circuito rlc
Páginas: 8 (1955 palabras)
Publicado: 5 de noviembre de 2013
FÍSICA IV: ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
GUIA DE LABORATORIO: ESTUDIO DEL CIRCUITO SERIE (RL, RC, RLC) EN CA.
OBJETO DE LA EXPERIENCIA:
El propósito de esta actividad es estudiar los circuitos serie, RL, RC y RLC (L=inductancia, R=resistencia, C=capacidad) en corriente alterna y calcular los valores de L y C.
METODOLOGIA:
Consiste en alimentar un circuito serie (RL, RC, RLC) conuna señal sinusoidal y determinar los valores de C y L utilizadas, midiendo la corriente por el circuito y la tensión sobre cada componente del mismo.
FUNDAMENTOS TEÓRICOS:
Cuando a los extremos de un elemento resistivo ohmico se le aplica una tensión alterna V = VM sen ( t), la intensidad de la corriente que se origina se deduca a partir de la Ley de Ohm:
[1]
resultando que laintensidad varia sinusoidalmente con el tiempo con la misma frecuencia que la tensión aplicada y, su valor máximo vale:
[2]
Por tanto, cuando el circuito es resistivo puro, la corriente no presenta diferencia de fase respecto de la tensión que la origina (FIG.1).
Supongamos ahora que el circuito esta compuesto por una resistencia, R, y una bobinade autoinducción, L, y una capacidad, C.
Al aplicar tensión alterna a los extremos de dicho circuito serie se establece, una vez desaparecidos los efectos transitorios de corta duración, una corriente permanente que viene expresada por:
[3]
en la que se pone claramente de manifiesto que la frecuencia f = / 2 de la intensidad, es la misma que la correspondiente ala tensión, peroque entre ellas existe un defaseje expresado por el ángulo (ángulo de fase).
Los valores instantáneos de I y V en circuitos de alterna, varían de un modo contínuo desde un valor máximo en un sentido, pasando por cero hasta un valor máximo en sentido opuesto, y así, sucesivamente en el tiempo. El comportamiento de un determinado circuito serie queda expresado por los valores máximos deintensidad (IM), y de tensión (VM).
Para el estudio práctico de estos circuitos, es mucho más interesante conocer los valores eficaces de estas magnitudes (Ief , Vef), ya que son estos los parámetros medibles con los instrumentos de laboratorio (voltímetro y amperímetro).
El valor eficaz de una señal alterna se define como el valor de una señal constante equivalente que produce el mismo efecto quela alterna. Para el caso de señales sinusoidales, se demuestra que el valor eficaz viene dado por:
[4]
y análogamente
[5]
De ahora en más, las magnitudes eficaces se designaran por las letras I y V sin subíndices.
La amplitud máxima de la corriente (Im) en un circuito serie está relacionada con la amplitud máxima del voltaje aplicado (VM) por una expresión similar a laLey de Ohm de corriente continua:
[6]
Denominándose la magnitud Z, la impedancia del circuito, que se corresponde con la resistencia R en un circuito de contínua. Para los valores eficaces vale:
[7]
La relación que existe entre la impedancia Z y las característcas R, L , C y la frecuencia de la señal viene expresada por la relación:
[8]
donde es lareactancia inductiva, es la reactancia capacitiva y la frecuencia angular.
Por otra parte, el ángulo de fase , viene dado por:
[9]
con X = XL - XC , reactancia total del circuito.
Tanto las reactancias como la impedancia se miden en OHM ().
Los papeles de XL y de XC son contrapuestos, tanto en lo que se refiere a efecto sobre la corriente, I, como sobre el ángulo de fase, ,entre la tensión y la corriente.
Así, mientras un aumento de la inductancia provoca una reducción en I , el aumento de la capacidad hace aumentar la corriente I, en el circuito.
Además, la inductancia retrasa la intensidad respecto de la tensión, en tanto que la capacitancia la adelanta.
Tanto XL como XC dependen de la frecuencia de la señal aplicada.
La relación existente entre la...
GUIA DE LABORATORIO: ESTUDIO DEL CIRCUITO SERIE (RL, RC, RLC) EN CA.
OBJETO DE LA EXPERIENCIA:
El propósito de esta actividad es estudiar los circuitos serie, RL, RC y RLC (L=inductancia, R=resistencia, C=capacidad) en corriente alterna y calcular los valores de L y C.
METODOLOGIA:
Consiste en alimentar un circuito serie (RL, RC, RLC) conuna señal sinusoidal y determinar los valores de C y L utilizadas, midiendo la corriente por el circuito y la tensión sobre cada componente del mismo.
FUNDAMENTOS TEÓRICOS:
Cuando a los extremos de un elemento resistivo ohmico se le aplica una tensión alterna V = VM sen ( t), la intensidad de la corriente que se origina se deduca a partir de la Ley de Ohm:
[1]
resultando que laintensidad varia sinusoidalmente con el tiempo con la misma frecuencia que la tensión aplicada y, su valor máximo vale:
[2]
Por tanto, cuando el circuito es resistivo puro, la corriente no presenta diferencia de fase respecto de la tensión que la origina (FIG.1).
Supongamos ahora que el circuito esta compuesto por una resistencia, R, y una bobinade autoinducción, L, y una capacidad, C.
Al aplicar tensión alterna a los extremos de dicho circuito serie se establece, una vez desaparecidos los efectos transitorios de corta duración, una corriente permanente que viene expresada por:
[3]
en la que se pone claramente de manifiesto que la frecuencia f = / 2 de la intensidad, es la misma que la correspondiente ala tensión, peroque entre ellas existe un defaseje expresado por el ángulo (ángulo de fase).
Los valores instantáneos de I y V en circuitos de alterna, varían de un modo contínuo desde un valor máximo en un sentido, pasando por cero hasta un valor máximo en sentido opuesto, y así, sucesivamente en el tiempo. El comportamiento de un determinado circuito serie queda expresado por los valores máximos deintensidad (IM), y de tensión (VM).
Para el estudio práctico de estos circuitos, es mucho más interesante conocer los valores eficaces de estas magnitudes (Ief , Vef), ya que son estos los parámetros medibles con los instrumentos de laboratorio (voltímetro y amperímetro).
El valor eficaz de una señal alterna se define como el valor de una señal constante equivalente que produce el mismo efecto quela alterna. Para el caso de señales sinusoidales, se demuestra que el valor eficaz viene dado por:
[4]
y análogamente
[5]
De ahora en más, las magnitudes eficaces se designaran por las letras I y V sin subíndices.
La amplitud máxima de la corriente (Im) en un circuito serie está relacionada con la amplitud máxima del voltaje aplicado (VM) por una expresión similar a laLey de Ohm de corriente continua:
[6]
Denominándose la magnitud Z, la impedancia del circuito, que se corresponde con la resistencia R en un circuito de contínua. Para los valores eficaces vale:
[7]
La relación que existe entre la impedancia Z y las característcas R, L , C y la frecuencia de la señal viene expresada por la relación:
[8]
donde es lareactancia inductiva, es la reactancia capacitiva y la frecuencia angular.
Por otra parte, el ángulo de fase , viene dado por:
[9]
con X = XL - XC , reactancia total del circuito.
Tanto las reactancias como la impedancia se miden en OHM ().
Los papeles de XL y de XC son contrapuestos, tanto en lo que se refiere a efecto sobre la corriente, I, como sobre el ángulo de fase, ,entre la tensión y la corriente.
Así, mientras un aumento de la inductancia provoca una reducción en I , el aumento de la capacidad hace aumentar la corriente I, en el circuito.
Además, la inductancia retrasa la intensidad respecto de la tensión, en tanto que la capacitancia la adelanta.
Tanto XL como XC dependen de la frecuencia de la señal aplicada.
La relación existente entre la...
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