Circuito rc y rlc

Introducción.

Está práctica tiene el propósito de poner en práctica varios métodos que sirven para estudiar el comportamiento de los circuito RC y RLC en su estado transitorio, y al mismo tiempo estudiar como varia la señal al variar el valor de la resistencia, y conocer la importancia en el circuito de la constante de tiempo, frecuencia de resonancia entre otros.
Para hacer este estudio fuenecesario la utilización de él osciloscopio, generador de ondas, voltímetro, cronometro y hacer el montaje de varios circuitos RC y RLC.

Objetivos de la práctica

1. Medir la constante de tiempo capacitiva en circuitos RC.
2. Determinar la carga y energía en un condensador.
3. Explicar el comportamiento de un circuito RC en serie ante una señal cuadrada, observando la señal desalida tanto en el condensador como en la resistencia.
4. Medir la frecuencia angular de resonancia y el tiempo de relajación de un circuito RLC en serie.
5. Determinar la corriente, la variación de la corriente y la energía máxima en una bobina.
6. Medir la resistencia que produce la condición de amortiguamiento crítico.

Parte Experimental.

Experimento #1:

Empezando lapráctica y a pesar de que no fuera indicado en la guía, se debieron realizar una serie de medidas de nuestro tiempo de reacción que sumándolo con la apreciación del cronómetro, daría el error en la medición de la semivida t½ y con este, el error de la constante de tiempo τ. Comparando los valores de τ obtenidos en el punto 1.a) y 1.c) se observa que cuando el condensador es más pequeño (en magnitud) laconstante de tiempo también se hace más pequeña, cosa que es correcta.

Experimento #2:

¿Podría realizarse la medida de t½ con un cronómetro? No se podría. Esto se debe a que si el condensador es muy pequeño, el proceso de descarga ocurre muy rápido y esto ocasiona que no de tiempo de hacer una medida exacta de lo que ocurre.
Al comparar la expresión obtenida del voltaje con la señalobservada en el osciloscopio, se observa que ambas concuerdan. En la expresión el voltaje se carga y des carga de manera exponencial dependiendo del signo que tenga, cosa que se evidencia al observar la señal.

Experimento #3:

Cuando se compara la frecuencia resonante natural ω₁ y el tiempo de relajación τ calculada con sus valores medidos, se puede observar que no coinciden pero su semejanzasugiere que de esta forma se realiza el experimento. En la última parte se debían dibujar y explicar las señales observadas variando la frecuencia, pero las señales no cambiaron, es decir, lo único que se observó fue que cambió su intensidad y brillo más no la forma de la señal.

Experimento #4:

Cuando se mide la resistencia para el caso de amortiguamiento crítico, esta arroja un valor por debajodel teórico, pero estos valores son subjetivos a como se vea la señal. Lo mismo ocurre en este caso, el valor esperado estará sujeto a cuando el observador vea que ha llegado a la señal requerida.

Resultados experimentales

Parte # 1 (Circuito RC con constante de tiempo grande).
1A) En éste experimento se instaló el siguiente circuito:

Con los siguientes valores reales:
Rv = (9.82 ±0.01) KΩ ; R1 = (13.65 ± 0.1) KΩ ; C = (1000 ± 45) µF
Luego se ajustó la fuente hasta leer en el voltímetro (10.0 ± 0.2) V. Donde tomando en cuenta el análisis del circuito antes mostrado tenemos que ; ; por lo tanto
Después se desconecto el terminal positivo que va a la batería y con ayuda de un cronometro se midió el tiempo que se tarda en disminuir a la mitad la carga del condensador.Para luego encontrar el valor de τ tomando en cuenta de que
Incertidumbre de la medida del tiempo del observador:
t de respuesta (s) | Promedio (s) | Apreciación (s) | Incertidumbre |
0,22 | 0,226 | 0,01 | 0,23 |
0,23 | | | |
0,23 | | | |
0,22 | | | |
0,23 | | | |

1.b) Semivida y constante de tiempo
(t/2 ± 0,14) s | (t/2 ± 0,14) s | | (τ ± 0,2) s |
21,26 |...