laboratorio circuitos electricos

LABORATORIO Nº 05
MEDIDA DE VALORES MEDIOS Y EFICACES
I. OBJETIVO:
Analizar y determinar en forma experimental los valores medios y eficaces con un circuito rectificador de media onda y onda completa.
II. FUNDAMENTO TEORICO:
VALOR MEDIO Y VALOR EFICAZ:
a) VALOR MEDIO
Valor del área que forma con el eje de abscisas partido por su período. El valor medio se puede interpretar como elcomponente de continua de la oscilación sinusoidal. El área se considera positiva si está por encima del eje de abscisas y negativa si está por debajo. Como en una señal sinusoidal el semiciclo positivo es idéntico al negativo, su valor medio es nulo. Por eso el valor medio de una Oscilación sinusoidal se refiere a un semiciclo. Mediante el cálculo integral se puede demostrar que su expresión es lasiguiente;



b) VALOR EFICAZ:
Se llama valor eficaz de una corriente alterna, al valor que tendría una corriente continua que produjera la misma potencia que dicha corriente alterna, al aplicarla sobre una misma resistencia.
Es decir, se conoce el valor máximo de una corriente alterna (I0).
Se aplica ésta sobre una cierta resistencia y se mide la potencia producida sobre ella.
A continuación,se busca un valor de corriente continua que produzca la misma potencia sobre esa misma resistencia. A este último valor, se le llama valor eficaz de la primera corriente (la alterna).
Para una señal sinusoidal, el valor eficaz de la tensión es:


Y del mismo modo para la corriente:

Matemáticamente se puede calcular como:


Dónde:
Xa (t) = función matemática de la onda
La potenciaeficaz resultará ser:

Es decir que es la mitad de la potencia máxima (o potencia de pico).La tensión o la potencia eficaz, se nombran muchas veces por las letras RMS.
O sea, el decir 10 VRMS ó 15 WRMS significarán 10 voltios eficaces ó 15 vatios eficaces, respectivamente.
Onda armónica simple (sinusoidal):
Onda cuadrada :
Onda triangular:

Al ser la función sinusoidal una ondaperiódica, su valor eficaz es la raíz cuadrada del valor medio del cuadrado de la función sinusoidal en un periodo.


Al ser , la función sinusoidal suele escribirse en la forma:

c) VALOR MAXIMO
Es el mayor de los valores instantáneos que toma la función. Puede ser positivo o negativo, ambos iguales (función simétrica). Al valor máximo también se le llama valor de pico.
Valor máximo=Valor depico=V0=I0
d) VALOR PROMEDIO:
El valor promedio de un ciclo completo de voltaje o corriente es cero. Si se toma en cuenta solo un semiciclo (supongamos el positivo) el valor promedio es:
VPR=VPICO X 0.636
La relación que existe entre los valores RMS y promedio es:
VRMS=VPR X 1.11
VPR=VRMS X 0.9
e) LA FRECUENCIA:
Es el número de ciclos por unidad de tiempo, se identifica con laletra “f” y la unidad usada en el sistema internacional es el ciclo por segundo, bautizado como Hertz. Las frecuencias industriales más usadas son.
60 Hz Perú, EEUU, México; 50hz Europa, Ecuador, Paraguay.
Además se trabaja con valores más altos en la transmisión de datos o en telecomunicaciones, pero no serán mencionadas aquí.
f) EL VALOR INSTANTÁNEO:
De una tensión alterna sinusoidal es el valorde la fuerza electromotriz producida en un instante cualquiera. Es importante notar que todos los valores instantáneos ya sean de corriente o de tensión alterna se indican generalmente por las letras minúsculas. En una onda sinusoidal vemos que a 0º, el valor instantáneo “e” de la fuerza electromotriz es cero. Entre cero grados y 90º el valor de “e” aumenta de cero al valor máximo, es decir aEmax.
g) POTENCIA INSTANTÁNEA:
En el estudio de la corriente continua se ha demostrado que la potencia disipada como calor es una resistencia “R” es igual al cuadrado de la corriente multiplicada por la resistencia o sea se tiene “I2.R”. pero cuando fluye una corriente alterna a través de una resistencia la potencia disipada no permanece constante durante un ciclo completo, puesto que la...