Informe Circuitos c r l

7/25/2019 Informe Circuitos c r l

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FACULTAD DE INGENIERIA EN SISTEMAS, ELECTRONICA E INDUSTRIALUNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATO

FACULTAD DE INGENIERA EN SISTEMAS, ELECTRNICA E INDUSTRIALPERODO ACADMICO: SEPTIEMBRE/2014 MARO/201!

I. PORTADA UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATOFacultad de Ingeniera en Sistemas Electr!nica e Industrial

"#r$%ect$ Acad&mic$'

Ttulo: Simulaci!n de l$s circuit$s C ( R ()Carrera: Ingeniera industrial en *r$ces$s de aut$mati+aci!nrea Acadmica: Industrial % man$,acturaLnea de Investigacin: )nea de la Carrera

Ciclo Acadmico Paralelo: Tercer$ Industrial "B'

Alumnos !artici!antes: N-.e+ C/acaguasa% Ru0&n Dar$#in$s A+$gue Andr&s Se0asti1nTi2e 3uam1n Edis$n Orland$

"dulo: Circuit$s El&ctric$sDocente: Ing4 Carmen Beltr1n


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II. I#$OR"% D%L PRO&%CTO

'. PP(. &&(.' TtuloSimulaci!n de l$s circuit$s C ( R ()

(.( O)*etivos Simular l$s circuit$s R5C5) en el *r$grama #r$teus4 3ra,icar las se.ales sen$idales en dic/$ *r$grama4 Dem$strar el des,ase e2istente entre las se.ales

(.+ Resumen

El an1lisis de circuit$s de c$rriente alterna es una rama de la electr!nica6ue*ermiten el an1lisis del ,unci$namient$ de l$s circuit$s c$m*uest$sderesist$res c$ndensad$rese induct$resc$n una ,uente de c$rriente alterna4

En cuant$ a su an1lisis t$d$ l$ 7ist$ en l$s circuit$s de c$rriente c$ntinua es71lid$ *ara l$s de alterna c$n la sal7edad 6ue /a0r1 6ue $*erar c$n n-mer$sc$m*le8$s c$n ecuaci$nes di,erenciales4 Adem1s tam0i&n se usa lastrans,$rmadas de )a*lace % F$urier4 En est$s circuit$s las $ndas

electr$magn&ticas suelen a*arecer caracteri+adas c$m$ ,as$res seg-n su m!dul$% ,ase *ermitiend$ un an1lisis m1s sencill$4 Adem1s se de0er1n tener en cuentalas siguientes c$ndici$nes9

o t$das las ,uentes de0en ser sen$s$idales:

o de0e estar en r&gimen estaci$nari$ es decir des*u&s de 6ue l$s,en!men$s transit$ri$s 6ue se *r$ducen a la c$ne2i!n del circuit$ se/a%an atenuad$ c$m*letamente:

o t$d$s l$s c$m*$nentes del circuit$ de0en ser lineales $ tra0a8ar enun r&gimen tal 6ue *uedan c$nsiderarse c$m$ lineales4 )$s circuit$sc$n di$d$s est1n e2cluid$s % l$s resultad$s c$n induct$res c$nn-cle$ ,err$magn&tic$ ser1n s$l$ a*r$2imaci$nes4

En la actualidad se c$n$ce *$c$ en las instituci$neseducati7as est$ si *$r *arte delestudiantad$ s$0re la c$nce*tuali+aci!n de t&rmin$s t&cnic$s en l$s 6ue se encierran,unci$nalidades de las 6ue de*ende en gran medida elsistemade las masas 6ue esla s$ciedad% l$ 6ue e6ui*ara c$m$ c$m*lement$ *ara la su0sistencia tant$ de
https://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Resistorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Resistorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_el%C3%A9ctricohttps://es.wikipedia.org/wiki/Inductorhttp://www.monografias.com/trabajos13/trainsti/trainsti.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos35/sociedad/sociedad.shtmlhttps://es.wikipedia.org/wiki/Resistorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_el%C3%A9ctricohttps://es.wikipedia.org/wiki/Inductorhttp://www.monografias.com/trabajos13/trainsti/trainsti.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos35/sociedad/sociedad.shtmlhttps://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nica


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#ara anali+ar l$s circuit$s de c$rriente alterna se em*lean d$s *r$cedimient$s un$ge$m&tric$ den$minad$ de 7ect$res r$tat$ri$s % $tr$ 6ue em*lea l$s n-mer$s

c$m*le8$s 4

Relacin I / !ara Resistencia0 Condensador 1o)ina

Resistencia4En c$rriente c$ntinua la relaci!n 6ue e2ista entre la cada de *$tencial V % laintensidad I en una resistencia caracteri+ada *$r R 7ena dada *$r la le% de O/mest$ es V ? RI4 E2*erimentalmente *uede 7eri,icarse 6ue la le% de O/m siguesiend$ 71lida *ara c$rrientes alternas % *$r tant$

Condensador

Se de,ini! la ca*acidad C de un c$ndensad$r c$m$ la relaci!n entre la carga delas *lacas % la cada de *$tencial V entre &stas est$ es9

C ? V

Esta relaci!n se cum*le igualmente *ara c$rrientes alternas de d$nde *uedededucirse 6ue la carga 7aria0le en el tiem*$

=t> *uede escri0irse c$m$ =t> ? CV =t>4

Al deri7ar la e2*resi!n anteri$r res*ect$ al tiem*$ $0tenem$s la siguiente relaci!nentre la intensidad I=t> % la cada de *$tencial entre las *lacas V =t>9

Ilustracin 1 Circuito RIlustracin 2Resistencia


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1o)inaEl e,ect$ de aut$inducci!n electr$magn&tica de una 0$0ina caracteri+ada *$r unainductancia ) % rec$rrida *$r una intensidad I =t> *$da c$nsiderarse c$m$ una cadade *$tencial en la 0$0ina V =t> dada *$r

)a 0$0ina *uede c$nsiderarse *$r tant$ c$m$ un element$ de circuit$ 6uerelaci$na linealmente mediante el *ar1metr$ ) la deri7ada tem*$ral de laintensidad 6ue circula *$r ella c$n la cada de *$tencial en la misma4

2enerador de $%" Alterna El generad$r de ,em alterna 0asa su ,unci$namient$ en la le% de inducci!nelectr$magn&tica de Farada% trans,$rmand$ energa mec1nica en energaelectr$magn&tica4 Un es6uema 01sic$ de un generad$r de ,em alterna se muestra enla ,igura d$nde *$dem$s $0ser7ar 6ue el ,lu8$ magn&tic$ 6ue atra7iesa la es*iragirat$ria4

Ilustracin 3 Circuito CIlustracin 4Condensador

Ilustracin 5 Circuito L

Ilustracin 6 Bobina

Ilustracin 7 Generador FEM


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Viene dad$ *$r ;4

%3!resiones 4asoriales !ara resitencia0 condensador )o)ina

Gaciend$ us$ de las relaci$nes ,as$riales a*r$*iadas es *$si0le e2*resar lasrelaci$nes ,undamentales *ara resistencias c$ndensad$res % 0$0inas en la siguiente,$rma9

Resistencia*uede e2*resarse en ,$rma ,as$rial sim*lemente c$m$

Condensador#ara el c$ndensad$r *uede e2*resarse c$m$

Se den$mina reactancia ca*aciti7a % se e2*resa en $/mi$s =H>4 Esta magnitudde*ende de la ,recuencia tendiend$ a cer$ *ara ,recuencias mu% altas % a in,init$

*ara ,recuencias mu% 0a8as4 Est$ se mani,iesta en el /ec/$ de 6ue *ara ,recuencias0a8as el c$ndensad$r se c$m*$rta c$m$ un element$ 6ue a*enas de8a ,luir lac$rriente mientras 6ue a ,recuencias altas casi n$ im*ide la circulaci!n de lac$rriente4

1o)ina#ara la 0$0ina *uede e2*resarse en ,$rma ,as$rial c$m$


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)a

reactancia inducti7a 7iene dada en $/mi$s % es un *ar1metr$ 6ue de*endelinealmente c$n la ,recuencia de m$d$ 6ue tiende a cer$ *ara ,recuencias 0a8as % ain,init$ *ara ,recuencias altas4 #$dem$s a,irmar ent$nces 6ue la 0$0ina se c$m*$rtac$m$ un element$ 6ue se $*$ndra al *as$ de la c$rriente a medida 6ue la,recuencia de &sta aumenta ;4

C$men+am$s anali+ar l$s di,erentes circuit$s en c$rriente alterna4

CIRC5ITO6 R

S$l$ est1n c$m*uest$ c$n element$s resisti7$s *ur$s4 En este cas$ la V % la I=tensi!n e intensidad> est1n en ,ase *$r l$ 6ue se tratan igual 6ue en c$rrientec$ntinua4 Est$ en c4a4 s$l$ *asa en circuit$s *uramente resisti7$s4


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En rece*t$res resiti7$s *ur$s la im*edancia es R4

)a *$tencia ser1 # ? V 2 I4 =el c$s @ ? > s$l$ /a% *$tencia acti7a % se llamaigualmente #4

CIRC5ITO6 L

S$n l$s circuit$s 6ue s$l$ tienen c$m*$nente inducti7$ =0$0inas *uras>4 En estecas$ la V % la I est1n des,asadas J@ *$siti7$s4 En est$s circuit$s en lugar de Rtenem$s Kl im*edancia inducti7a4 ) ser1 la inductancia % se mide en /enri$s almulti*licarla *$r =,recuencia angular> n$s dar1 la im*edancia inducti7a4 )a Kl esalg$ as c$m$ la resistencia de la *arte inducti7a4


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El 7al$r de la tensi!n en cual6uier m$ment$ sera9

7 ? V$ 2 sen t : d$nde V$ es el 7al$r inicial de la tensi!n ,recuencia angular% t el tiem*$4

Igualmente la intensidad9

i ? I$ 2 sen$ =t 5 J@> Recuerda 6ue la I est1 retrasada J@4

)$s 7al$res e,icaces s$n I ? V) e I VKl siend$ Kl ? 2 )4


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CIRCUITOS C

Este ti*$ de circuit$s s$n l$s 6ue s$l$ tienen c$m*$nentes ca*aciti7$s=c$ndensad$res *ur$s>4 En este cas$ la V % la I est1n des,asadas J@ negati7$s L4


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El 7al$r de la tensi!n en cual6uier m$ment$ sera9

7 ? V$ 2 sen t : d$nde V$ es el 7al$r inicial de la tensi!n ,recuencia angular % tel tiem*$4

Igualmente la intensidad9

i ? I$ 2 sen$ =t J@> recuerda 6ue la I est1 adelantada J@4

)$s 7al$res e,icaces s$n I ? VKc e I VKc siend$ Kc ? C4

CIRC5ITO RL %# 6%RI%

Ilustracin Circuito RL

El circuit$ R) tiene un c$m*$nente resisti7$ % $tr$ inducti7$ =R % )>4 A6u*artim$s de la im*edancia 6ue ser1 un n-mer$ c$m*le8$4 El 1ngul$ de des,asede*ende de la cantidad de c$m*$nente inducti7$ 6ue tenga4

? R Kl8 c$m$ Kl? 2 ) =,recuencia angular *$r inductancia> *$dem$s decirtam0i&n ? R = 2 )> 8

Este n-mer$ c$m*le8$ l$ *$dem$s re*resentar c$n el llamad$ tri1ngul$ de

im*edancia9

Ilustracin ! "ri#n$ulo %it#$oras


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En la imagen K sera Kl si tu7i&ram$s Kc =*arte ca*aciti7a> K sera =Kl5Kc>4Seg-n este tri1ngul$ *$dem$s c$n7ertir el n-mer$ c$m*le8$ en n-mer$ natural de la

siguiente ,!rmula =*$r #it1g$ras>9

; ? R; Kl; #$dram$s des*e8ar *ara calcularla4

)a intensidad sera I ? V 6ue en instant1nea 6uedara9

i ? =V$ 2 sen$ t> =R )8> en c$m*le8$4 #$dem$s c$n7ertirl$ en e,ica+sustitu%end$ la *$r la ra+ cuadrada de =R )>4

)$s 7al$res e,icaces ser1n V ? I $ I ? V4

CIRC5ITO RC

Este es igual s$l$ 6ue a/$ra tenem$s Kc en lugar de Kl4 Adem1s Kc ? =C8> %*$r l$ tant$ ? R =C8> en n-mer$ c$m*le8$4 #er$ si /acem$s el tri1ngul$ deim*edancias en este cas$ la en n-mer$ natural sera9

; ? R; ==C>>;

Ves 6ue es igual *er$ sustitu%end$ Kl *$r Kc 6ue es C en lugar de Kl 6ue es)4

A/$ra 7am$s anali+ar l$s circuit$s R)C 6ue s$n l$s m1s interesantes9

CIRC5ITO6 RLC

S$n l$s circuit$s m1s reales4 F8ate 6ue si te ac$stum0ras /acer t$d$ c$n l$stri1ngul$s de im*edancias de tensi$nes % de *$tencias es muc/$ m1s ,1cil4

En l$s circuit$s R)C se ac$*lan resistencias ca*acit$res e induct$res4 E2istetam0i&n un 1ngul$ de des,asa8e entre las tensi$nes % c$rrientes =% entre las

*$tencias> 6ue inclus$ *uede llegar a /acerse cer$4 En cas$ de 6ue las reactancias

ca*aciti7as e inducti7as sean de distint$ 7al$r *ara determinada ,recuenciatendrem$s des,asa8es4

De*endiend$ de cu1l de las reactancias sea ma%$r *$drem$s a,irmar si se trata de uncircuit$ c$n caractersticas ca*aciti7as $ inducti7as % *$r l$ tant$ si la tensi!nadelanta a la c$rriente =% c$n 6u& 1ngul$> $ si la c$rriente adelanta a la tensi!n4


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Ilustracin 1& Circuito RLC

Reactancia ca!acitiva

? Vel$cidad angular ? ;P,C ? Ca*acidad

Kc ? Reactancia ca*aciti7a

Reactancia inductiva

? Vel$cidad angular ? ;P,) ? Inductancia

Kl ? Im*edancia inducti7a

Im!edancia total del circuito RLC serie

R ? ResistenciaKl ? Reactancia inducti7aKc ? Reactancia ca*aciti7a

Angulo de des4asa*e entre tensin corriente

Kl ? Reactancia inducti7aKc ? Reactancia ca*aciti7a

R ? Resistencia


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Corriente m73imaEl m!dul$ de la c$rriente m12ima 6ue circula *$r el circuit$ es igual al m!dul$ de la

tensi!n m12ima s$0re el m!dul$ de la im*edancia4

Corriente e4ica8#ara $ndas sen$idales *$dem$s calcular la intensidad e,ica+ c$m$ L4


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(.9 Resultados Discusin

Ilustracin 11 "abla de 'odi(cacin de co')onentes )roteus

CIRCUITO RESISTIVO

R"#$#%"&'$( )" 1 *+

C$-'$%* (-+()* "& -*%"#

Ilustracin 12Resistencia

Ilustracin 13 Circuito ar'ado en )roteus


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S"( )" *#'$*#'*$*

Seal amarilla: Resistencia

CIRCUITO CAPACITIVO

C(('$%*- )" 1

C$-'$%* (-+()* "& -*%"#

S"( )" *#'$*#'*$*

Ilustracin 14 *i'ulacin en oscilosco)io

Ilustracin 15Ca)acitor

Ilustracin 16 Circuito ar'ado en )roteus


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Seal azul: capacitor


Angulo de desfase adelantado en el tiempo

CIRCUITO INDUCTIVO

I&)'%*- )" 1+3

C$-'$%* (-+()* "& -*%"#

Ilustracin 17 *i'ulacin en oscilosco)io

Ilustracin 1 Inductor obobina

Ilustracin 1! Circuito ar'ado en )roteus


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S"( )" *#'$*#'*$*

Seal azul: Inductor


Angulo de desfase retrasado en el tiempo

(. Conclusiones

C$n$cer m1s acerca de la naturale+a de la electricidad 6ue se utili+a a diari$c$$*era a la 7e+ c$n la necesidad de entendimient$ s$0relasestructurasel&ctricas 6ue se *$seen en casa % c$n las 6ue el cam*$ industrialgenera l$s artcul$s utili+ad$s a diari$ % 6ue s$l$ ,unci$nan c$n la mismaelectricidad 6ue se trata de entender c$n este taller acad&mic$4

Cuand$ se *$see c$n$cimient$su,iciente *ara di,erenciar l$s ti*$s de c$rrienteel&ctrica e2istentes se l$gra enri6uecer el c$n$cimient$t&cnic$ s$0re a6uellasestructuras 6ue se em*lean c$tidianamente % 6ue /acen *$si0le 7i7ir enun sistema6ue de*ende de su0sistemas c$m$ *$r e8em*l$l$s sistemasel&ctric$s 6ue /acen ,unci$nar l$s su0sistemas c$n l$s 6ue se *uede

*rescindir de Tele7isi!n Re,rigeraci!n cale,acci!n % /asta de el us$ de estu,asel&ctricas 6ue dan un us$ m1s a la c$rriente el&ctrica4

Ilustracin 2&+ *i'ulacin de se,ales
http://www.monografias.com/trabajos15/todorov/todorov.shtml#INTROhttp://www.monografias.com/trabajos15/todorov/todorov.shtml#INTROhttp://www.monografias.com/trabajos/epistemologia2/epistemologia2.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/epistemologia2/epistemologia2.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/epistemologia2/epistemologia2.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos37/historia-television/historia-television.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/aireacondi/aireacondi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/todorov/todorov.shtml#INTROhttp://www.monografias.com/trabajos/epistemologia2/epistemologia2.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/epistemologia2/epistemologia2.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos37/historia-television/historia-television.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/aireacondi/aireacondi.shtml


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(.; Re4erencias )i)liogr74icasBi0li$gra,a

S4 Elias QC$rriente alterna < uni$ ;@@J4 En lnea4 A7aila0le9/tt*94,i4uns84edu4arde*artament$sD*t$Fisica,iicarc/i7$sC$rriente;@Alterna4*d,4 ltim$ acces$9 ; uli$ ;@W4

; C4 Rui+ QC$rriente alterna X Diciem0re ;@@X4 En lnea4 A7aila0le9/tt*9*r$,es$res4san7aler$4netY@L;@TEMA;@W;@CORRIENTE

;@A)TERNA4*d,4 ltim$ acces$9 ; uli$ ;@W4

L 4 Sant$s QFundament$s de tecn$l$gia electrica X N$7iem0re ;@@Z4 En lnea4A7aila0le9/tt*9eueti4u7ig$4es,ilesmaterial[d$centeX

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