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Práctica 07: Circuitos RC y RL
A. Robles, W. Cubides, J. Salamanca
Universidad Nacional De Colombia
Bogotá, Colombia

Abstract— this document presents the analysis and the results of a laboratory practice which consists in the study of circuits RC and RL of the charging and discharging of capacitors and inductors. In addition, also shows that the implications put capacitors andinductances in such circuits.
I. INTRODUCCIÓN
Dentro del oficio profesional de la ingeniería eléctrica, es de suma importancia estar familiarizado con conceptos como el manejo de circuitos de primer orden y el almacenamiento de energía. En el presente documento se presentan. De esta forma, el presente documento registra el comportamiento de la tensión y la corriente en circuitos de primer orden.

II.MARCO TEÓRICO

Capacitancia

Es la capacidad que tienen los conductores eléctricos de poder admitir cargas cuando son sometidos a un potencial. Se define también, como la razón entre la magnitud de la carga (Q) en cualquiera de los conductores y la magnitud de la diferencia de potencial entre ellos (V). Es entonces la medida de la capacidad de almacenamiento de la carga eléctrica. [1] [2]Inductancia

Es una medida de la oposición a un cambio de corriente de un inductor o bobina que almacena energía en presencia de un campo magnético, y se define como la relación entre el flujo magnético y la intensidad de corriente eléctrica que circula por la bobina y el número de vueltas del devanado.

Circuitos RC y RL [3]

Los circuitos de primer orden son circuitos que contienensolamente un componente que almacena energía (puede ser un condensador o inductor), y que además pueden describirse usando solamente una ecuación diferencial de primer orden. Los dos posibles tipos de circuitos primer orden Los circuitos RC comprenden una fuente, resistor y condensador, mientras que los RL una fuente, resistor y bobina.[4]

III. PROCEDIMIENTO

Para la elaboración de estapráctica se usó un software simulador de circuitos en el cual se insertaron 3 circuitos con diferentes especificaciones. Se llevó la siguiente secuencia:

A. CIRCUITOS RC
A.1. Respuesta Transitoria I
Se elaboró el montaje de la Fig.1 con R1 igual a 5,6kΩ, R2 igual a 2,7kΩ, C1 igual a 2200μF/20V y con la fuente configurada en 10Vdc y luego se tomaron medidas de tensión, corriente y tiempo, con el finde caracterizar el proceso de carga y descarga del condensador. Los datos tomados se encuentran en Tabla 1 y Tabla 2.

Fig.1 Circuito RC para el paso A.1.

Las medidas consignadas en dichas Tablas se calcularon como se muestra en la fig. 2



Fig.2 Forma de tomar medidas en el software simulador.

A.2. Respuesta Transitoria II

Se armó el montaje de la Fig. 8 con la fuente configuradaen señal rectangular, 100Hz, ciclo útil del 50%, 5Vpp y 2,5V de offset. Se midió la tensión en el condensador y luego se procedió a calcular el tiempo de establecimiento en el software elegido.

Fig.3 Montaje para la segunda parte de Circuitos RC

B. CIRCUITO RL

B.1. Respuesta Transitoria

Se elaboró el montaje de la Fig. 12 con el fin de medir la tensión en R1y poder encontrar lasexpresiones matemáticas que describen los procesos de carga y descarga del inductor para las corrientes y tensiones.





Fig.4 Montaje del Circuito RL.

IV. RESULTADOS Y ANÁLISIS

A. Circuitos RC
A.1. Respuesta Transitoria I
Habiendo hecho el montaje de la Fig.2 en el simulador, se encontró la siguiente relación entre las variables dichas en cada una de las siguientes gráficas (Para Carga IVs t, V Vs t; Para descarga I Vs t, V Vs t).

Fig.5 Gráfica de I Vs t en el proceso de carga del condensador


Fig.6 Gráfica de V Vs t en el proceso de carga del condensador


Fig.7 Gráfica de I Vs t en el proceso de descarga del condensador


Fig.8 Gráfica de V Vs t en el proceso de descarga del condensador


Fig.9 Flujo de corriente en el proceso de carga del condensador...