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ANALISIS DE CIRCUITOS AC ACTIVIDAD INTERMEDIA 1 Elaborado por CARLOS ANDRES SANDOVAL MEDINA VIVIAN KATERINE VELASCO JHONATAN MAHECHA Grupo 201423_10 TUTOR PABLO ANDRES GUERRA GONZALEZ UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGIA E INGENIERIA ANALISIS DE CIRCUITOS AC BOGOTA SEPTIEMBRE 2015

201423 10 Actividad Intermedia 1

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Page 1: 201423 10 Actividad Intermedia 1

ANALISIS DE CIRCUITOS AC

ACTIVIDAD INTERMEDIA 1

Elaborado por

CARLOS ANDRES SANDOVAL MEDINA

VIVIAN KATERINE VELASCO

JHONATAN MAHECHA

Grupo 201423_10

TUTOR

PABLO ANDRES GUERRA GONZALEZ

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD

ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGIA E INGENIERIA

ANALISIS DE CIRCUITOS AC

BOGOTA SEPTIEMBRE 2015

Page 2: 201423 10 Actividad Intermedia 1

INTRODUCCION

Mediante este informe se conocerá y dará solución a los contenidos que se encuentran en

la unidad 1 del curso análisis de circuitos AC; mediante estrategias de conocimiento

basado en autoaprendizaje, que es una estrategia educativa integral en la que los

estudiantes generan su propio aprendizaje con ayuda de un tutor virtual, partiendo de

preguntas, situaciones o problemas que deseen resolver.

Los circuitos con corriente AC tienen principios esenciales muy parecidos a los que

trabajan con corriente directa, encontraremos los valores de estos circuitos con leyes de

Kirchhoff con fasores.

Page 3: 201423 10 Actividad Intermedia 1

OBJETIVOS

Hallaremos la relación entre impedancia, resistencia, reactancia inductiva y Angulo de fase.

Mediremos la potencia en un circuito AC

Hallaremos valores de reactancia inductiva en prácticas y simulaciones.

Profundizaremos en al manejo de la herramienta multisim para realizar las simulaciones de los

circuitos de la guía.

Page 4: 201423 10 Actividad Intermedia 1

PROCEDIMIENTO 1

Objetivos.

1. Verificar mediante experimentos que la impedancia Z, de un circuito RL en serie está dada

por la formula

2. Estudiar la relación entre impedancia, resistencia, reactancia inductiva y Angulo de fase.

MATERIAL NECESARIO

Instrumentos

o Multímetro digital

o Generador de funciones

Resistores

o Resistor 3.3 K Ω, ½ w, 5%

Inductores

o 1 de 47 mH

o 1 de 100 mH

1. Mida los inductores de 47mH y 100 mH para verificar sus valores, Registro 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.

Page 5: 201423 10 Actividad Intermedia 1

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,

Page 6: 201423 10 Actividad Intermedia 1

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.

V p-p en resistor = 4.56 V

V p-p en inductor = 2.04 V

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.

Page 7: 201423 10 Actividad Intermedia 1

Corriente calculada:

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.

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.

REACTANCIA INDUCTIVA TEORICA

Donde,

Page 8: 201423 10 Actividad Intermedia 1

Entonces XL,

ANGULO FASE

IMPEDANCIA DEL CIRCUITO

DIAGRAMA FASORIAL INDUCTOR DE 47 Mh.

1

2

3

4

5

6

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10-3 -2 -1

-3

-2

-1

XL

RZ

Page 9: 201423 10 Actividad Intermedia 1

PROCEDIMIENTO 1 CON INDUCTOR DE 100Mh

VOLTAJE EN EL RESISTOR

VOLTAJE EN EL INDUCTOR

CORRIENTE CALCULADA

Page 10: 201423 10 Actividad Intermedia 1

REACTANCIA INDUCTIVA

IMPEDANCIA DEL CIRCUITO

REACTANCIA INDUCTIVA

Donde,

Entonces XL,

ANGULO FASE

Page 11: 201423 10 Actividad Intermedia 1

IMPEDANCIA DEL CIRCUITO

DIAGRAMA FASORIAL INDUCTOR DE 100 Mh.

1

2

3

4

5

6

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10-3 -2 -1

-3

-2

-1

XL

R

Z

TABLA No 1

valor del inductor

mH

V

ent (

V p -

p)

voltaje

en el

resistor

VR, V

p-p

voltaje

en el

inductor

VL, V

p-p

corriente

calculada

VR/R

mA

reactancia

inductiva

calculada

VL/IL

Ω

impedancia

del circuito

calculada

VT/IT

Ω

Impedancia

del circuito

(calculada),

Ω nominal medido

47 47 5 4.562 2.043 1.382 1480.4 3617 3615.3

100 100 5 3.621 3.44 1.09 3156 4587 4556.3

Page 12: 201423 10 Actividad Intermedia 1

TABLA No 2

valor del inductor

mH reactancia

inductiva

de la tabla

1

VL/IL

Ω

tan = XL

/R

angulo de

fase

grados

Impedancia

Z=R/cos

Ω nominal medido

47 1480.4 24.11 24.11

3615.3

100 3156 43,59 43,59

4556.3

COMPONENTE PRÁCTICO PROCEDIMIENTO 2

Objetivos

Medir el ángulo de fase 𝝷 entre el voltaje aplicado, V, y la corriente, I, en un Circuito RL serie.

Verificar que las relaciones entre el voltaje aplicado, V, el voltaje en R, VR, y el voltaje en L,

VL, se describen por las formulas.

MATERIAL NECESARIO

Instrumentos

o Osciloscopio de doble traza

o Multímetro Digital

o Generador de funciones

Resistores (½ W, 5%)

Page 13: 201423 10 Actividad Intermedia 1

o 1 de 1 kΩ

o 1 de 3.3 kΩ

Inductores

o 1 de 100 Mh

1. Mida con un óhmetro la resistencia de los resistores de 3.3 kΩ y 1 kΩ. Registre los

valores en la tabla 3.

2. Con el generador de funciones apagado, arme el circuito de la figura 2.

Encienda el generador de funciones y con el canal núm. 1 del osciloscopio ajuste su salida en

10Vpp a una frecuencia de 5kHz. Ajuste los controles del osciloscopio para que aparezca un ciclo

completo que cubra la retícula en forma horizontal.

Page 14: 201423 10 Actividad Intermedia 1

valor del inductor mH V

ent

(

V

p -

p)

voltaje

en el

resistor

VR, V

p-p

voltaje

en el

inductor

VL, V

p-p

corriente

calculada

VR/R

mA

reactancia

inductiva

calculada

VL/IL

Ω

impedancia

del circuito

calculada

VT/IT

Ω

Impedancia

del circuito

(calculada),

Ω

nominal medido

47 5 4.56 2.04 1.38 1476.3 3623

100 5 3.62 3.44 1.09 3156 4587

Observe que la entrada del disparo se debe ajustar en el canal núm. 2. En un circuito en serie la

corriente es la misma en todas partes. Así pues, en un circuito en serie la corriente del circuito se

usará como punto de referencia, es decir 0° cuando se hagan mediciones y se tracen los

diagramas fasoriales. La caída del voltaje en R1 es resultado de la corriente que fluye por el

mismo.

VOLTAJE EN EL RESISTOR

VOLTAJE EN EL INDUCTOR

Page 15: 201423 10 Actividad Intermedia 1

CORRIENTE CALCULADA

REACTANCIA INDUCTIVA

Page 16: 201423 10 Actividad Intermedia 1

REACTANCIA INDUCTIVA

Donde,

Entonces XL,

IMPEDANCIA DEL CIRCUITO

ANGULO FASE

VOLTAJE APLICADO CALCULADO

Page 17: 201423 10 Actividad Intermedia 1

DIAGRAMA FASORIAL CON RESISTENCIA DE 3.3KΩ.

1

2

3

4

5

6

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10-3 -2 -1

-3

-2

-1

XL

R

Z

PROCEDIMIENTO 2 CON RESISTOR DE 1 KΩ.

VOLTAJE EN EL RESISTOR

VOLTAJE EN EL INDUCTOR

Page 18: 201423 10 Actividad Intermedia 1

CORRIENTE CALCULADA

REACTANCIA INDUCTIVA

REACTANCIA INDUCTIVA

Donde,

Page 19: 201423 10 Actividad Intermedia 1

Entonces XL,

IMPEDANCIA DEL CIRCUITO

ANGULO FASE

VOLTAJE APLICADO CALCULADO

DIAGRAMA FASORIAL CON RESISTENCIA DE 1KΩ.

Page 20: 201423 10 Actividad Intermedia 1

1

2

3

4

5

6

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10-3 -2 -1

-3

-2

-1

XL

RZ

TABLA No 3

Resistencia R

Ω

ancho de la onda

senoidal D,

divisiones

distancia entre

puntos d,

divisiones

Angulo de

fase

grados nominal medido

47 10 10 72.3

100 10 10 43.6

TABLA No 4

valor

nominal

del

resistor,

Ω

Voltaje

aplicado

( V p - p)

voltaje

en el

resistor

VR, V p-

p

voltaje en el

inductor VL,

V p-p

corriente

calculada

I,

mA

reactancia

inductiva

calculada

XL

Ω

Angulo de

fase,

(calculado

con XL y

R),

grados

Voltaje

aplicado

(calculado)

( V p - p)

3.3 K 10 7.24 6.89 2.19 3141.6 43.6 9.994

1 k 10 3.03 9.52 3.03 3141.6 72.3 9.990

COMPONENTE PRÁCTICO PROCEDIMIENTO 3

Page 21: 201423 10 Actividad Intermedia 1

Objetivos

Verificar que la impedancia, Z, de un circuito RC serie está dada por la formula

Estudiar las relaciones entre impedancias, resistencia, reactancia capacitiva y ángulo de fase.

MATERIAL NECESARIO

Instrumentos

o Multímetro Digital

o Generador de funciones

Resistores (½ W, 5%)

o 1 de 2 kΩ

Capacitores

o 1 de 0.033 μf

o 1 de 0.1 μf

1. Con un analizador de capacitores/inductores o un medidor LCR mida los capacitores de

0.033 μF y 0.1 μF para verificar sus valores. Registre los valores medidos en la

2. Con el interruptor del generador de funciones en la posición de apagado, arme el circuito

de la figura 3.

Page 22: 201423 10 Actividad Intermedia 1

3. Encienda el generador de funciones y con el osciloscopio ajuste su salida en un valor de

10 Vp-p a una frecuencia de 1kHz. Anote el valor de entrada en la columna Vent de la

tabla 5.

Page 23: 201423 10 Actividad Intermedia 1

PROCEDIMIENTO 3 CON CAPACITOR DE 0.033 μf.

VOLTAJE EN EL RESISTOR

VOLTAJE EN EL CAPACITOR

CORRIENTE CALCULADA

Page 24: 201423 10 Actividad Intermedia 1

REACTANCIA CAPACITIVA

IMPEDANCIA DEL CIRCUITO

ANGULO FASE 𝝷

VOLTAJE APLICADO CALCULADO

Page 25: 201423 10 Actividad Intermedia 1

DIAGRAMA FASORIAL CON CAPACITOR DE 0.033uF.

-1

-2

-3

-4

-5

-6

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10-3 -2 -1

3

2

1

XC

R

Z

PROCEDIMIENTO 3 CON CAPACITOR DE 0.1 μf.

VOLTAJE EN EL RESISTOR

Page 26: 201423 10 Actividad Intermedia 1

VOLTAJE EN EL CAPACITOR

CORRIENTE CALCULADA

REACTANCIA CAPACITIVA

Page 27: 201423 10 Actividad Intermedia 1

IMPEDANCIA DEL CIRCUITO

ANGULO FASE 𝝷

VOLTAJE APLICADO CALCULADO

DIAGRAMA FASORIAL CON CAPACITOR DE 0.1uF.

-1

-2

-3

-4

-5

-6

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10-3 -2 -1

3

2

1

XC

RZ

Page 28: 201423 10 Actividad Intermedia 1

TABLA No 5

valor del

capacitor

μF

Voltaje

aplicad

o

( V p -

p)

voltaje

en el

resistor

VR, V

p-p

voltaje en

el

capacitor

Vc, V p-p

corrient

e

calculad

a I,

mA

reactanci

a

capacitiv

a

calculad

a

Xc

Ω

Reactanci

a

capacitiva

(calculad

a)

Vc/Ic , Ω

Impedanci

a

del

circuito

(calculada

)

Ley de

Ohm

VT/IT , Ω

Impedanci

a

del

circuito

calculada

Ω

0.033 10 3.83 9.23 1.9 4822.8 4857.8 5263.1 5221.1

0.1 10 7.82 6.22 3.91 1591.6 1590.7 2557.5 2556.1

TABLA No 6

valor del capacitor

μF Reactancia

capacitiva

(de la tabla 5)

Ω

tan = XC /R

Angulo de

fase ,

grados

Impedancia

Z=√(R^2

)+XL^2 nominal medido

0.033 4822.8 67.477.636 67.48 5221.1

0.1 1591.6 38.512.774 38.51 2556.1

COMPONENTE PRACTICO PROCEDIMIENTO 4

Objetivos

Medir el ángulo de fase 𝝷 entre el voltaje aplicado, V, y la corriente, I, en un circuito RC serie.

Verificar que las relaciones entre el voltaje aplicado, V, el voltaje en R, VR, y el voltaje en C,

VC, se describen por las formulas

Page 29: 201423 10 Actividad Intermedia 1

MATERIAL NECESARIO

Instrumentos

o Multímetro Digital

o Osciloscopio de doble traza

o Generador de funciones

Resistores (½ W, 5%)

o 1 de 1 kΩ

o 1 de 6.8 kΩ

Capacitores

o 1 de 0.033 μf

1. Mida con un óhmetro la resistencia de los resistores de 1 kΩ y 6.8 kΩ. Anote los

valores en la tabla 7.

2. Con el generador de funciones apagado arme el circuito de la figura 4.

Page 30: 201423 10 Actividad Intermedia 1

3. Encienda el generador de funciones y con el osciloscopio ajuste su salida en un valor

de 10 Vp-p a una frecuencia de 1kHz. Anote el valor de entrada en la columna Vent

de la tabla 5.

VOLTAJE EN EL RESISTOR

VOLTAJE EN EL CAPACITOR

Page 31: 201423 10 Actividad Intermedia 1

CORRIENTE CALCULADA

REACTANCIA CAPACITIVA

IMPEDANCIA DEL CIRCUITO

Page 32: 201423 10 Actividad Intermedia 1

ANGULO FASE 𝝷

VOLTAJE APLICADO CALCULADO

DIAGRAMA FASORIAL CON RESISTENCIA DE 1 KΩ.

-1

-2

-3

-4

-5

-6

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10-3 -2 -1

3

2

1

XC

RZ

PROCEDIMIENTO 4 CON RESISTOR 6.8KΩ

Page 33: 201423 10 Actividad Intermedia 1

VOLTAJE EN EL RESISTOR

VOLTAJE EN EL CAPACITOR

CORRIENTE CALCULADA

Page 34: 201423 10 Actividad Intermedia 1

REACTANCIA CAPACITIVA

IMPEDANCIA DEL CIRCUITO

ANGULO FASE 𝝷

Page 35: 201423 10 Actividad Intermedia 1

VOLTAJE APLICADO CALCULADO

DIAGRAMA FASORIAL CON RESISTENCIA DE 6.8 KΩ.

-1

-2

-3

-4

-5

-6

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10-3 -2 -1

3

2

1

XC

R

Z

TABLA No 7

RESISTENCIA R,Ω

CAPACITANCIA

μF D, cm

ancho de la

onda senoidal

cm

distancia entre

puntos cero, cm

angulo fase

grados

nominal medido

1k 0.033 10 10 78.29

Page 36: 201423 10 Actividad Intermedia 1

6.8k 0.033 10 10 35.35

TABLA No 8

Resistencia

valor

nominal

CAPACITANCIA

μF

voltaje

en

aplicado

V, V p-p

voltaje

en el

resistor

VR, V

p-p

voltaje en

el

capacitor

Vc, V p-p

corriente

calculada

I,

mA

reactancia

capacitiva

calculada

Xc

Ω

angulo de

fase

calculado voltaje

aplicado

calculado

1k 0.033 10 2.03 9.79 2.03 4822.8 78.29 9.998

6.8 0.033 10 8.15 5.78 1.19 4822.8 35.35 9.991

COMPONENTE PRÁCTICO PROCEDIMIENTO 5

Objetivos

Diferenciar Potencia real de potencia aparente en circuitos AC

Medir la potencia en un circuito AC

MATERIAL NECESARIO

Instrumentos

o Multímetro Digital

o Osciloscopio de doble traza

o Fuente de alimentacion

o Amperímetro de 0 a 25 mAo un segundo MMD con escalas de amperímetro de CA

Resistores

o 1 de 100 Ω, 5W

Capacitores

o 1 de 5 μf o 4.7 μf, 100 V

o 1 de 10 μf , 100 V

Otros

Page 37: 201423 10 Actividad Intermedia 1

o Interruptor de un polo un tiro

A. Medición de la potencia por el método de voltaje-corriente

A1. Con un óhmetro mida la resistencia del resistor de 100 Ω y anote el valor en la tabla 9.

A2. Con S1 abierto, arme el circuito de la figura 5. Ponga la fuente en su voltaje de salida

mínimo y el amperímetro de CA en la escala de 25 mA.

Page 38: 201423 10 Actividad Intermedia 1

Cierre S1. Aumente el voltaje de salida de la fuente hasta que VAB = 50 V. Mida el voltaje en el

resistor, VR, y la corriente I. Registre los valores en la tabla 9 en el renglón de 5 μF. Abra S1 y

desconecte el capacitor de 5 μF.

Calcule la potencia aparente, PA, la potencia real, P, el factor de potencia y el ángulo de fase del

circuito. Utilice de manera adecuada los valores medidos de VAB, VR e I en sus cálculos. Registre

las respuestas en la tabla 9 en el renglón 5 μF.

VOLTAJE EN EL RESISTOR

Page 39: 201423 10 Actividad Intermedia 1

REACTANCIA CAPACITIVA

ANGULO FASE 𝝷

POTENCIA APARENTE

POTENCIA REAL

FACTOR DE POTENCIA

Page 40: 201423 10 Actividad Intermedia 1

Cierre S1. Incremente la salida de la fuente hasta que VAB = 25V. Mida VR e I y registre los

valores en la tabla 9 en el renglón de 10 μF. Después de la última medición, abra S1.

Calcule la potencia aparente, PA, la potencia real, P, el factor de potencia y el ángulo de fase del

circuito. Utilice de manera adecuada los valores medidos de VAB, VR e I en sus cálculos. Registre

las respuestas en la tabla 9 en el renglón 10 μF.

Page 41: 201423 10 Actividad Intermedia 1

VOLTAJE EN EL RESISTOR

REACTANCIA CAPACITIVA

ANGULO FASE 𝝷

POTENCIA APARENTE

Page 42: 201423 10 Actividad Intermedia 1

POTENCIA REAL

FACTOR DE POTENCIA

TABLA No 9

Resistenci

a valor

nominal

CAPA

CITA

NCIA

μF

voltaje en

aplicado V, V

p-p

voltaje

en el

resistor

VR, V

p-p

corriente

medida

I, mA

potencia

aparente

potencia

real

factor de

potencia

angulo

fase

100 Ω 5 50 9.262 92.616 4.63 0.857 0.185 79.5

100 Ω 10 25 8.819 88.18 2.20 0.777 0.353 69.7

PROCEDIMIENTO 5 CON OSCILOSCOPIO

Determinación del factor de potencia con un osciloscopio

Conecte el osciloscopio de doble traza al circuito RC en serie, como en la figura

Page 43: 201423 10 Actividad Intermedia 1

La fuente debe estar en su voltaje de salida menor. El selector de disparo debe ponerse en EXT.

Con la formula de la figura 7 calcule el ángulo de fase, 𝝷, entre voltaje y corriente en el circuito

de la figura 6. Con el valor de 𝝷, calcule el factor de potencia, FP, del circuito. Registre sus

respuestas en la tabla 10.

TABLA No 10

Page 44: 201423 10 Actividad Intermedia 1

Resistencia Valor

nominal R, Ω

Capacitancia

(valor

nominal)

C, µF

Distrancia

entre punto

cero d,cm

Ancho de la

onda

senoidal

D,cm

Angulo de fase

(calculado)

0grados

Factor de

potencia

FP

100 5 2,6 12,3 76,08 24

100 10 2,2 12,3 64,2 43

PROCEDIMIENTO 6

PROCEDIMIENTO 6

Objetivos

Verificar que la impedancia, Z, de un circuito RLC serie

MATERIAL NECESARIO

Instrumentos

Multímetro Digital

Generador de funciones

Resistor

1 de 2 kΩ, ½ W, 5%

Capacitor

1 de 0.022 µF

CL

Inductor

Inductor de 100 mH

1. Con el generador de funciones apagado, arme el circuito de la figura 8a. Ajuste el generador

en su voltaje de salida más bajo.

Page 45: 201423 10 Actividad Intermedia 1

2. Encienda el generador de funciones. Aumente el voltaje de salida hasta que VAB = 10 Vpp.

Mantenga este voltaje en todo el experimento. Verifíquelo de vez en cuando y ajústelo si es

necesario.

3. Mida el voltaje en el resistor, VR, y en el inductor, VL. Registre los valores en la tabla 11

para el circuito RL. Apague el generador.

4. Calcule la corriente en el circuito con el valor medido de VR y el valor nominal de R. Anote la respuesta en la tabla 11 para el circuito RL.

Page 46: 201423 10 Actividad Intermedia 1

5. Con el valor calculado de I y el valor medido de VL, calcule XL. registre su respuesta en el

renglón“RL” de la tabla 11.

6. Calcule la impedancia total del circuito con dos métodos: la ley de Ohm (con el valor

calculado de I y el voltaje aplicado, VAB ) y la fórmula de la raíz cuadrada (con R y XL).

Escriba sus respuestas en el renglón “RL” de la tabla11.

7. Añada un capacitor de 0.022 μF en serie con el resistor y el inductor, como en el circuito

de la figura 8b.

8. Encienda el generador. Revise si VAB = 10 V. Mida el voltaje en el resistor, VR, en el

inductor, VL, y en el capacitor, Vc. Registre los valores en el renglón “RLC” de la tabla 11.

Después de realizar todas las mediciones, apague el generador de funciones.

9. Calcule I y XL como en los pasos 4 y 5. De igual modo, con el valor medido de Vc y el valor

calculado

de I, obtenga la reactancia capacitiva del circuito. Anote la respuesta en el renglón “RLC” de la

tabla

10. Calcule la impedancia, Z, del circuito con dos métodos: la ley de Ohm (mediante VAB e I)

y la

fórmula de la raíz cuadrada (con R, Xc y XL). Registre sus respuestas en el renglón “RLC” de

la tabla

11. Retire el inductor del circuito y deje sólo el resistor en serie con el capacitor como en la

figura 8c

Page 47: 201423 10 Actividad Intermedia 1

12. Encienda el generador de funciones. Revise VAB y ajústelo si es necesario. Mida VR y VC.

Anote los valores en el renglón “RC” de la tabla 11. Después de realizar todas las mediciones,

apague el generador.

13. A partir de los valores medidos de VR y VC y el valor nominal de R, calcule la corriente, I,

en el circuito. Después, con el valor calculado de I, determine Xc. Registre sus respuestas en el

renglón “RC” de la tabla 11.

14. Calcule la impedancia total del circuito con dos métodos: la ley de Ohm (mediante VAB e

I) y la fórmula de la raíz cuadrada (con R y Xc). Anote sus respuestas en el renglón “RC” de la

tabla 11.

TABLA No 11

Circuit

o

Componentes

Voltaje

aplicad

o

VAB,

VPP

Voltaj

e en

el

resist

or

VR,

VPP

Voltaj

e en

el

induct

or

VL,

VPP

Voltaje

en

el

capacit

or

Vc,

VPP

Corrien

te I,

mA

Reactanci

a Ω

Impedancia

Z, Ω

R,

Ω

L,m

H CuF

Ind

XL

Cap

XC

Ley

de

Oh

m

Formul

a de la

raiz

cuadra

da

RL 2K 100 X 10

RLC 2K 100

0,02

2 10 3,75 5,96 x 1,87mA

203

6 x 3,19 4143

RC 2K X

0,02

2 10 5,27 8,4 3,76 2,62mA

200

4

202

1 3,2 4018

5,72 x 4,1 2,87mA x

0,03

5

0,03

6 x

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PROCEDIMIENTO 7

Objetivos

Determinar la impedancia de un circuito que contiene una resistencia, R, en paralelo con una

inductancia, L, en paralelo con una capacitancia, C.

MATERIAL

NECESARIO

Instrumentos o Generador de funciones

o Osciloscopio

Resistores o 1 de 2 kΩ, ½ W

o 1 de 10 kΩ, ½ W

Capacitor o 1 de 0.022 µF

Inductor o Inductor de 100 mH

Page 49: 201423 10 Actividad Intermedia 1

1. Con el generador de funciones apagado y los interruptores de S1 a S3, abiertos, arme

el circuito de la figura 9. El canal 2 del osciloscopio se conecta al resistor indicador.

Midiendo la caída de voltaje en Rindic. Y según la ley de Ohm, la corriente en

el circuito se puede calcular en forma indirecta.

2. Encienda el generador. Incremente el voltaje de salida, V, hasta V= 10 VPP A 5

kHz.

Mantenga este voltaje en todo el experimento. De vez en cuando compruebe el voltaje

y ajústelo si es necesario.

3. Cierre S1. Compruebe que V= 10 Vpp y ajuste si es necesario. Mida la corriente y

el ángulo de fase. Como S2 y S3 están abiertos, la única corriente en el circuito es la

del resistor, IR. Registre el valor en la tabla 12. Abra S1.

4. Cierre S2. Compruebe que V= 10 Vpp. Mida la corriente y el ángulo de fase. Puesto

que S1 y S3 están abiertos, la única corriente en el circuito es la del inductor, IL.

Anote su valor en la tabla 12. Abra S2.

5. Cierre S3. Compruebe V y ajuste si hace falta. Mida la corriente y el ángulo de fase.

dado que S1 y S2 están abiertos, la única corriente en el circuito es la de la rama del

capacitor, IC . Escriba su valor en la tabla 12.

6. Cierre S1 (S3 sigue cerrado). Verifique que V= 10 VPP. Mida la corriente y el ángulo

de fase del circuito. Con S1 y S3 cerrados y S2 abierto, la corriente en el circuito es

la suma de IR e IC, o sea IRC. Registre el valor en la tabla 12. Abra S3.

7. Cierre S2 (S1 continúa cerrado). V = 10 Vpp. Mida la corriente del circuito. Con

S1 y S2 cerrados y S3 abierto, la corriente en el circuito es la suma de IR más IL, es

decir IRL. Anote el valor en la tabla 12.

8. Cierre S3. Ahora S1, S2 y S3 están cerrados. Compruebe V. Mida la corriente

y el ángulo en el circuito. Dado que los interruptores de todas las ramas del

circuito

están cerrados, el amperímetro medirá la corriente total, IT, del circuito RLC en

paralelo. Registre el valor en la tabla 6. Abra todos los interruptores y apague el

generador de funciones.

9. Calcule la corriente de línea, IT, con los valores medidos de IR, I L e IC y la formula

de la raíz cuadrada. Escriba su respuesta en la tabla 12.

10. Con el valor medido de V (debe ser de 10Vpp) y el valor medido de IT, calcule la

impedancia del circuito e indique si éste es inductivo, capacitivo o resistivo.

Registre sus respuestas en la tabla 12.

11. Calcule el ángulo de fase y el factor de potencia en el circuito RLC en paralelo e

indique si tiene un factor de potencia en adelanto o en retraso. Anote sus respuestas

en la tabla 12.

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Voltaje aplicado

V, VPP

Corriente y fase en

el resistor IR, mApp

Corriente y fase en el

inductor IL,

mApp

Corriente y fase en el capacitor IC, mApp

Corriente y fase en el resistor y

en el capacitor IRC, mApp

Corriente y fase en el resistor y

en el inductor IRL, mApp

Corriente total y fase en el circuito

RCL(medidas) IT , mApp

Corriente total

(calculada con la

fórmula de la raíz

cuadrada) IT , mApp

Impedancia del circuito Z

( R, L o C)

Ω

10 V

Tabla 12.Determinación de la impedancia de un circuito RLC en paralelo

Factor de potencia % ¿En retraso/en adelanto? Angulo de fase (grados)

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CONCLUSIONES

Este trabajo me permitió entender de manera muy importante los diferente puntos de vista que podemos

conseguir a partir de los valores y herramientas que tenemos a la mano para nuestro aprendizaje

autónomo, y de cómo poderlas asociar a nuestro día a día.

Se define un sistema como un proceso en el cual modificamos y evidenciamos cuáles son los

resultados, por medio de los cuales podemos determinar su rango que al compararlo con el orden

obtenemos el resultados comparables.

Se logró profundizar en conocimientos en herramientas de simulación.

Se logró implementar un análisis detallado de los circuitos que cumple con las características

propuestas. Cabe destacar las herramientas disponibles en Proteus, Multisim… entre otros gracias a las

cuales se realiza un diseño de manera gráfica y con esto resulta didáctica la solución de este tipo de

planteamientos.

El desarrollo de los diferentes procedimientos permitió verificar el cumplimiento de las relaciones entre

inductancia, reactancia inductiva, capacitancia, reactancia capacitiva y ángulos de fase, establecidas en

el marco teórico del presente informe.

Las diversas relaciones entre los conceptos aquí estudiados permiten diferentes maneras de hallar una

misma cantidad desconocida, dependiendo de los datos o mediciones con que cuente el observador.

A través de las diferentes prácticas se pudieron constatar las fórmulas para el cálculo de la impedancia,

tanto en circuitos inductivos como capacitivos. Con la ayuda del osciloscopio y demás instrumentos de

laboratorio, es posible medir la potencia real, aparente y reactiva en los circuitos inductivos y

capacitivos.

Mediante el análisis de fasores y a través de la observación de los ángulos de fase en el osciloscopio, se

pudo constatar que en un circuito inductivo la corriente se atrasa con respecto al voltaje, mientras que en

uno capacitivo sucede lo contrario, es decir el voltaje se atrasa con respecto a la corriente.

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REFERENCIAS

Gimenez, M. Los circuitos RLC, la Resonancia y los Filtros Pasivos. Recuperado de

http://www.labc.usb.ve/paginas/mgimenez/Ec1181ele/Material/Circuitos%20RLC/Circuit

os%20RLC

Velásquez Santos Carlos Osvaldo & Ramírez Echavarría José Leonardo. (2012).

Fundamentos de Circuitos Eléctricos. Instituto Tecnológico

Metropolitano. Recuperado de http://fondoeditorial.itm.edu.co/Libroselectronicos/Fundamentos-

circuitos/index.html

Díaz Hernández, Pedro. (2008). Filtros eléctricos pasivos. Recuperado de

http://ocw.bib.upct.es/pluginfile.php/7878/mod_resource/content/1/Capitulo_2_-

_Filtros_pasivos.pdf

http://datateca.unad.edu.co/contenidos/201423/Analisis_de_Circuitos_AC_201423_Pabl

oG_Syllabus.pdf