltaje? =
Actividad 7: Teorema de Máxima transferencia de potencia.
0,56 = 3,6 155 2,3 = = 2,7 857 4,7 = = 4,9 951 =
PROCEDIMIENTO
4. En la posición A-C, podemos afirmar que estamos midiendo corriente ¿por qué? Figura 7,1 1. Monte en el protoboard el circuito de la FIGURA 7.1.
No, estamos midiendo los valores para hallarla teóricamente dado que si medimos corriente de esta manera podemos dañar el multímetro. 5.
Calcule la potencia en las resistencias para cada uno de los valores del potenciómetro que usted elija.
10
T1
T2
T3
V
0,56
2,3
4,7
R
155
857
951
I 0,0036 0,0027 0,0049 P
0,0020 0,0062 0,0232
Tabla cálculo de potencia en puntos A y C 6. Colóquelo ahora en la posición B – D. Repita los puntos 3, 4 y 5. T1 T2 T3 V
4,7
4,65
2,51
R
145
211
880
I 0,0324 0,0220 0,0029 P
0,1523 0,1025 0,0072
Tabla cálculo de potencia en puntos B y D 7. Monte el en protoboard el siguiente circuito.
PREGUNTAS COMPROBACÓN DE CONCEPTOS ACTIVIDAD 7 1. ¿Qué quiere decir máxima transferencia de potencia? Tomemos como ejemplo el circuito del potenciómetro con el Led, este cada vez que el potenciómetro esta con su ohmiaje en el mínimo este deja pasar la mayor carga de potencia haciendo que el led ilumine en su máximo nivel. 2. ¿Cuál es la relación existente entre voltaje, y potencia? Entre mayor sea el voltaje mayor va a ser la capacidad de potencia que la carga consuma teniendo en cuenta, el incremento de la intensidad. 3. ¿De qué manera influye el rango de tolerancia, en una resistencia, cuando nos referimos a la potencia en ella? Dado que el valor de tolerancia afecta el nivel de ohmiaje a la que el fabricante la haya configurado, adicional a esto la potencia determina la cantidad en la que la resistencia puede trabajar sin alterar el valor de medición y funcionalidad en el circuito. 4. ¿En una resistencia hablamos de potencia consumida o suministrad? ¿Por qué? Es el retraso de la corriente que la resistencia consume teniendo en cuenta el valor del ohmiaje, este pueda variar o reducir el voltaje a cero dependiendo de la carga del circuito. ACTIVIDAD OCHO TEOREMA DE REDES (Thévenin y Norton) PROCEDIMIENTO 1. Monte el circuito de la Figura 8.1 en un Protoboard.
8.
Coloque el voltímetro en paralelo con diodo led, varíe el potenciómetro hasta que el led alcance el valor máximo de voltaje, calcule la potencia en ese instante en cada uno de los elementos del circuito.
9. Cuando el voltaje es mínimo en el led, calcule la potencia, en cada elemento.
Tabla de mediciones y cálculo de potencias Max y Mi n.
2. Con la ayuda del Multímetro digital mida el voltaje presente entre A Y B, sin la resistencia RL.
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El voltaje es de 4,89v. 3. Ahora calcule el valor de la resistencia vista desde los terminales A, B.
PREGUNTAS COMPROBACÓN DE CONCEPTOS ACTIVIDAD OCHO
El valor de la resistencia entre los valores A y B es de 458,6 ohm
1. Explique los criterios y pasos para convertir un circuito equivalente de Thévenin a otro de Norton y viceversa. ¿Qué nombre se le da a este nuevo teorema?
Tomando las características de teorema de thevenin la resistencia equivalente para el circuito es 458,6,
2. ¿Para qué usamos el equivalente de Norton o de Thévenin? 3. ¿Cambiaría en algo el equivalente de Norton y Thévenin, si se invierte la polaridad de la fuente? ACTIVIDAD 9 TEOREMA DE SUPERPOSICIÓN PROCEDIMIENTO 1. Monte el circuito de la Figura 9.1 en un Protoboard.
4. Después de hallar teóricamente la resistencia de Thévenin (la misma para Norton), coloque en el circuito la resistencia que más se aproxime en su valor, luego mida el voltaje y corriente allí. 5. Compare los valores teóricos de voltaje y resistencia de Thévenin con los medidos. Saque conclusiones.
2. Con un amperímetro mida la corriente que circula por RL.
6. Monte en un protoboard el circuito de la figura 8,2 y seleccione los valores de resistencias a su gusto.
7. De forma teórica halle la corriente de Norton y la resistencia. 8. Luego conecte RL de acuerdo con el valor calculado. 9. Halle el voltaje, y la corriente allí. Compare estos valores con los teóricos. Si existe diferencia ¿a qué se debe?, si es posible halle el porcentaje de error.
3. Llevar a cero la fuente de voltaje V2. se utiliza una a la vez mientras se cortocircuita la otra (Principio de superposición). Figura 9.2.
12
∗ 1 1 = = 666.66 Ω + 1 = 1 + 2 = 1,666 Ω VT IT = = 12 2 = 12 2 = 1 ∗ 12 = 12 = 1Ω = − 2 = 8 = 8 8 = = = 8 1000 1 8 1 = = = 4 2000 4. Con un amperímetro mida la corriente que circula por RL y demuestre teóricamente su valor.
∗ 2 = + 1 = 2500Ω + 2 10 = = = 4 2500 1 = 8;1 = 4 2 = = − 1 = 10 − 8 = 2 2 = 2 2 = = = 2 1000 2 2 2 = = = 2 2 1000
GUÍA COMPONENTE PRÁCTICO UNIDAD 3 Procedimiento 1. Mida los inductores de 47 mH y 100 mH para verificar sus valores. Registre los valores medidos en la tabla 1. 2. Con el interruptor de alimentación del generador de funciones en la posición apagado, arme el circuito de la figura 1.
5. Llevar a cero la fuente de voltaje V1. Se utiliza una a la vez mientras se cortocircuita la otra (Principio de superposición). Figura 9.3.
a. 3. Encienda el generador de funciones y ajuste su salida con el osciloscopio a un valor de 5 Vp-p a una frecuencia de 5kHz. Anote este valor de entrada en la tabla 1, columna Vent.
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4. Mida los valores de Vp-p en el resistor y el inductor. Recuerde usar el modo ADD y el botón INVERT del osciloscopio para medir en L1. Registre estos valores en la tabla 1. 5. 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 L1. 6. 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. 7. Con la ley de Ohm y la ecuación de reactancias en serie (tabla 2) obtenga la impedancia del circuito. Anote ambos valores en la tabla 1. 8. Remplace el inductor de 47mH por el de 100 mH medido en el paso 1. 9. Repita los pasos del 2 al 7; registre todos los valores en el renglón de 100 mH de la tabla 1. 10. 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 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. 11. En el espacio bajo la tabla 2 trace los diagramas fasoriales de impedancia de los circuitos respectivos. Si los lados del triángulo se dibujan a una escala determinada, los ángulos de impedancia serán más claros.
2.3 Repita el paso 2.4 incrementando sucesivamente 1
kHz a 3k, 4k, 5k, 6k, 7k, 8k, 9k y 10kHz. Mida VR para cada frecuencia y compruebe que V = 10 Vpp. Registre los valores de cada frecuencia en la tabla 2. Después de realizar todas las mediciones, apague el generador de señales. 2.4 Con los valores medidos de VR (de la tabla 2) y R
(de la tabla 1) calcule la corriente en el circuito para cada frecuencia. Escriba sus respuestas en la tabla 2. 2.5 Con los valores calculados de la corriente, I, y el
voltaje, V, calcule la impedancia del circuito para cada valor de la frecuencia. Registre sus respuestas en la tabla 2.
Figure 1
PRACTICA NO. FRECUENCIA CONDENSADOR
04
–
RESPUESTA
EN
2.1 Mida el voltaje en el resistor, VR, y anote su valor en la
tabla 2, renglón de 1 kHz. 2.2 Aumente la frecuencia a 2 kHz. Compruebe si V = 10
Vpp; ajústelo si es necesario. Mida VR y anote el valor en el renglón de 2 kHz de la tabla 2.
Figure 2
14
Figure 3 Figure 5
INDUCTOR
Figure 4
Figure 6
Encienda el generador de funciones y ajuste la frecuencia de salida en 1 kHz. Midiendo con el canal 1 del osciloscopio incremente el voltaje de salida hasta que en el circuito RL en serie V = 10 V pp. Mantenga este voltaje en todo el experimento. Con el canal 2 del osciloscopio mida el voltaje en el resistor, V R , y anote el valor en el renglón de 1 kHz de la tabla 1
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Aumente la frecuencia a 2 kHz. Compruebe si V = 10 V pp; si es necesario, ajuste el voltaje de salida. Mida V R y registre el valor en la tabla 1, renglón de 2 kHz. repita el paso incrementando la frecuencia sucesivamente en 1 kHz a 3k, 4k, 5k, 6k, 7k, 8k, 9k y 10 kHz. En cada frecuencia mida V R y registre su valor en la tabla 1. En cada frecuencia compruebe que V = 10 V pp; ajuste el voltaje si hace falta. Después de realizar todas las mediciones, apague el generador de funciones. A partir de los valores medidos de VR y R calcule la corriente del circuito para cada frecuencia. Registre sus respuestas en la tabla 1. Figure 8
Figure 7 Figure 9
16
Figure 10
CAMBIO DE F RECUENCI A EN UN CI RCUI TO RLC SERI E . 1. Incremente en 500 Hz el valor de f R y ajuste el generador de funciones a esta frecuencia. Anote el valor en la tabla 4. Compruebe V (debe ser el mismo que en el paso 3, ajústelo si es necesario). Mida V R , V C , V L y V LC . Registre los valores en la tabla 3, renglón “f R + 500”. 2. Reduzca la frecuencia del generador hasta f R – 500 Hz. Escriba este valor en la tabla 3. Verifique V otra vez y después mida V R , V C , V L y V LC. Registre los valores en la tabla 3. 3. Continúe reduciendo la frecuencia en 500 Hz hasta que el valor final sea f R – 2.5 kHz. En cada paso verifique y anote V (si es necesario ajústelo para mantener constante el voltaje del experimento); también mida V R , V C , V L y V LC . Anote todos los valores en la tabla 4. Para cada frecuencia de la tabla 3 calcule la diferencia entre las mediciones de V L y V C. Registre su respuesta como número positivo en la tabla 3. 5. Con la frecuencia de salida del generador puesta en f R mida el voltaje en el resistor, V R , en el capacitor, V C , en el inductor, V L , y en la combinación capacitor – inductor, V CL. Todas las mediciones deben hacerse cambiando, según sea necesario, las conexiones del canal 1 y el canal 2. Registre los valores en la tabla 3, renglón “f R “.
6. Incremente en 500 Hz el valor de f R y ajuste el generador de funciones a esta frecuencia. Anote el valor en la tabla 4. Compruebe V (debe ser el mismo que en el paso 3, ajústelo si es necesario). Mida V R , V C , V L y V LC . Registre los valores en la tabla 3, renglón “f R + 500”. 7. Siga aumentando la frecuencia en 500 Hz mientras mide y registre V R , V C , V L y V LC hasta que la frecuencia sea f R + 2.5 kHz. Asegúrese de mantener constante la amplitud del voltaje de entrada. 8. Reduzca la frecuencia del generador hasta f R – 500 Hz. Escriba este valor en la tabla 3. Verifique V otra vez y después mida V R , V C , V L y V LC. Registre los valores en la tabla 3. 9. Continúe reduciendo la frecuencia en 500 Hz hasta que el valor final sea f R – 2.5 kHz. En cada paso verifique y anote V (si es necesario ajústelo para mantener constante el voltaje del experimento); también mida V R , V C , V L y V LC . Anote todos los valores en la tabla 3. Después de hacer todas las mediciones apague el generador de funciones. 10. Para cada frecuencia de la tabla 3 calcule la diferencia entre las mediciones de V L y V C. Registre su respuesta como número positivo en la tabla 3. EQUIPO UTILIZAD PAR ESTA PRACTICA
= 50 = 0,01 = 2,2Ω
Figure 11
17
= ∗ = ∗ = ∗ = √ + −
Figure 12
Conclusiones Con la elaboración de esta práctica comprendemos la utilidad de la reducción de circuitos resistivos. Vemos claramente de forma práctica los principios de la ley de ohm Se entiende la diferencia existente entre las medidas que arrojan los multímetros análogos con respecto a los digitales. Existen tipos de circuitos eléctricos de pendiendo de varios factores como tipos de corrientes eléctrica tipos de carga y conexión Con las practicas nos dimos cuenta como es el comportamiento de cada circuito que es distinto también nos dimos cuenta la forma de su frecuencia en el oscilador Logramos de terminar y conocer cuando un circuito se encuentra en serie o paralelo y poder encontrar su inductancia y la impedancia
