Electricidad

Objetivos:

a) Que el alumno analice el comportamiento de voltajes y corrientes e circuito R-L y R-C tipo serie alimentados con tensión sinodal.

b) Que el alumno analice y compruebe los efectos de la variación de frecuencia de la tensión de alimentación sobre la corriente y reactancia.

Lista de Materiales.

• Un generador de funciones

• Un multimetro

• UnVoltmetro

• Un modulo 292C

• Un osciloscopio

• Dos sondas de osciloscopio

• Un cable de alimentación

• Ocho Cables par conexiones





























Introducción teórica

Circuitos de Corriente alterna
Empezaremos con un circuito formado por una resistencia alimentada por una fuente de tensión alterna sinodal:
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Latensión va tendrá un valor instantáneo que vendrá dado en todo momento por
[pic]
En corriente alterna la oposición al paso de la corriente eléctrica tiene dos componentes, 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 + jab, siendo a la parte real del número complejo y b su parteimaginaria. 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 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:
[pic]

Tras lo visto, podemos calcular el valor dela corriente i que circula por el circuito aplicando la Ley de Ohm:
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Tenemos pues que i será, al igual que la tensión va, de tipo alterna sinodal. Además, como el argumento de la función seno es el mismo en ambos casos, la corriente i estará en fase con la tensión va:
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El condensador en corriente alterna:
El circuito base para el estudio del condensador en corriente alterna es elsiguiente:
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En este circuito el condensador presentará una oposición al paso de la corriente 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 tiendea 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 continuamente cargándose ydescargándose, 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 la corriente. 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:
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Donde PC es la reactancia capacitiva que se calcula así:
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Como puedeapreciarse, 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:
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La tensión en extremos del condensador será va, con lo que...