informe 7. ELEMENTOS PASIVOS DE AC Y DC.docx

8/10/2019 informe 7. ELEMENTOS PASIVOS DE AC Y DC.docx

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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS CIRCUITOS ELECTRICOS 1

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CARRERA DE INGENIERIA ELECTRONICA

ASIGNATURA: CIRCUITOS ELECTRONICOS 1

PRACTICA # 7

REALIZADO POR: TNTE. DIEGO CALDERON NRC: 2584

ISRAEL ROJAS

INFORME

TEMA: ELEMENTOS PASIVOS EN CIRCUITOS DE AC Y DC

ESTABLE

1. OBJETIVOS:

OBJETIVO GENERAL

Verificar el comportamiento del

resistor, condensador e inductor

en circuitos de AC y DC

estables.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Comprobar el valor eficaz de una

seal senoidal.

Familiarizarse con el uso de

instrumentos de medida.

2. EQUIPO NECESARIO:

Fuente DC.

Protoboard.

Multmetro


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Cables conductores.

Resistencias

Generador de seales

Osciloscopio

Dcadas de Condensadores e

Inductores

3. MARCO TEORICO

Elementos pasivos son aquellos

componentes de los circuitos, quedisipan o almacenan energa elctrica omagntica y constituyen por ello losreceptores o cargas de un circuito.

Estos elementos son modelosmatemticos lineales e ideales de loselementos fsicos del circuito que,

individualmente, pueden presentar lassiguientes propiedades:

Disipacin de energa elctrica(R: resistencia);

Almacenamiento de energa encampos magnticos (L);

Almacenamiento de energa encampos elctricos (C:capacidad).

Las tres propiedades pueden darse en

mayor o menor grado en el

comportamiento de un componente de

un circuito real, por ello las

caractersticas de los componentes

prcticos pueden sintetizarse por mediode una adecuada combinacin de R, L y

C. El trmino resistencia o resistor se

utiliza para caracterizar un componente

de un circuito cuyo comportamiento se

aproxima idealmente a un elemento R

puro. El trmino bobina o inductor se

refiere a un componente de un circuito

cuya principal caracterstica es la

inductancia. El condensador indica un

componente cuyo comportamiento se

aproxima idealmente a un elemento C

puro.

Los elementos R, L y C se suponen

ideales, lo cual quiere decir que cada uno

tiene unas propiedades nicas e

independientes de las caractersticas de

los otros, y adems implica que las

relaciones existentes entre la tensin y

corriente en cada uno son lineales, es

decir, las relaciones v-i consisten enecuaciones diferenciales lineales con

coeficientes constantes.

Resistencia

La resistencia es el elemento del circuitoen el que se disipa energa elctrica.


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En la figura (a) se muestra el smbolo dela resistencia elctrica, en el que seincluye el valor de la misma en ohmios ylos sentidos de referencia asociados detensin y corriente.

En el caso de que la resistencia seavariable se emplear el smbolo de laFig. b

Condensador

Es el elemento del circuito capaz dealmacenar energa elctrica.

En la Fig. (a) se muestra el smbolo del

condensador, en el que se incluye lacapacidad en faradios y los sentidosasociados de tensin y corriente. En elcaso de que el condensador sea variablese emplear el smbolo de la Fig. (b).

Un aumento de la tensin corresponde auna corriente positiva y una reduccin dela tensin corresponde a una corrientenegativa. Se observa que si v(t) esconstante, entonces la corriente i(t) esigual a cero. De este modo, uncondensador alimentado con una tensincontinua (estacionaria) se comportacomo un circuito abierto.

En esencia, podemos decir que uncondensador bloquea la corriente DC ypermite "pasar" la corriente AC (sobretodo cuanto mayor sea su frecuenciafundamental).

Bobina de Induccin

Es el elemento del circuito, capaz dealmacenar energa magntica.

Se representa por el smbolo de la Fig.(a) la Fig. (b) segn sea el valor delcoeficiente de autoinduccin fijo ovariable.

Se observa que si i(t) es constante,entonces la tensin v(t) es cero. De este

modo, una bobina alimentada concorriente continua (estacionaria) actacomo un cortocircuito. Si, en cambio, lacorriente i(t) cambia con rapidez, seobtendr una fuerte tensin entre losterminales. Queda claro as que unabobina no puede cambiar bruscamente lacorriente que circula por ella, porque estehecho dara lugar a una tensin infinitaen bornes, cosa fsicamente imposible


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4. ESQUEMAS

5. CALCULOS

TABLA A

CIRCUITO RC V1=5[V] R=1k

C Vc [V] Ic[mA]

10 nf 5,03 0

100 nf 5,03 0

500 nf 5,03 0

1 f 5,03 0

4 f 5,03 0

TABLA B

CIRCUITO RL V2=5[V] R=1k

L VL [V] IL[mA]

100 H 0 5,1

1 mH 0 5,1

500 mH 0 5,1

1 H 0 5,1

4 H 0 5,1


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TABLA C

VALORES MEDIO Y EFICAZ DE ONDA SENOIDAL

VALOR PICO

[V]

FRECUENCIA

[HZ]

V.EFICAZ

[V]

V. MEDIO

[V]

460 2,72 2,82

200 2,72 2,82

360 2,02 2,12

200 2,02 2,12

260 1,33 1,41

200 1,33 1,41

160 0,61 0,7

200 0,61 0,7

TABLA D

VOLTAJE Y CORRIENTE (VALOR EFICAZ) DE RVALOR PICO

[V]

FRECUENCIA

[HZ]

V.EFICAZ DE R

[V]

CORRIENTE EFICAZ DE R.

[mA]

4 60 1,33 1,26

3 60 0,98 0,95

2 60 0,67 0,64

1 60 0,33 0,31

TABLA E

VOLTAJE Y CORRIENTE (VALOR EFICAZ) DE CVALOR PICO

[V]

FRECUENCIA

[HZ]

V.EFICAZ DE C

[V]

CORRIENTE EFICAZ DE C.

[mA]

4 60 2,28 0,83

3 60 1,73 0,61

2 60 1,15 0,42

1 60 0,57 0,22

TABLA F

VOLTAJE Y CORRIENTE (VALOR EFICAZ) DE L

VALOR PICO

[V]

FRECUENCIA

[HZ]

V.EFICAZ DE L

[V]

CORRIENTE EFICAZ DE L.

[mA]

4 60 2,39 1,5

3 60 1,8 1,15

2 60 1,2 0,76

1 60 0,55 0,36


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6. ANALISIS DE RESULTADOS.

TABLA A1

CIRCUITO RC V1=5[V] R=1[K]

C

Vc [V]

MEDIDO

Vc [V]

CALCU. ERROR %

Ic [mA]

MEDIDA

Ic [mA]

CALCU. ERROR %

10 nf 5,03 5 0,60% 0 0 0,00%

100 nf 5,03 5 0,60% 0 0 0,00%

500 nf 5,03 5 0,60% 0 0 0,00%

1 f 5,03 5 0,60% 0 0 0,00%

4 f 5,03 5 0,60% 0 0 0,00%

TABLA B1

CIRCUITO RL V2=5[V] R=1[K]

L

VL [V]

MEDIDO

VL [V]

CALCU.

ERROR

%

IL [mA]

MEDIDA

IL [mA]

CALCU.

ERROR

%

100 H 0 0 0,00% 5,1 5 2,00%

1 mH 0 0 0,00% 5,1 5 2,00%

500 mH 0 0 0,00% 5,1 5 2,00%

1 H 0 0 0,00% 5,1 5 2,00%

4 H 0 0 0,00% 5,1 5 2,00%

Se puede deducir que si el voltaje aplicado entre los terminales de un condensador esconstante, es decir, no vara con respecto al tiempo, no circula corriente por la ramadonde est conectado dicho condensador. Por lo tanto, en un circuito que solo cuentecon fuentes continuas, los condensadores se comportan como circuitos abiertos.

TABLA C1

VALORES MEDIO Y EFICAZ DE ONDA SENOIDAL

VALOR

PICO [V]

FRECUENCIA

[HZ]

V.EFICAZ

[V]MEDIDO

V.EFICAZ [V]

CALCU.

ERROR

%

V. MEDIO [V]

MEDIDO

V. MEDIO

[V] CALCU

ERROR

%

460 2,72 2,546 6,81% 2,82 2,828 0,30%

200 2,72 2,546 6,81% 2,82 2,828 0,30%

360 2,02 1,910 5,77% 2,12 2,121 0,06%

200 2,02 1,910 5,77% 2,12 2,121 0,06%

260 1,33 1,273 4,46% 1,41 1,414 0,30%

200 1,33 1,273 4,46% 1,41 1,414 0,30%

160 0,61 0,637 4,18% 0,7 0,707 1,01%

200 0,61 0,637 4,18% 0,7 0,707 1,01%


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TABLA D1

VOLTAJE Y CORRIENTE (VALOR EFICAZ) DE R

VALOR PICO

[V]

FRECUENCIA

[HZ]

VOLTAJE R

[Vrms]

CORRIENTE R

[Irms]

R = Vrms/Irms

[

R. TEORICO

[

ERROR %

R

4 60 1,33 1,26 1,06 1 5,56%

3 60 0,98 0,95 1,03 1 3,16%2 60 0,67 0,64 1,05 1 4,69%

1 60 0,33 0,31 1,06 1 6,45%

TABLA E1

VOLTAJE Y CORRIENTE (VALOR EFICAZ) DE C

VALOR

PICO [V]

FRECUENCIA

[HZ]

VOLTAJE C

[Vrms]

CORRIENTE C

[Irms]

Xc = Vrms/Irms

[

Xc TEORICO =

1/wc [

ERROR %

Xc

4 60 2,28 8,30E-04 2746,99 2652,58 3,56%

3 60 1,73 6,10E-04 2836,07 2652,58 6,92%

2 60 1,15 4,20E-04 2738,10 2652,58 3,22%

1 60 0,57 2,20E-04 2590,91 2652,58 2,32%

y = 1.0473x + 0.0002

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4

VOLTA

JERMS

CORRIENTE RMS

V rms VS. Irms


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TABLA F1

VOLTAJE Y CORRIENTE (VALOR EFICAZ) DE LVALOR

PICO [V]

FRECUENCIA

[HZ]

VOLTAJE L

[Vrms]

CORRIENTE L

[Irms]

XL = Vrms/Irms

[

XL TEORICO =

wL [

ERROR %

XL

4 60 2,39 1,50E-03 1593,33 1507,96 5,66%

3 60 1,8 1,15E-03 1565,22 1507,96 3,80%

2 60 1,2 7,60E-04 1578,95 1507,96 4,71%

1 60 0,55 3,60E-04 1527,78 1507,96 1,31%

7. Cuestionario

a) Las mediciones de voltaje y corriente eficaz de este laboratorio se realizaroncon su multmetro, debido a la baja frecuencia de los circuitos de AC (60 Hz).Podra usted realizar estas mediciones con su multmetro, si esta frecuenciahubiese sido de 10 KHz?

y = 2823.2x - 0.0356

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0.00E+00 1.00E-04 2.00E-04 3.00E-04 4.00E-04 5.00E-04 6.00E-04 7.00E-04 8.00E-04 9.00E-04

VOLTAJERMS

CORRIENTE RMS

V rms VS. Irms

y = 1605.8x - 0.0284

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

0.00E+00 2.00E-04 4.00E-04 6.00E-04 8.00E-04 1.00E-03 1.20E-03 1.40E-03 1.60E-03

VOLTAJERMS

CORRIENTE RMS

V rms VS. Irms


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Si podra realizar las mediciones ya que la variable de la frecuencia no influye en el voltajeeficaz ni en la corriente eficaz. La variable que influye para los valores RMS (eficaces) esla amplitud de la onda o valor pico (Vmax o Imax).

() ()

La frecuencia es el nmero de veces que una corriente alterna cambia de polaridad en 1segundo. La unidad de medida es el Hertz (Hz). Por ejemplo en nuestro hogar o en ellaboratorio tenemos una tensin medida por nuestro multmetro es de VRMS= 119.2V a 60 Hz, significa que dicha tensin habr de cambiar su polaridad 60 veces porsegundo, es lo mismo decir 60 Hz, lo que llamamos frecuencia. Una definicin msrigurosa para la frecuencia: es el nmero de ciclos completos de AC que ocurren en launidad de tiempo, por lo tanto no importa a que frecuencia sea de 10KHz o 60Hz ya quela frecuencia nos indica la cantidad de cambios por segundo por lo que los valoreseficaces son los mismos indistintamente de a que frecuencia se trabaje. Para realizar lasmediciones de voltaje eficaz o corriente eficaz se debe verificar si el multmetro mide

verdadero valor eficaz si es de valor promedio calibrado para presentar en la pantalla elvalor eficaz equivalente de una seal senoidal. Esto es importante, porque los multmetrosde verdadero valor eficaz, pueden leer ese valor con exactitud para cualquier sealsenoidal no senoidal dentro del rango de frecuencias especificadas, que en lo normalvan de unos 10 Hz a 100/200 KHz en nuestro caso no tenemos un multmetro paravalores eficaces .Los multmetros de valor promedio calibrados para presentar valor eficazsenoidal, slo en el caso de una seal senoidal pura indicarn un valor correcto del valoreficaz. Para seales no senoidales distorsionadas, el valor indicado ser incorrecto ydeber aplicarse un coeficiente de correccin segn la seal.

Tabla de coeficientes para el clculo de seales no senoidales segn el tipo de multmetro


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b) Compare el comportamiento del condensador, del inductor y del resistordentro de un circuito de AC estable. Existe oposicin de todos estoselementos pasivos al paso de la corriente elctrica?

El componente ms pasivo de los que hemos visto hasta ahora es la resistencia y

al pasar una corriente alterna a travs de ella sus variaciones de polaridad no

influyen demasiado en el comportamiento electrnico de la misma.

No sucede as con los otros elementos pasivos como los condensadores y las

bobinas; ya que estos elementos presentan tambin una cierta oposicin al paso

de la corriente, s que en circuitos de AC no podemos hablar de efectos de

resistencia, inductancia y capacidad puros, sino mas bien de efectos simultneos.

A la hora de enfrentarnos a la corriente alterna tenemos que empezar a considerar

seriamente que una bobina no es slo una inductancia sino que

tambin posee cierta cantidad de resistencia hmica. Por esta razn, y a partir de

ahora, cuando veamos una L en un circuito debemos pensar que estamos ante

un componente que en realidad debe presentarse como L+R. Elmismo criterio

rige para los condensadores. Cada vez que tengamos un condensador delante

debemos acostumbrarnos a ver un C+R.

Para circuitos de corriente alterna como veremos a continuacin, a

la resistencia que ofrece un condensador al paso de la corriente se le denomina

reactancia capacitiva, mientras que a la resistencia que ofrece una bobina a la

corriente alterna se le denomina reactancia inductiva. Su representacin es,

respectivamente, XCy XL.

c) Investigue el fenmeno de induccin electromagntica y el concepto de

autoinductancia.

Induccin Electromagntica

La induccin electromagntica es el fenmeno que origina la produccin de

unafuerza electromotriz (f.e.m. otensin) en un medio o cuerpo expuesto a

un campo magntico variable, o bien en un medio mvil respecto a un campo

magntico esttico. Es as que, cuando dicho cuerpo es un conductor, se produce

unacorriente inducida. Este fenmeno fue descubierto porMichael Faraday,en1830, quien lo expres indicando que la magnitud de la tensin inducida es

proporcional a la variacin del flujo magntico (Ley de Faraday).

Por otra parte,Heinrich Lenz comprob que la corriente debida a la f.e.m. inducida

se opone al cambio de flujo magntico, de forma tal que la corriente tiende a

mantener el flujo. Esto es vlido tanto para el caso en que la intensidad del flujo

vare, o que el cuerpo conductor se mueva respecto de l.
http://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza_electromotrizhttp://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Michael_Faradayhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Faradayhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Faradayhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Faradayhttp://es.wikipedia.org/wiki/Heinrich_Lenzhttp://es.wikipedia.org/wiki/Heinrich_Lenzhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Faradayhttp://es.wikipedia.org/wiki/Michael_Faradayhttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza_electromotriz


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Autoinductancia

El flujo creciente induce una fem en el circuito. La direccin de la fem

inducida es tal que causara una corriente inducida en la espira, lo

cual establecera un campo magntico que se opondra al cambio en el campo

magntico de origen. En consecuencia, la direccin de la

fem inducida es opuesta a la direccin de la fem de la fuente; de

esto resulta que la corriente de fuente aumenta de manera gradual mas que

instantnea a su valor de equilibrio final. Este efecto seconoce como autoinduccin debido a que el flujo variable a travs del circuito

y la fem inducida resultante surgen del circuito. La femestablecida en

este caso recibe el nombre de fem autoinducida. Tambin se

llama con frecuencia fem inversa.

8. CONCLUSIONES

En continua la bobina se comporta como un conductor de muy baja resistencia ,Enalterna s aparece una fuerza contra electromotriz debida al campo variable

provocado por la corriente alterna que atraviesa a la bobina. La corriente queatraviesa una bobina est retrasada 90 respecto a la tensin, es decir que cuandola tensin alcanza su pico, la corriente vale 0.

En continua el condensador cargado se comporta como una resistencia infinita, nopermitiendo el paso de corriente entre sus terminales.En alterna s circulacorriente; cuando la tensin crece desde cero la corriente que al principio esmxima va disminuyendo hasta que se hace cero al alcanzar la tensin su mximo


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valor. La corriente que atraviesa un condensador est adelantada 90 respecto a latensin, es decir que cuando la tensin vale 0, la corriente alcanza su pico.

9. RECOMENDACIONES

Se debe regular bien los valores pico en el osciloscopio para una correcta

medicin.

Se debe observar la amplitud y frecuencia en el generador de seales que

estn en los valores correctos antes de hacer las mediciones.

10. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

http://www.aulatecnologia.com

http://circuitos-de-electronica.blogspot.com/2007/10/elementos-pasivos.html

http://ficus.pntic.mec.es/dder0005/Elementos%20pasivos.html
http://www.aulatecnologia.com/BACHILLERATO/1_bg/APUNTES/circuitos/electricos/circuitoselectricos.htmhttp://www.aulatecnologia.com/BACHILLERATO/1_bg/APUNTES/circuitos/electricos/circuitoselectricos.htmhttp://circuitos-de-electronica.blogspot.com/2007/10/elementos-pasivos.htmlhttp://circuitos-de-electronica.blogspot.com/2007/10/elementos-pasivos.htmlhttp://ficus.pntic.mec.es/dder0005/Elementos%20pasivos.htmlhttp://ficus.pntic.mec.es/dder0005/Elementos%20pasivos.htmlhttp://ficus.pntic.mec.es/dder0005/Elementos%20pasivos.htmlhttp://circuitos-de-electronica.blogspot.com/2007/10/elementos-pasivos.htmlhttp://www.aulatecnologia.com/BACHILLERATO/1_bg/APUNTES/circuitos/electricos/circuitoselectricos.htm

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