circuito RC-RCL estado estacionario

República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular Para la Educación Superior
Universidad Nacional Experimental Marítima del Caribe
Ingeniería Marítima
Laboratorio de física II
Sección: “A”







Circuitos RC–RCL estado estacionario





Integrantes:
Profesor: José A Ramírez S Contreras Erik
Lucena Anderson
Martínez JohanaMartínez Oscar







Catia la Mar, Diciembre de 2014
Circuitos RC/RCL estado estacionario
Objetivos
1. Medir la respuesta en frecuencia de la amplitud y la fase del voltaje en un condensador dentro de un circuito RC en serie.
2. Resolver completamente un circuito RC en serie a fin de comparar los resultados con los valores experimentales de lascantidades físicas correspondientes.
3. Medir la respuesta en frecuencia de la amplitud y la fase de la corriente en un circuito RLC en serie.
4. Determinar la frecuencia de resonancia y el factor de calidad en un circuito RLC en serie.
5. Resolver completamente un circuito RLC en serie a fin de comparar los resultados con los valores experimentales de las cantidades físicas correspondientes.MARCO TEÓRICO
Estado Estacionario: Es independiente de las condiciones iniciales, y es el que permanece, después de desaparecer el estado transitorio. Los componentes almacenadores de energía (Bobinas y Condensadores) llegaron a su valor de carga máxima, que en caso de que ocurra algún fenómeno externo no se volverán a descargar nuevamente, es decir, la corriente en el circuito es cero.Frecuencia Natural: La cualidad de los circuitos RLC radica en que su respuesta depende de la frecuencia. Un caso particular es cuando el circuito RLC entra en resonancia, esto sucede cuando se comporta como un resistivo puro, o fasorialmente nos encontramos que la corriente en el circuito y la diferencia de tensión que la genera están en fase. Este caso particular corresponde a un solo valor defrecuencia y se la denomina frecuencia de resonancia natural (ω0), y en un circuito RLC serie depende de la siguiente expresión:


Frecuencia de resonancia natural:
Siendo L la inductancia del circuito y C su capacitancia. Por otra parte, las bobinas generan campos magnéticos que pueden estar afectados por diferentes causas, en nuestro caso con la cercanía entre ellas. La idea principal del experimentoes estudiar el comportamiento para un número finito de circuitos y luego extenderlo en una generalización.

Respuesta en frecuencia de un Circuito RC en serie:
Considere el caso del siguiente circuito:

Haciendo L=0 en la expresión general se obtiene directamente que:
Donde
Entonces donde
Sabiendo que tanto los condensadores como las bobinas poseen un ángulo de desfasaje de 90° y-90° respectivamente, no se puede trabajar directamente con sus valores de magnitud, ya que la resistencia no presenta desfasaje alguno.
La magnitud de la impedancia se denota de la siguiente manera:
Y su ángulo sería
Dando
Entonces

La respuesta de baja frecuencia de este circuito es equivalente a que la resistencia R estuviese en corto circuito,mientras que la respuesta de alta frecuencia es equivalente a que fuese el condensador C el elemento en corto circuito.
Para Bajas Frecuencias:
e
Para Altas Frecuencias:
e

Respuesta en frecuencia de un Circuito RLC en Serie
Considere el caso del siguiente circuito:

En marcado contraste con el circuito RC en serie, observamos que en este caso la amplitud de la corrientetiende a cero tanto para frecuencias muy bajas como para frecuencias muy altas.
La impedancia equivalente del circuito es:
La función tiene un mínimo para:
En esta condición la parte imaginaria se anula y la impedancia se hace igual a la resistencia R, dando por lo tanto un máximo en la amplitud de la corriente:

Frecuencia de Resonancia
El fenómeno en el cual la amplitud de la corriente se hace...