geologia estructural

Contenido






OBJETIVOS

Observar las oscilaciones electromagnéticas sub amortiguadas en un circuito RCL.

Observar la variación de la amplitud de la corriente en un circuito RCL cuando es conectado a una fuente de voltaje alterno de frecuencia variable.


Usar ambos fenómenos para medir la inductancia de la bobina.















FUNDAMENTO TEORICO

1.OSCILASCIONES ELECTROMAGNETICAS
Observe el circuito de la figura 1a. Suponga que la bobina es ideal, es decir, de resistencia cero. Si el condensador esta inicialmente cargado y en el instante t = 0, el interruptor S se conecta al punto 2, obtendremos que la carga del condensador variará en función del tiempo de acuerdo a la ecuación:Respecto al circuito de la figura 2a, como ya sido estudiado en el experimento carga y descarga de un circuito RC, si el condensador esta inicialmente cargado y en el instante t = 0 el interruptor S se conecta al punto 2, se obtendrá que la variación de la carga con respecto al tiempo está dada por la ecuación:FIGURA2a



En la figura 3a se muestra uncircuito RLC en serie. Suponiendo que el condensador esta inicialmente cargado y en el instante t = 0 el interruptor S es conectado al punto 2. Dependiendo de los valores relativos de la resistencia R, la inductancia L y la capacitancia C, el comportamiento de la carga en función del tiempo puede ser:

FIGURA 3a

1. Oscilaciones subamortiguadas (Si R < ):






2. Oscilaciones conamortiguamiento crítico ( Si R =



3. Oscilaciones sobreamortiguadas (Si R > ):




La figura 3b muestra el comportamiento de la carga en función del tiempo en oscilaciones subamortiguadas que es el único caso que nos proponemos analizar experimentalmente en esta sesión de laboratorio.
De la figura (3b) y de la ecuación (35.3) puede verse que:FIGURA 3b

Si un voltaje que varía con el tiempo en forma de onda cuadrada de periodo T es conectada al circuito RLC como se muestra en la figura 4a y si el periodo de la onda cuadrada es mucho mayor que , entonces, el condensador estará sometido a procesos periódicos de carga y descarga. La función Q vs t quedará representada por una gráfica de la forma mostrada en la figura 4b.FIGURA 4b
2. OSCILASCIONES FORZADAS Y RESONANCIA
Si un voltaje senoidal de la forma:


Es conectado a un circuito RLC como se muestra en la figura 5a, la corriente del circuito después de algún intervalo de tiempo t >> 2 se tendrá una corriente senoidal en el circuito y en particular a través de la resistencia.Donde la amplitud de la corriente en función de la amplitud de voltaje es:





Puede verse inmediatamente que, si variamos la frecuencia del voltaje alterno, la amplitud tendrá un valor máximo cuando:





La amplitud máxima de la corriente será:





PROCEDIMIENTO
Primera Parte: Oscilaciones Subamortiguadas
Monte el circuito de la figura 4a. Use la salida deonda cuadrada de menor impedancia








FIGURA 4a
Observe la dependencia respecto del tiempo de la carga del condensador, para ello coloque el control 21 en canal 1(CHA o CH1).



Para obtener esta grafica debió variarse la frecuencia hasta que esta se vuelva constante




Variando la frecuencia de la onda cuadrada entre unos kHz y cientos de kHz, trate de obtener un gráfico...