Laboratorio 1.Doc

LABORATORIO No 1

DIEGO FERNANDO CARRASCO MURILLO

CC. 1.032.393.563

ANALISIS DE CIRCUITOS AC

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD

Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería

Programa Ingeniería Electrónica

22 de Abril de 2012

Bogotá DC

PROCEDIMIENTO 1

Objetivos

1. Verificar mediante experimentos que la impedancia, Z, de un circuito RL

serie esta dada por la formula

Z=2√R2+X L2

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

ángulo de fase.

MATERIAL NECESARIO

Instrumentos

Multímetro Digital

Generador de funciones

Osciloscopio

Resistores

1 de 3.3 kΩ, ½ W, 5%

Inductores

1 de 47 mH

1 de 100 mH

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.

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.

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.

INDUCTOR 47mH

VR = 1.55v

VI = 0.748v

Corriente

IR=VRR→1,55V3,24K

IT = 0.47 mA

Reactancia Inductiva

Val Teórico

Val Medido

Resistencia

3,3k 3,24k

Inductor 47mH 51mHVoltaje 5v p-p 4,96v p-p

Frecuencia 5 Khz 5 Khz

X l=v lIl→0,748 v0,47mA

Xl = 1558.3 Ω

Impedancia del Circuito

Ley de Ohm

ZT=V TI T→1,738V0,47mA

Zt = 3697,8Ω

Z=2√R2+X L2→√3,24k 2+1558,32→√12925898,9

Z = 3595,2

Angulo de Fase

Φ=tan−1 XlR→ tan−1 1558,3

3,24k

Φ = 25,68°

Z= Rcosφ

= 3,24Kcos25,68 °

Z = 3595,1

INDUCTOR 100mH

VR = 1,212 v

VI = 1,24 v

Corriente

IR=VRR→1,212V3,24K

IT = 0,37 mA


X l=v lIl→

1,24 v0,37mA

Xl = 3351,3 Ω


Ley de Ohm

ZT=V TI T→1,738V0,37mA

Zt = 4697,3Ω

Z=2√R2+X L2→√3.24k 2+3351.32→√21728811,6

Val Teórico

Val Medido

Resistencia

3,3k 3,24k

Inductor 100mH 101mHVoltaje 5v p-p 5.04v p-p


Z = 4661,4

Angulo de Fase


3.24k

Φ = 45,96°

Z= Rcosφ

= 3.24Kcos 45,96 °

Z = 4660,8

Tabla 1. Verificacion de la formula de la impedancia para un circuito RL

Valor del Inductor mH Vent

Vp-p

Voltaje en el

Resistor

Voltaje en el

Inductor

CorrienteReactancia Inductiva



Nominal Medido

47 51 4,96 1,55v 0,748v 0,47mA 1591,4Ω 3697,8Ω 3595,2Ω

100 101 5,04 1,121v 1,24v 0,37mA 3351,3Ω 4697,3Ω 4661,4Ω

Tabla 2. Determinacion del angulo de fase y la impedancia

Valor del Inductor mH Reactancia

inductivaTan φ

Angulo de fase

Impedancia

NominalMedid

o

47 51 159,4Ω 0,48mA 25,69° 3595,1Ω

100 101 335,3Ω 1,03mA 45,96° 4660,8Ω

PROCEDIMIENTO 2

Objetivos

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

2. 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

V=√V R2 +V L

2

V R=V∗RZ

V L=v∗X LZ

MATERIAL NECESARIO

Instrumentos

Osciloscopio de doble traza Multímetro Digital Generador de funciones

Resistores (½ W, 5%)

1 de 1 kΩ 1 de 3.3 kΩ

Inductores

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.

3. 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.

4. 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.

5. Ajuste los controles NIVEL (LEVEL) y PENDIENTE (SLOPE) del osciloscopio de

modo que VR1llene la retícula con un ciclo completo. La mayoría de los

osciloscopios tienen 10 divisiones de ancho y un ciclo completo ocurre en 360°. Si

la pantalla tiene 10 divisiones, a cada división le corresponderán 36°.

6. Con el selector de MODO (MODE) vertical puesto en DUAL-ALT mida el

desfasamiento resultante entre la corriente del circuito (representada por la onda

senoidal VR1) y el voltaje de entrada (Vent). Anote los resultados en la tabla 3,

Renglón de 3.3kΩ.

7. Repita los pasos del 2 al 6 con el resistor de 1kΩ en lugar del de 3.3kΩ.

8. Mida la caída de voltaje en el resistor de 1kΩ (VR) y en el inductor (VL). Escriba

estos valores en la tabla 4, renglón de 1kΩ. apague el osciloscopio y el generador

de funciones.

9. Calcule la corriente por el circuito mediante la ley de Ohm con los valores

medidos de VR y R. anote su respuesta en la tabla 4 para el resistor de 1kΩ.

10. Calcule la reactancia inductiva, XL, del inductor según la ley de Ohm para

inductores con el valor medido de VL y el valor calculado de I. Registre su

respuesta en la tabla 4.

11. Con el valor de XL calculado en el paso 10 y el valor medido de R, calcule el ángulo de fase φ.

Resistencia 3,3K

Val Teórico

Val Medido

Resistencia

3,3k 3,26k



Angulo de fase ᵩ

∅= dD

∗360 º

∅=0.65

∗360 º

∅ = 43.2º

Corriente

IR=VRR→6.64 V3,26K

I = 2mA


X l=v lIl→6.902v2mA

XL = 3451 Ω

Angulo de Fase

Φ=tan−1 XlR→ tan−1 3451

3.26k

Φ = 46.6°

Voltaje Aplicado

V=√V R2 +V l

2

V=√6.642+6.9022

V = 9,57 V

Resistencia 1k

Angulo de fase ᵩ

∅= dD

∗360 º

∅=15∗360 º

∅ = 72º

Corriente

IR=VRR→2.56V1007

I = 2,54mA


X l=v lIl→

9,22v2,54mA

XL = 3629,9 Ω

Angulo de Fase


1007

Φ = 74.5°

Val Teórico

Val Medido

Resistencia

1k 1007



Voltaje Aplicado

V=√V R2 +V l

2

V=√2,562+9,222

V = 9,56 V

Tabla 3. Uso del osciloscopio para hallar el Angulo fase, en un circuito RL en serie

Resistencia Ancho de la Onda

Senoidal, D

Distancia entre

puntos cero, d

Angulo de faseValor

NominalValor

Medido3,3k 3,26k 5 0,6 43,2º1k 1007 5 1 72º

Tabla 4. Relaciones entre el angulo de fase y el voltaje en un circuito RL en serie

Valor nominal

del resistor

Voltaje Aplicado

Voltaje en el resistor

Voltaje en el Inductor Corriente Reactancia

Angulo de fase

Voltaje Aplicado

3,3k 10v 6,64v 6,902v 2mA 3451 46,6º 9,57v

1k 10v 2,56v 9,22v 2,54mA 3629,9 74,5º 9,56v

PROCEDIMIENTO 3

Objetivos

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

Z=√R2+XC2

2. Estudiar las relaciones entre impedancias, resistencia, reactancia capacitiva y

ángulo de fase.

MATERIAL NECESARIO

Instrumentos

Multímetro Digital



1 de 2 kΩ, ½ W, 5%

Capacitores

1 de 0.033 μF

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 tabla 5.

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

el circuito de la figura 3.

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.

4.

Mida los valores de Vpp en el resistor y el capacitor. Recuerde que para medir en

C1en el osciloscopio debe usar el modo ADD y el botón INVERT. Registre estos

valores en la tabla 5.

5. Con el voltaje medido en R1 y el valor de su resistencia, calcule y registre la

corriente por el circuito en serie. Dado que el resistor y el capacitor están en serie,

la corriente calculada para R1 es la misma que para C1.

6. Calcule y registre el valor de la reactancia capacitiva de C1 mediante la fórmula

También calcule y registre, a partir de la caída de voltaje medida en el capacitor y

de su corriente en serie, la reactancia capacitiva de C1.

7. Después utilice la ley de Ohm y la ecuación de la reactancia en serie (tabla 5)

para calcular la impedancia del circuito. Registre ambos valores en la tabla 5.

8. Sustituya el capacitor de 0.033 μF, medido en el paso 1, por el de 0.1 μF.

9. Repita los pasos del 3 al 7 y anote todos los valores en el renglón respectivo de

0.1 μF de la tabla 5.

10. A partir de los valores de impedancia de la tabla 5 (calculados mediante Vc/Ic),

calcule el ángulo de fase, y la impedancia con las relaciones del ángulo de fase.

Llene la tabla 6 para los capacitores de 0.033 μF y 0.1 μF.

11. En el espacio bajo la tabla 6 trace los diagramas fasoriales de impedancia para

los circuitos respectivos. Si los lados de los triángulos se trazan a cierta escala, los

ángulos de la impedancia serán más claros.

Capacitor 0.033µF

Corriente

Val Teórico

Val Medido

Resistencia

2k 1984

Capacitor 0.033µF 0.035µFVoltaje 10v p-p 9.84v p-p


IR=VRR→4.2V2k

I = 2,1mA

Reactancia Capacitiva

W=2∗π∗1kHz

W = 6283,1

Xc= 1C∗w

Xc= 10.035 μF∗6283,1

Xc = 4547,3


XC=vCIC→8,89v2,1mA

Xc = 4233,3 Ω


Ley de Ohm

ZT=V TI T→

10V2,1mA

Zt = 4761,9Ω

Z=2√R2+XC2→√19842+4233,32→√21857084,9

Z = 4675,1Ω

Angulo de Fase

Φ=tan−1 XcR→ tan−1 4233,3

1986

Φ = 64,86°

Z= Rcosφ

= 1986cos64.86 °

Z = 4674,8

Capacitor 0.033µF

Corriente

IR=VRR→7.8V2k

I = 3,9mA


W=2∗π∗1kHz

W = 6283,1

Xc= 1C∗w

Xc= 10.0816 μF∗6283,1

Xc = 1950,4


Val Teórico

Val Medido

Resistencia

2k 1984



XC=vCIC→

5,9v3,9mA

Xc = 1512,8 Ω


Ley de Ohm

ZT=V TI T→

10V3,9mA

Zt = 2564,1Ω

Z=2√R2+XC2→√19842+1512,82→√6224819,8

Z = 2494,9Ω

Angulo de Fase


1986

Φ = 37,29°

Z= Rcosφ

= 1986cos37,29 °

Z = 2496,2

Valor del CapacitorVent Vp-p

Voltaje en el

Resistor

Voltaje en el

Capacitor

Corriente Calculad

a



Impedancia del

circuito

Impedancia del CircuitoValor

NominalValor

Medido0,033µF 0,035µF 10v 4,2v 8,89v 2,1mA 4547 4233,3 4761,9 4675,1

0,1µF 0,0816µF

10v 7,8v 5,9v 3,9mA 1950,4 1512,8 2564,1 2494,9

Valor del Capacitor Reactancia capacitiva

Tan ᶿ = Xc/R Angulo de fase

ImpedanciaNominal Medido0,033µF 0,035µF 4233,3 2,13 64,86° 4674,7

0,1µF 0,0816µF 1512,8 0,76 37,29° 2496,2

PROCEDIMIENTO 4

Objetivos

1. Medir el ángulo de fase entre el voltaje aplicado, V, y la corriente, I, en un

circuito RC serie.

2. 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

V=√V R2 +V C

2

V R=V∗RZ

V L=v∗XCZ

MATERIAL NECESARIO

Instrumentos

Osciloscopio de doble traza

Multímetro Digital



1 de 1 kΩ

1 de 6.8 kΩ

Capacitores

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

3. Encienda el generador de funciones y con el canal 1 del osciloscopio ajuste su

salida en 10 Vpp a una frecuencia de 1kHz. Ajuste los controles del osciloscopio

para desplegar un ciclo completo que ocupe la retícula en forma horizontal.

4. Para la entrada de disparo debe seleccionarse el canal 2. En un circuito en serie

la corriente es la misma en todo el circuito. Por tanto, en un circuito en serie la

corriente se usará como línea de referencia o de base (0°) cuando se hagan las

mediciones y se dibujen los diagramas fasoriales. La caída de voltaje en R1 se

debe a la corriente que fluye por ella.

5. Ajuste los controles de NIVEL (LEVEL) y PENDIENTE (SLOPE) del osciloscopio

de modo que VR1 cubra la retícula con un ciclo completo. La mayoría de los

osciloscopios tienen 10 divisiones horizontales y un ciclo completo ocurre en 360°.

Si el despliegue se ajusta a 10 divisiones, en el osciloscopio habrá 36°/div.

6. Con el selector de MODO (MODE) vertical puesto en DUAL-ALT, mida el

desfasamiento que resulta entre la corriente del circuito (representada por la onda

VR1) y el voltaje de entrada (Vent ). Registre los resultados en la tabla 7, renglón 1

kΩ. Apague el osciloscopio y el generador de funciones.

7. Repita los pasos del 2 al 6 con el resistor de 6.8 kΩ. No apague el generador de

funciones.

8. Mida la caída de voltaje en el resistor de 6.8 kΩ (VR) y en el capacitor (Vc).

Registre estos valores en la tabla 8, renglón 6.8 kΩ. Apague el generador de

funciones.

9. Calcule la corriente en el circuito para cada valor de V mediante la ley de Ohm

con los valores medidos de VR y R. Registre sus respuestas en la tabla 45-2 para

el resistor de 6.8 kΩ.

10. Calcule la reactancia capacitiva, XC del capacitor con la ley de Ohm para

capacitores con el valor medido de VC y el valor calculado de I. Registre sus

respuestas en la tabla 8 para el resistor de 6.8 kΩ.

11. A partir de los valores calculados de XC en el paso 10 y el valor medido de R,

calcule el ángulo de fase , para cada valor de Vpp.

Resistencia 1K

Angulo de fase ᵩ

∅= dD

∗360 º

∅= 625

∗360 º

∅ = 86,4º

Val Teórico

Val Medido

Resistencia

1k 1,032k



Corriente

IR=VRR→1.132V1K

I = 1,13mA


X c=vcI c→7,921v1,13mA

Xc = 6997,3 Ω

Angulo de Fase


1k

Φ = 81,86°

Voltaje Aplicado

V=√V R2 +V l

2

V=√1,1322+7,9212

V = 8.0 V

Resistencia 6,8K

Angulo de fase ᵩ

∅= dD

∗360 º

Val Teórico

Val Medido

Resistencia

6,8k 6,9k



∅=2,525

∗360 º

∅ = 36º

Corriente

IR=VRR→6,506V6,8K

I = 0,95mA



Xc = 5360 Ω

Angulo de Fase

Φ=tan−1 XcR→ tan−1 5360

6,8k

Φ = 81,86°

Voltaje Aplicado

V=√V R2 +V l

2

V=√6,5062+5,0922

V = 8.26 V

Tabla 7 Uso del osciloscopio para hallar el angulo de fase, en un circuito RC serie

Resistencia Ancho de la Onda

Senoidal, D

Distancia entre

puntos cero, d

Angulo de faseValor

NominalValor

Medido1k 1,032k 25 6 86,4º

6,8k 6,9k 25 2,5 36º

Tabla 8 Angulo de fase, y relaciones de voltaje en un circuito RC serie

Valor nominal

del resistor

Voltaje Aplicado

Voltaje en el resistor

Voltaje en el Inductor Corriente Reactancia

Angulo de fase

Voltaje Aplicado

1k 9,2v 1,132v 7,921v 1,13mA 6997,3 81,86º 8,0v

6,8k 9,2v 6,506v 5,092v 0,95mA 5360 38,2º 8,26v

PROCEDIMIENTO 5

Objetivos

1. Diferenciar Potencia real de potencia aparente en circuitos AC

2. Medir la potencia en un circuito AC

MATERIAL NECESARIO

Instrumentos

Osciloscopio de doble traza

Multímetro Digital

Amperímetro de 0 – 25 mA o un segundo MMD con escalas de

amperímetro de CA

Fuente de alimentación

Resistor (½ W, 5%)

1 de 100 Ω, 5 W

Capacitores

1 de 5 μF o 4.7 μF, 100 V

1 de 10 μF, 100 V

Otros

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.

A3. 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.

A4. 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.

A5. Con S1 abierto y la fuente en su voltaje de salida menor, conecte el capacitor

de 10 Μf en serie con el resistor de 100 Ω.

A6. 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.

A7. Repita el paso A4 para el circuito en serie de 100 Ω / 10 μF. Registre sus

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

B. Determinación del factor de potencia con un osciloscopio

B1. Conecte el osciloscopio de doble traza al circuito RC en serie, como en la

figura 6. La fuente debe estar en su voltaje de salida menor. El selector de disparo

debe ponerse en EXT.

B2. Cierre S1. Aumente la salida de la fuente a 10V rms. El canal 1 es el de

referencia de voltaje; encienda el osciloscopio. Ajuste sus controles de modo que

una sola onda senoidal, de unas 6 divisiones de pico a pico, ocupe el ancho de la

pantalla. Utilice los controles vertical y horizontal para centrar la onda en la

pantalla.

B3. Cambie al canal 2, que es el canal de corriente. Ajuste los controles de forma

que una sola onda senoidal, de unas 4 divisiones de pico a pico, ocupe el ancho

de la pantalla. Use el control vertical para centrar la onda de manera vertical. No

utilice el control horizontal.

B4. Ponga el osciloscopio en el modo de doble canal. Las señales de los canales

1 y 2 deben aparecer juntas. Observe donde las curvas cruzan el eje horizontal (x)

. Estos son

los puntos cero de las dos ondas senoidales. Con una escala en centímetros mida

con precisión la distancia horizontal, d, entre los dos picos positivos o negativos de

las ondas senoidales. Compruebe su medición midiendo la distancia entre los

puntos cero correspondientes a las dos ondas (figura 6). Registre la medición en la

tabla 10 en el renglón de 5 μF. También mida la distancia, D, de 0 a 360° de la

onda senoidal de voltaje. Registre el valor en la tabla 10 para el resistor de 100 Ω.

Apague el osciloscopio; abra S1; desconecte el capacitor de 5 μF.

B5. Con la formula de la figura 7 calcule el ángulo de fase, 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.

B6. Reemplace el capacitor de 5 μF por uno de 10 μF en el circuito de la figura 6.

B7. Cierre S1. Repita los pasos del B3 al B5 para el capacitor de 10 μF. Después

de la última medición, apague el osciloscopio, 5 μF, abra, S1 y desconecte el

osciloscopio del circuito.

B8. Repita el paso B5 para el circuito serie de 10 μF y 100 Ω.

PROCEDIMIENTO 6

Objetivos

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

MATERIAL NECESARIO

Instrumentos

Multímetro Digital


Resistor

1 de 2 kΩ, ½ W, 5%

Capacitor

1 de 0.022 μF

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.

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.

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 tabla 11.

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 11.

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.

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

como en la figura 8c.

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.

RL

VR = 3,960 v

VL = 7,072 v

Corriente

IR=VRR→3,960V2K

IT = 1,98 mA


X l=v lIl→7,072v1,98mA

Val Teórico

Val Medido

Resistencia

2k 2k

Inductor 100mH 100mHVoltaje 10v p-p 10v p-p


Xl = 3571,7 Ω


Ley de Ohm

ZT=V TI T→

10V1,98mA

Zt = 5050,5Ω

Z=2√R2+X L2→√2k2+3571,72→√16757040,8

Z = 4093,5

RLC

Val Teórico

Val Medido

Resistencia

2k 2k

Inductor 100mH 100mHCapacitor 0,022µF 0,022µF

Voltaje 10v p-p 10v p-pFrecuencia 5 Khz 5 Khz

VR = 7.11 v

VL = 11,68 v

VC = 5,42

Corriente

IR=VRR→7.11V2K

IT = 3,5 mA


X l=v lIl→11,68 v3,5mA

Xl = 3337.1 Ω



Xc = 1548,5 Ω


Ley de Ohm

ZT=V TI T→

10V3,5mA

Zt = 2857,1Ω

Z=2√R2+X L2→√2k2+(3337,1−1548,5)2→√7199089,9

Z = 2683,1

RC

Val Teórico

Val Medido

Resistencia

2k 2k

Capacitor 0,022µF 0,022µFVoltaje 10v p-p 10v p-p


VR = 8,14 v

VC = 5,82 v

Corriente

IR=VRR→8,14V2K

IT = 4,07 mA


X c=vcI c→

5,82v4,07mA

Xc = 1429,9 Ω


Ley de Ohm

ZT=V TI T→

10V4,07mA

Zt = 2457,0Ω

Z=2√R2+X L2→√2k2+(−1548,5)2→√6397852.2

Z = 2529,3 Ω

Tabla 11 Determinación de la impedancia de un circuito RLC serie

Circuito

ComponenteVoltaje Voltaje en

Resistor

Voltaje en

Inductor

Voltaje en

CapacitorCorriente

Reactancia Impedancia

R L C Ind Cap Ley Ohm

Raiz

RL 2k 100 x 10 3,960v 7,072 x 1,98mA 3,5k x 5050,5 4094RLC 2k 100 0,02 10 7,11v 11,68 5,42 3,5mA 3337 1548 2857 2683RC 2k x 0,02 10 8,14v x 5,82 4,07mA x 1430 2457 2529

PROCEDIMIENTO 7

Objetivos

1. 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


Osciloscopio

Resistores

1 de 2 kΩ, ½ W

1 de 10 kΩ, ½ W

Capacitor

1 de 0.022 μF

Inductor

Inductor de 100 mH

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.

CONCLUSIONES

Date post:	01-Dec-2015
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