Practica fisica 3
Páginas: 13 (3089 palabras)
Publicado: 23 de noviembre de 2011
Instituto Politécnico Nacional.
UPIICSA.
Circuitos de corriente alterna y resonancia en un circuito RCL.
Practica #12.
Secuencia 3IM15.
Fecha de realización: 19 de Mayo del 2009.
Fecha de entrega: 26 de Mayo del 2009.
Alumno: Valencia Rico Rubén.
Profesor: Velasco Clímaco Jesús Artemio.
INTRODUCCIÓN.
En corriente alterna aparecen dos nuevos conceptos relacionados conla oposición al paso de la corriente eléctrica. Se trata de la reactancia y la impedancia. Un circuito presentará reactancia si incluye condensadores y/o bobinas. La naturaleza de la reactancia es diferente a la de la resistencia eléctrica. En cuanto a la impedancia decir que es un concepto totalizador de los de resistencia y reactancia, ya que es la suma de ambos. Es por tanto un concepto másgeneral que la simple resistencia o reactancia.
El más simple y sencillo:
Empezaremos con un circuito formado por una resistencia alimentada por una fuente de tensión alterna senoidal:
La tensión vg tendrá un valor instantáneo que vendrá dado en todo momento por
En corriente alterna la oposición al paso de la corriente eléctrica tiene dos componentes, una real y otraimaginaria. Dicha oposición ya no se llama resistencia sino impedancia, Z. La impedancia se expresa mediante un número complejo, por ejemplo de la forma a + jb, siendo a la parte real del número complejo y b su parte imaginaria. Pues bien, una resistencia presenta una impedancia que sólo tiene componente real, ya que la su componente imaginaria es de valor cero. Tendremos entonces que en el caso que nosocupa la impedancia total del circuito será igual al valor que presente la resistencia R, ya que no existe ningún otro elemento en el circuito. Así pues:
Tras lo visto, podemos calcular el valor de la corriente i que circula por el circuito aplicando la Ley de Ohm:
Tenemos pues que i será, al igual que la tensión vg, de tipo alterna senoidal.
El condensador en corriente alterna:
Elcircuito base para el estudio del condensador en corriente alterna es el siguiente:
En este circuito el condensador presentará una oposición al paso de la corriente alterna. Dicha oposición se llama reactancia capacitiva. Este tipo de oposición al paso de la corriente eléctrica es de carácter reactivo, entendiendo tal cosa como una "reacción" que introduce el condensador cuando la tensión que sele aplica tiende a variar lentamente o nada. Cuando el condensador está totalmente descargado se comporta como un cortocircuito. Cuando está totalmente cargado como una resistencia de valor infinito. Para valores intermedios de carga se comportará como una resistencia de valor intermedio, limitando la corriente a un determinado valor. Como en corriente alterna el condensador está continuamentecargándose y descargándose, mientras más lentamente varíe la tensión (frecuencia baja) más tiempo estará el condensador en estado de casi carga que en estado de casi descarga, con lo que presentará de media una oposición alta al paso de la corriente. Para variaciones rápidas de la tensión (frecuencias altas) el efecto será el contrario y por tanto presentará una oposición baja al paso de lacorriente. Podemos decir, por tanto, que la naturaleza de este tipo de oposición es de carácter electrostático: la carga almacenada en el condensador se opone a que éste siga cargándose y esta oposición será mayor cuanto más carga acumule el condensador.
El circuito presentará una impedancia al paso de la corriente alterna dada por:
donde Xc es la reactancia capacitiva que se calcula así:Como puede apreciarse, la impedancia que presenta un condensador sólo tiene componente imaginaria o reactiva. ¿Qué podemos decir de la corriente que circula por el circuito? Partamos de la conocida expresión que relaciona la tensión en extremos de un condensador, su capacidad eléctrica y el valor de la carga que almacena dicho condensador:
La tensión en extremos del condensador será vg, con...
UPIICSA.
Circuitos de corriente alterna y resonancia en un circuito RCL.
Practica #12.
Secuencia 3IM15.
Fecha de realización: 19 de Mayo del 2009.
Fecha de entrega: 26 de Mayo del 2009.
Alumno: Valencia Rico Rubén.
Profesor: Velasco Clímaco Jesús Artemio.
INTRODUCCIÓN.
En corriente alterna aparecen dos nuevos conceptos relacionados conla oposición al paso de la corriente eléctrica. Se trata de la reactancia y la impedancia. Un circuito presentará reactancia si incluye condensadores y/o bobinas. La naturaleza de la reactancia es diferente a la de la resistencia eléctrica. En cuanto a la impedancia decir que es un concepto totalizador de los de resistencia y reactancia, ya que es la suma de ambos. Es por tanto un concepto másgeneral que la simple resistencia o reactancia.
El más simple y sencillo:
Empezaremos con un circuito formado por una resistencia alimentada por una fuente de tensión alterna senoidal:
La tensión vg tendrá un valor instantáneo que vendrá dado en todo momento por
En corriente alterna la oposición al paso de la corriente eléctrica tiene dos componentes, una real y otraimaginaria. Dicha oposición ya no se llama resistencia sino impedancia, Z. La impedancia se expresa mediante un número complejo, por ejemplo de la forma a + jb, siendo a la parte real del número complejo y b su parte imaginaria. Pues bien, una resistencia presenta una impedancia que sólo tiene componente real, ya que la su componente imaginaria es de valor cero. Tendremos entonces que en el caso que nosocupa la impedancia total del circuito será igual al valor que presente la resistencia R, ya que no existe ningún otro elemento en el circuito. Así pues:
Tras lo visto, podemos calcular el valor de la corriente i que circula por el circuito aplicando la Ley de Ohm:
Tenemos pues que i será, al igual que la tensión vg, de tipo alterna senoidal.
El condensador en corriente alterna:
Elcircuito base para el estudio del condensador en corriente alterna es el siguiente:
En este circuito el condensador presentará una oposición al paso de la corriente alterna. Dicha oposición se llama reactancia capacitiva. Este tipo de oposición al paso de la corriente eléctrica es de carácter reactivo, entendiendo tal cosa como una "reacción" que introduce el condensador cuando la tensión que sele aplica tiende a variar lentamente o nada. Cuando el condensador está totalmente descargado se comporta como un cortocircuito. Cuando está totalmente cargado como una resistencia de valor infinito. Para valores intermedios de carga se comportará como una resistencia de valor intermedio, limitando la corriente a un determinado valor. Como en corriente alterna el condensador está continuamentecargándose y descargándose, mientras más lentamente varíe la tensión (frecuencia baja) más tiempo estará el condensador en estado de casi carga que en estado de casi descarga, con lo que presentará de media una oposición alta al paso de la corriente. Para variaciones rápidas de la tensión (frecuencias altas) el efecto será el contrario y por tanto presentará una oposición baja al paso de lacorriente. Podemos decir, por tanto, que la naturaleza de este tipo de oposición es de carácter electrostático: la carga almacenada en el condensador se opone a que éste siga cargándose y esta oposición será mayor cuanto más carga acumule el condensador.
El circuito presentará una impedancia al paso de la corriente alterna dada por:
donde Xc es la reactancia capacitiva que se calcula así:Como puede apreciarse, la impedancia que presenta un condensador sólo tiene componente imaginaria o reactiva. ¿Qué podemos decir de la corriente que circula por el circuito? Partamos de la conocida expresión que relaciona la tensión en extremos de un condensador, su capacidad eléctrica y el valor de la carga que almacena dicho condensador:
La tensión en extremos del condensador será vg, con...
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