Relaciones Escalares y Complejas En Circuitos Lineales

Facultad de Ingeniería Mecánica Laboratorio de Circuitos Eléctricos II – 2010

RELACIONES ESCALARES Y COMPLEJAS EN CIRCUITOS ELECTRICOS LINEALES AC

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INDICE

Objetivos

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Fundamento Teórico

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Circuito R-L-C en corriente alterna

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El condensador en corriente alterna

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La bobina en AC7

Circuito R-C en AC

8

Circuito R-L en AC

10

Circuito R-L-C en AC

11

Resonancia en circuitos serie R-L-C

12

Resonancia en circuitos paralelo R-L-C

14

Materiales y equipos

15

Procedimiento

16

Cuestionario

22

Recomendación

28

Observaciones

28

Conclusiones

29

Bibliografía

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Hoja de Datos

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OBJETIVOS

1) Determinar experimentalmente la variación de la intensidad y el voltaje a través de los elementos R-L-C, al aplicarles un voltaje alterno sinusoidal.

2) Observar como afecta la variación de un elemento del circuito (R o C), al valor de la intensidad de la corriente para diferentes circuitos.

3) Verificar elcumplimiento de la segunda ley de Kirchoff en cada uno de los circuitos empleados.

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FUNDAMENTO TEÓRICO CIRCUITOS RLC EN CORRIENTE ALTERNA [1]
Circuitos básicos, formados por resistencias (R), condensadores (C) y bobinas (L), cuando se alimentan por una fuente de tensión alterna senoidal. En corriente alterna aparecendos nuevos conceptos relacionados con la 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 deambos. Es por tanto un concepto más general 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:

Fig. 1 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 doscomponentes, una real y otra imaginaria. 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. Tendremosentonces que en el caso que nos ocupa 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. Además, como el argumentode la función seno es el mismo en ambos casos, la corriente i estará en fase con la tensión vg:

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Fig. 2 El condensador en corriente alterna: El circuito base para el estudio del condensador en corriente alterna es el siguiente:

Fig. 3 En este circuito el condensador presentará una oposición al paso de lacorriente alterna. Dicha oposición se llama reactancia capacitiva. ¿Cuál es la naturaleza de la 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 se le aplica tiende a variar lentamente o nada. Cuando el condensador está totalmente descargado se...