Circuitos Monofasicos

laboratorio

COMPORTAMIENTO DE CIRCUITOS MONOFASICOS EN CORRIENTE ALTERNA R-L Y R-L-C SERIE, PARALELO, MIXTOS. RESONANCIA. LEYES DE OHM Y KIRCHHOFF

UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELECTRICA

* Determinar la magnitud y fase de los voltajes y corrientes en un circuito R-L-C serie y paralelo
* Comprobar experimentalmente la ley de ohm en circuitos de corrientealterna, aplicando el concepto de fasor
* Demostrar fasorialmente y en forma practica las leyes de Kirchhoff
* Verificar el desfase de las señales de tensión de cada uno de los circuitos propuestos empleando el osciloscopio

CONCEPTOS TEORICOS

LEY DE OHM EN CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA
La intensidad de corriente que circula por un circuito de C. A. es directamente proporcional a latensión V aplicada, e inversamente proporcional a la Impedancia Z.
La impedancia Z es la dificultad que pone el circuito al paso de la corriente alterna debido a elementos pasivos como: una resistencia R, una bobina L o un condensador C. Por otra parte, existen elementos activos que también oponen dificultad al paso de la corriente como: los motores, los transformadores.

MAGNITUD Y FASE DEVOLTAJE Y CORRIENTE EN LOS ELEMENTOS DE UN CIRCUITO DE CORRIENTE ALTERNA
La magnitud y fase del voltaje y la corriente en cada uno de los elementos se halla con la ley de Ohm
V= I * Z
Siendo Z la impedancia correspondiente al elemento, y teniendo en cuenta que de esta ecuación podemos obtener dos ecuaciones, una correspondiente a las magnitudes y otra correspondiente a su ángulo de fase; en loselementos de los circuitos encontramos las siguientes relaciones:
1. RESISTENCIA
En la resistencia el voltaje y la corriente están en fase, es decir que la fase en una resistencia equivale a 0
2. INDUCTOR
En el inductor la corriente se atrasa al voltaje 90º, por eso la fase del inductor corresponde a 90º
3. CAPACITOR
En el capacitor la corriente se adelanta al voltaje en 90º, por esola fase del inductor corresponde a -90º
LEYES DE KIRCHHOFF EN CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA
Ley de corrientes de Kirchhoff:
En cualquier nodo, la suma de las corrientes que entran en ese nodo es igual a la suma de las corrientes que salen. De forma equivalente, la suma de todas las corrientes que pasan por el nodo es igual a cero.I1+I2+I3=0V1/Z1+ V2/Z2+ V3/Z3=0 |
Ley de voltajes de Kirchhoff:En un lazo cerrado, la suma de todas las caídas de tensión es igual a la tensión total suministrada. De forma equivalente, la suma algebraica de las diferencias de potencial eléctrico en un lazo es igual a cero.Así: V-V1-V2-V3=0Teniendo en cuenta que V=I*R |

CIRCUITO 1

Tipo de circuito | Circuito L |   |   |   |
Elemento | Voltaje V |   | Corriente A |   |
  | Medido | Calculado |Medida | Calculada |
Fuente con carga | 118,4 | 120 | 1.93 | 2.39 |
L1= 133mH | 118,3 | 120 | 1,93 | 2,39 |
|   |   |   |   |
I total |   1.93 |

Simulación

Notamos como la corriente se atrasa al voltaje en 90 grados lo cual corresponde a la teoría

CIRCUITO 2

Tipo de circuito | Circuito C |   |   |   |
Elemento | Voltaje |   | Corriente |   |
  | Medido | Calculado | Medida| Calculada |
Fuente con carga | 121,4 | 120 | 1.89 | 2.21 |
C1= (49 – 46,2)µF | 121.4 | 120 | 1,89 | 2,21 |
I total |   1.89 |

Simulación

Podemos observar como la corriente se adelanta al voltaje en 90 grados lo cual sucede en los circuitos puramente capacitivos

CIRCUITO 3

Tipo de circuito | Circuito R-C |   |   |   |   |   |
Elemento | Voltaje |   | Corriente |   | Desfase |  |
  | Medido | Calculado | Medida | Calculada | Medido | Calculado |
Fuente con carga | 119,9 | 120 | 1.57 | 1.78 | Fuente-Capacitor | |
R1= (40 - 39)Ω | 61,4 | 71,2 | 1,57 | 1,78 | 37 | 36.47 |
C1= (49 - 46,2)µF | 102,2 | 94,6 | 1,57 | 1,78 | Fuente-Resistencia | |
| | | | | 52.76 | 53.53 |
| | | | | Resistencia-Capacitor | |
| | | | | 87.90 | 90 |
I total |...