In for Me Final Grupo 14

7/27/2019 In for Me Final Grupo 14

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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIAEscuela de ciencias bsicas tecnologas e IngenieraAnlisis de Circuitos AC2013 I

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

Anlisis de Circuitos AC

Trabajo Colaborativo 2

Presenta

Miguel Angel Caro CorredorC.C. 79996.506 Bta.

William Roberto Garcia

Bayron Yesid Olarte

Hans Adalberto Gil Sierra

C.C 79899983 de Bogot

Tutor

PABLO ANDRES GUERRA GONZALEZ

Grupo: 201423_14

CEAD

JAG Bogot

Bogot Mayo de 2013


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INTRODUCCION

El anlisis de AC es un tema primordial en la ingeniera. Sus principios aplicados en su estudio sonmuy similares a los de corriente continua, pero estos requieren el manejo de algunas tcnicas yconocimientos especializados, como son las funcionales senoidales y los fasores. Tambin, el estudiode los circuitos derivados, que incluyen resistencias, inductores y capacitores, genera una diversidad defenmenos y relaciones entre el voltaje y la corriente que deben ser estudiados a profundidad. Lasprcticas de laboratorio aqu estudiadas fueron desarrolladas con base en la gua del curso acadmicoAnlisis de Circuitos AC, en forma presencial en el respectivo CEAD, as como a travs de lautilizacin de software de simulacin: Proteus.


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COMPONENTE PRCTICO ANLISIS DE CIRCUITOS AC201423

UNIDAD 2PROCEDIMIENTO 1

Objetivos1. Estudiar el efecto sobre la impedancia y lacorriente de un cambio de frecuencia en uncircuito RL serie.2. Estudiar el efecto sobre la impedancia y la

corriente de un cambio de frecuencia en uncircuito RC serie.MATERIAL NECESARIOInstrumentos

MMDGenerador de funciones

Resistores ( W, 5%)

1 de 3.3 k

Capacitor1 de 0.01 uF

Inductor

Inductor de 100 mH

1. Respuesta en frecuencia de un circuito RL1.1 Con el MMD mida la resistencia del resistorde 3.3 k y anote su valor en la tabla 1.1.2 Con el generador de funciones apagadoarme el circuito de la figura 1.

Ajuste el generador de seales a su voltaje desalida y frecuencia ms bajo.

Imagen 1.Montaje Circuito RL


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1.3 Encienda el generador de funciones y ajustela frecuencia de salida en 1 kHz. Midiendo conel canal 1 del osciloscopio incremente el voltajede salida hasta que en el circuito RL en serie V= 10 Vpp. Mantenga este voltaje en todo elexperimento. Con el canal 2 del osciloscopiomida el voltaje en el resistor, VR, y anote el

valor en el rengln de 1 kHz de la tabla 1.

Imagen2.Medicin en osciloscopio

1.4 Aumente la frecuencia a 2 kHz. Compruebesi V = 10 Vpp; si es necesario, ajuste el voltajede salida. Mida VR y registre el valor en latabla1, rengln de 2 kHz. 1.5 repita el paso 1.4incrementando la frecuencia sucesivamente en1 kHz a 3k, 4k, 5k, 6k, 7k, 8k, 9k y 10 kHz. Encada frecuencia mida VR y registre su valor enla tabla 1. En cada frecuencia compruebe que V= 10 Vpp; ajuste el voltaje si hace falta.Despus de realizar todas las mediciones,

apague el generador de funciones.

1.6 A partir de los valores medidos de VR y Rcalcule la corriente del circuito para cadafrecuencia. Registre sus respuestas en la tabla 1.

mAV

R

VRI 03.3

3290

10A 1 kHz

mAVRVRI 01.3

32809.9 A 2 kHz

mAV

R

VRI 98.2

3280

8.9A 3 kHz

mAV

R

VRI 94.2

3290

7.9A 4 kHz


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mA

V

R

VR

I 91.23290

6.9

A 5 kHz

mAV

R

VRI 89.2

3280

5.9A 6 kHz

mAV

R

VRI 86.2

3280

4.9A 7 kHz

mAV

R

VRI 82.2

3290

3.9A 8 kHz

mAV

R

VRI 79.2

3290

2.9A 9 kHz

mAV

R

VRI 76.2

3290

1.9A 10 kHz

1.7 Con el valor calculado de la corriente, I, y el

voltaje, V, calcule la impedancia, Z, del circuitopara cada frecuencia. Registre sus respuestas enla tabla 1.

22XLRZ

La impedancia de entrada del circuito RLC en

serie de la figura esjwL

jwLRZ1

La frecuencia resonante 0 es aquella a la que

la parte imaginaria de la impedancia de entradase vuelve cero, o en la que el ngulo de laimpedancia se hace cero. En ese caso, 1/ LC 0 =. La impedancia es puramente resistiva, por

lo que Z = R. En otras palabras, la combinacinen serie LC acta como Cortocircuito y toda la

tensin esta atreves de R.Impedancia calculada es RXL = R = 3.3k

XL = jL

= 2f

XL = j*2*f*L =

Luego hacemos la resta vectorial entre R y XL,

as. 22 XLR

Tabla 1. Respuesta en frecuencia de uncircuito RL en serie.

Impedancia del circuito 22 XLRZ

Frecuencia f,KHz

Voltaje aplicadoV, Vpp

Voltaje en RVR, Vpp

Corriente delcircuito(calculada) I,mA

Impedancia delcircuito(calculada) Z.Z,

1 kHz 10 10 3.03 mA 32872 kHz 10 9.9 3.01 mA 32913 kHz 10 9.8 2.98 mA 32994 kHz 10 9.7 2.94 mA 33155 kHz 10 9.6 2.91 mA 33296 kHz 10 9.5 2.89 mA 33367 kHz 10 9.4 2.86 mA 3357


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8 kHz 10 9.3 2.84 mA 33839 kHz 10 9.2 2.79 mA 3419

10 kHz 10 9.1 2.76 mA 3445R (nominal) 3.3 K: R(medida)3.29K


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2. Respuesta en frecuencia de un circuito RC2.1 Con el generador de funciones apagadoarme el circuito de la figura. Ajuste elgenerador de funciones a su voltaje de salida yfrecuencia ms bajo

Figura 2.Circuito RC

Imagen 3.Medicinen osciloscopio virtual


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2.2 Encienda el generador de funciones y ajustela frecuencia de salida en 1 kHz. Aumente el

voltaje de salida del generador hasta que elcircuito RC en serieV = 10 Vpp. Mantenga este voltaje en todo elexperimento, revselo y ajstelo en formaperidica si es necesario.

Imagen 4.Mediciones en simulador

2.3 Mida el voltaje en el resistor, VR, y anotesu valor en la tabla 2, rengln de 1 kHz.2.4 Aumente la frecuencia a 2 kHz. Compruebe

si V = 10 Vpp; ajstelo si es necesario. MidaVR y anote el valor en el rengln de 2 kHz dela tabla 2.2.5 Repita el paso 2.4 incrementandosucesivamente 1 kHz a 3k, 4k, 5k, 6k,7k, 8k, 9k y 10kHz. Mida VR para cadafrecuencia y compruebe que V = 10Vpp. Registre los valores de cada frecuencia enla tabla 2. Despus de realizar todas lasmediciones, apague el generador de seales.2.6 Con los valores medidos de VR (de la tabla2) y R (de la tabla 1) calcule la corriente en elcircuito para cada frecuencia. Escriba susrespuestas en la tabla 2.

mAV

R

VRI 07.6

3290

2A 1 kHz

mAV

R

VRI 15.1

3290

8.3A 2 kHz

mAV

R

VRI 61.1

3290

3.5A 3 kHz

mAV

R

VRI 91.1

3290

3.6A 4 kHz

mAV

R

VRI 12.2

3290

7A 5 kHz

mAV

R

VRI 31.2

3290

6.7A 6 kHz

mAV

R

VRI 43.2

3290

8A 7 kHz

mAV

R

VRI 55.2

3290

4.8A 8 kHz

mAV

R

VRI 61.2

3290

6.8A 9 kHz

mAV

R

VRI 64.2

3290

7.8A 10 kHz

2.7 Con los valores calculados de la corriente, I,y el voltaje, V, calcule la impedancia delcircuito para cada valor de la frecuencia.Registre sus respuestas en la tabla 2.


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Tabla 2. Respuesta en frecuencia de un circuito RC en serie. Frecuencia f,

kHz

Voltaje aplicado

V, Vpp

Voltaje en R

VR, Vpp

Corriente del

circuito(calculada) I,mA

Impedancia del

circuito(calculada)Z.

Z,

1 kHz 10 2.0 0.60 3280

2 kHz 10 3.8 1.15 33043 kHz 10 5.3 1.61 32914 kHz 10 6.3 1.91 32815 kHz 10 7.0 2.12 32866 kHz 10 7.6 2.31 3290

7 kHz 10 8.0 2.43 32928 kHz 10 8.4 2.55 32819 kHz 10 8.6 2.61 328210 kHz 10 8.7 2.64 3283


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PROCEDIMIENTO 2

Objetivos

1. Verificar la impedancia, Z, de un circuitoRLC serie

MATERIAL NECESARIO

Instrumentos

MMDGenerador de funciones

Resistor

1 de 2 k, W, 5% (Valor real

medido 1,991K)

Capacitor

1 de 0.022 F

InductorInductor de 35 y 100 mH


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1. Con el generador de funciones apagado, armeel circuito de la figura 3a. Ajuste el generadoren su voltaje de salida ms bajo.

Figura 1.Circuito RL

Imagen 1.Medicin en osciloscopio

2. Encienda el generador de funciones.Aumente el voltaje de salida hasta que VAB =10 Vpp. Mantenga este voltaje en todo elexperimento. Verifquelo de vez en cuando yajstelo si es necesario.

3. Mida el voltaje en el resistor, VR, y en elinductor, VL. Registre los valores en la tabla 3.Para el circuito RL. Apague el generador

4. Calcule la corriente en el circuito con el valormedido de VR y el valor nominal de R. Anotela respuesta en la tabla 3 para el circuito RL.

5. Con el valor calculado de I y el valor medidode VL, calcule XL. Registre su respuesta en elrengln RL de la tabla 3.

6. Calcule la impedancia total del circuito condos mtodos: la ley de Ohm (con el valorcalculado de I y el voltaje aplicado, VAB) y lafrmula de la raz cuadrada (con R y XL).Escriba sus respuestas en el rengln RL de latabla 3.


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7. Aada un capacitor de 0.022 _F en serie con

el resistor y el inductor, como en el circuito dela figura 3b.

8. Encienda el generador. Revise si VAB = 10V. Mida el voltaje en el resistor, VR, en elinductor, VL, y en el capacitor, Vc. Registre losvalores en el rengln RLC de la tabla 3.Despus de realizar todas las mediciones,apague el generador de funciones.

9. Calcule I y XL como en los pasos 4 y 5. Deigual modo, con el valor medido de Vc y elvalor calculado de I, obtenga la reactanciacapacitiva del circuito. Anote la respuesta en elrengln RLC de la tabla 3.

10. Calcule la impedancia, Z, del circuito condos mtodos: la ley de Ohm (Mediante VAB eI) y la frmula de la raz cuadrada (con R, Xc yXL). Registre sus respuestas en el renglnRLC de la tabla 3.

11. Retire el inductor del circuito y deje slo elresistor en serie con el capacitor como en la

figura 3c.

12. Encienda el generador de funciones. ReviseVAB y ajstelo si es necesario. Mida VR y VC.Anote los valores en el rengln RC de la tabla3. Despus de realizar todas las mediciones,apague el generador.

13. A partir de los valores medidos de VR y VCy el valor nominal de R, calcule la corriente, I,en el circuito. Despus, con el valor calculadode I, determine Xc Registre sus respuestas en elrengln RC de la tabla 3.

14. Calcule la impedancia total del circuito condos mtodos: la ley de Ohm (mediante VAB eI) y la frmula de la raz cuadrada (con R y Xc).


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Anote sus respuestas en el rengln RC de latabla 3.

Figura 2. Circuito RLC

Imagen 2.Medicin en osciloscopio

Imagen 3. Inductor de 100mH y resistorde 2k

Imagen 4.Inductor de 100mH, capacitorde 0.022uf y resistor de 2k


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Figura 3.Circuito RC Imagen 5. Medicin en osciloscopio


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Tabla 3. Determinacin de la Impedancia en un circuito RLC

Circuito

ComponentesVoltajeaplicado

Voltaresi

st

Voltajeinductor

Voltajecapacitor

Corri

enteI,mA

Reactan

cia, Impedancia

R

,

L

,

C,F

IndX

Ca

p.X

Leyde

Formulade laraz

RL

2k

100 X 10 8.6 4.8 X 4.31 1099

X 1995

2111

RLC 2 100 0.022

10 9.2 5.2 7.6 4.62 1099

14

1991

2020

RC 2 X 0.022

10 7.6 X 6.0 3.81 X 14

1994

2092

Aqu se ve que la variacion de la corriente tantoen el circuito RL como RC es muy minima,mientras que en circuito RLC baja un pocomas, es de anotar que la impedancia es mas altaen uncircuito RL, siguiendo el circuito RC ypor ultimo una impedancia mas baja en elcircuito RLC.

PROCEDIMIENTO 3

1. Estudiar el efecto sobre la impedancia y lacorriente de un cambio de frecuencia en uncircuito RLC serie.

MATERIAL NECESARIO

Instrumentos

Generador de funcionesOsciloscopio

Resistor1 de 1 k, W, 5%

Capacitor

1 de 0.01F

Inductor

Inductor de 100 mH

1. Con el generador de funciones apagado ypuesto en su menor voltaje de salida, arme elcircuito de la figura 4. El osciloscopio de dobletraza se dispara en el canal 1.

2. Encienda el generador de funciones. Ajustela frecuencia del generador en 4 kHz.Incremente el voltaje de salida del generadorhasta 10 Vpp. Ajuste el osciloscopio para

desplegar dos ciclos de una onda sinodal conuna amplitud aproximada de 4 unidades pico apico.

3. Aumente con lentitud la frecuencia de salidadel generador mientras observa las formas deonda en el osciloscopio. Si la amplitud de laonda, VR, aumenta, siga incrementando lafrecuencia hasta que la amplitud empiece adecrecer. Determine la frecuencia a la cual la

amplitud es mxima. sta es Fr. Tambinobserve que en el fR, el desfase es de 0 en fR.Si la amplitud decrece con un aumento en lafrecuencia, reduzca la frecuencia observando laamplitud de la onda senoidal en el osciloscopio.Contine reduciendo la frecuencia hasta quepueda determinar la frecuencia, fR, en la cual laamplitud de la onda, VR, alcanza su mximo.


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Mida el voltaje de salida, V, del generador en lafrecuencia, fR. Ajuste y mantenga este voltaje

en 10 Vpp en todo el experimento. Compruebeel voltaje de vez en cuando y ajstelo si esnecesario.

4. Con la frecuencia de salida del generadorpuesta en fR mida el voltaje en el resistor, VR,en el capacitor, VC, en el inductor, VL, y en lacombinacin capacitorinductor, VCL. Todaslas mediciones deben hacerse cambiando, segnsea necesario, las conexiones del canal 1 y elcanal 2. Registre los valores en la tabla 4,rengln fR .

5. Incremente en 500 Hz el valor de fR y ajusteel generador de funciones a esta frecuencia.Anote el valor en la tabla 4. Compruebe V(debe ser el mismo que en el paso 3, ajstelo sies necesario). Mida VR, VC, VL y VLC.Registre los valores en la tabla 4, rengln fR +

500.

6. Siga aumentando la frecuencia en 500 Hzmientras mide y registre VR, VC, VL y VLChasta que la frecuencia sea fR + 2.5 kHz.Asegrese de mantener constante la amplituddel voltaje de entrada.

7. Reduzca la frecuencia del generador hasta fR500 Hz. Escriba este valor en la tabla 4.

Verifique V otra vez y despus mida VR, VC,VL y VLC. Registre los valores en la tabla 4.

8. Contine reduciendo la frecuencia en 500 Hzhasta que el valor final sea fR2.5 kHz. Encada paso verifique y anote V (si es necesarioajstelo para mantener constante el voltaje delexperimento); tambin mida VR, VC, VL y

VLC. Anote todos los valores en la tabla 4.Despus de hacer todas las mediciones apague

el generador de funciones.

9. Para cada frecuencia de la tabla 4 calcule ladiferencia entre las mediciones de VL y VC.Registre su respuesta como nmero positivo enla tabla 4.

10. Para cada frecuencia de la tabla 4 calcule lacorriente en el circuito con el valor medido deVR y el valor nominal de R. Con el valorcalculado de I, encuentre la impedancia, Z, encada frecuencia mediante la ley de Ohm, Z=V/I.

11. Traslade los pasos de frecuencia de la tabla4 a la tabla 5. Calcule XC y XL para cada pasocon los valores medidos de VC y VL de la tabla4. Escriba sus respuestas en la tabla 5. Calculela impedancia del circuito en cada paso, segn

la frmula de la raz cuadrada y los valorescalculados de XC y XL y el valor nominal R.Anote las respuestas en la tabla 5.

Figura 1.Circuito RLC


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Imagen1. Medicin en osciloscopio

Imagen

2.Medicin en simulador

Imagen3.Medicin en simulador

Observamos como la amplitud de la seal variahasta llegar a una mxima frecuencia, en estecaso 5 Khz., la cual se muestra como lafrecuencia de resonancia del circuito.


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Imagen 5.Medicin en simuladorTabla 4. Efecto de la frecuencia sobre la impedancia en un circuito RCL

Paso

FrecuenciaKhz.

VoltajeResistorVR,Vpp

VoltajeInductorVL,Vpp

VoltajeCapacitorVC, Vpp

Voltaje entreA y BVLC,Vpp

Diferencia deVoltajesVL-VC,Vpp

Corriente(Calculada)I, mA

Impedancia Z(calculada)Ley deOhm

fR +2.5k

11 8.8 11 6.8 4.2 4.2 4.4198 1991

fR+2 k

10.5 8.8 10.8 7.2 3.6 3.6 4.4188 1991

fR +1.5k

10 9.2 10.6 8.0 2.8 2.6 4.620 1991


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fR +1 k

9.5 9.4 10.2 8.6 1.8 1.6 4.721 1991

fR +500

9 9.6 9.8 9.2 0.9 0.6 4.821 1991

fR 8.5 9.6 9.2 9.6 0.6 -0.4 4.821 1991

fR -500

8 9.4 8.6 10.2 1.40 -1.6 4.721 1991

fR -1 k

7.5 9.2 8.0 10.8 2.3 -2.8 4.620 1991

fR +1.5k

7 8.8 7.0 10.8 3.3 -3.8 4.419 1991

fR +2 k

6.5 8.4 6.2 10.8 4.8 -4.6 4.218 1991

fR +2.5k

6 8.0 5.2 11.2 5.8 -6.0 4.018 1991

Tabla 5. Comparacin de los clculos de Impedancia en un RCL

PasoFrecuenciaKhz.

ReactanciaInductiva(calculada)XL,

ReactanciaCapacitiva(Calculada)Xc,

ImpedanciaZ (Formulade la Razcuadrada)

fR + 2.5k

11 2419 1446 2216

fR + 2 k 10.5 2309 1515 2143fR + 1.5

k

10 2199 1591 2081

fR + 1 k 9.5 2089 1675 2033fR + 500 9 1979 1768 2002fR 8.5 1869 1872 1991fR - 500 8 1759 1989 2004fR - 1 k 7.5 1649 2122 2046fR + 1.5 7 1539 2273 2121


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kfR + 2 k 6.5 1429 2448 2236

fR + 2.5k

6 1319 2652 2396

Se logra observar, que la frecuencia deresonancia es de 8.5 Khz.Observando la impedancia para las frecuenciaspropuestas, se logra ver claramente el cambio

de impedancia calculada con la ley de Ohm y lade la raz cuadrada, en las cuales a unafrecuencia mayor de la frecuencia de resonanciala impedancia en el circuito es mayor y porende lo contrario a frecuencias menores.Cuando la frecuencia est por encima de fr, enel circuito es mayor la reactancia inductiva.

Cuando la frecuencia est por debajo de fr, enel circuito es mayor la reactancia capacitiva.El factor de potencia es mximo en fr, ydisminuye capacitiva e inductivamente, pordebajo y por encima de fr respectivamente.Con los resultados de la tabla 5, vemos que losclculos tericos de la impedancia, son muy

parecidos a los clculos prcticos, reafirmandola validez de las formulas.

PROCEDIMIENTO 4

Objetivos

1. determinar la impedancia de un circuito quecontiene una resistencia, R, en paralelo conuna inductancia, L, en paralelo con unacapacitancia, C.MATERIAL NECESARIO

InstrumentosGenerador de funcionesOsciloscopio

Resistores

1 de 2 k, W1 de 10 k, W

Capacitor

1 de 0.022 F

Inductor

Inductor de 100 mH

Otros

3 interruptores de un polo un tiro


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1. Con el generador de funciones apagado y los

interruptores de S1 a S3, abiertos, arme elcircuito de la figura 5. El canal 2 delosciloscopio se conecta al resistor indicador.Midiendo la cada de voltaje en Rindic. Ysegn la ley de Ohm, la corriente en el circuitose puede calcular en forma indirecta.

2. Encienda el generador. Incremente el voltajede salida, V, hasta V= 10 VPP A 5 kHz.Mantenga este voltaje en todo el experimento.De vez en cuando compruebe el voltaje yajstelo si es necesario.

3. Cierre S1. Compruebe que V= 10 Vpp yajuste si es necesario. Mida la corriente y elngulo de fase. Como S2 y S3 estn abiertos, lanica corriente en el circuito es la del resistor,IR. Registre el valor en la tabla 6. Abra S1.

Imagen 1.Medicin en simulador

4. Cierre S2. Compruebe que V= 10 Vpp. Midala corriente y el ngulo de fase. Puesto que S1 yS3 estn abiertos, la nica corriente en elcircuito es la del inductor, IL. Anote su valor enla tabla 6. Abra S2.


5. Cierre S3. Compruebe V y ajuste si hacefalta. Mida la corriente y el ngulo de fase.Dado que S1 y S2 estn abiertos, la nicacorriente en el circuito es la de la rama delcapacitor, IC. Escriba su valor en la tabla 6.



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6. Cierre S1 (S3 sigue cerrado). Verifique queV= 10 VPP. Mida la corriente y el ngulo de

fase del circuito. Con S1 y S3 cerrados y S2abierto, la corriente en el circuito es la suma deIR e IC, o sea IRC. Registre el valor en la tabla6. Abra S3.


7. Cierre S2 (S1 contina cerrado). V = 10 Vpp.

Mida la corriente del circuito. Con S1 y S2cerrados y S3 abierto, la corriente en el circuitoes la suma de IR ms IL, es decir IRL. Anote elvalor en la tabla 6.


8. Cierre S3. Ahora S1, S2 y S3 estn cerrados.Compruebe V. Mida la corriente y el ngulo enel circuito. Dado que los interruptores de todaslas ramas del circuito estn cerrados, elampermetro medir la corriente total, IT, delcircuito RLC en paralelo. Registre el valor en latabla 6. Abra todos los interruptores y apague elgenerador de funciones.


9. Calcule la corriente de lnea, IT, con losvalores medidos de IR, I L e IC y la formula dela raz cuadrada. Escriba su respuesta en la tabla6.

10. Con el valor medido de V (debe ser de10Vpp) y el valor medido de IT, calcule laimpedancia del circuito e indique si ste esinductivo, capacitivo o resistivo. Registre susrespuestas en la tabla 6.

11. Calcule el ngulo de fase y el factor depotencia en el circuito RLC en paralelo e


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indique si tiene un factor de potencia enadelanto o en retraso. Anote sus respuestas en la

tabla 6.

Tabla 6.Determinacin de la impedancia de un circuito RCL en paralelo

El factor de potencia es de 124%, en retraso, y el ngulo de fase es de 35.El circuito es capacitivo.

PROCEDIMIENTO 5Objetivos1. Determinar la frecuencia de resonancia de un

circuito RLC en paralelo.2. medir la corriente de lnea y la impedancia deun circuito RLC en paralelo en la frecuencia deresonancia.3. medir el efecto de las variaciones defrecuencia en la impedancia de un circuito RLCen paralelo.MATERIAL NECESARIOInstrumentos*. Generador de funciones*. Osciloscopio

Resistores ( W, 5%)*. 2 de 33 *. 1 de 10k

Capacitor*. 1 de 0.022 F

Inductor

*. Inductor de 10 mH

1. Frecuencia de resonancia e impedancia de un

circuito resonante LC en paralelo1.1 Con el generador de funciones y elosciloscopio apagados arme el circuito de lafigura 8.1.2 Encienda el generador y el osciloscopio.Ajuste el osciloscopio para medir el voltaje desalida del generador. Aumente este voltaje, V,hasta 4 Vpp. Mantenga este voltaje en todo elexperimento. Ajuste la frecuencia del generadoren 10 kHz y el osciloscopio para que desplieguedos o tres ciclos de la onda senoidal.1.3 Vare la frecuencia del generador porencima y por debajo de 10 kHz y observe elvoltaje, VR, en el resistor con el mododiferencial (ADD/INVERT) del osciloscopio.En el VR mnimo, la frecuencia ser igual a lafrecuencia de resonancia, fR. Compruebe que V= 4 Vpp; ajstelo si es necesario.1.4 En la tabla 11 aparece una serie defrecuencias mayores y menores que la

Voltaje

aplicad

o

Corrien

te

yfaseen elresistor

Corrien

teyfase enel

inducto

r

Corrient

e

y faseen elcapacit

or

Corrient

e

y faseen elresistor

y en el

capacit

Corrien

te yfase enel

resistory en el

inductor

Corrien

te totaly faseen elcircuito

RCL

(medidas

Corrientetotal

(calculadaconlafrmulade laraz

cuadrada)

Impedancia delcircuitoZ ( R, LoC)

10 V 4.99 3.18 6.91 6.91 5.93 6.24 6.20 1612.9


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frecuencia de resonancia, fR. Ajuste lafrecuencia del generador lo ms cerca posible

de cada una de ellas. En cada frecuencia midael voltaje pico a pico en el resistor, VR, y en elcircuito LC en paralelo (circuito tanque), VLCcomprobando de manera peridica que V = 4Vpp. Anote la frecuencia, f, VR y VLC en latabla 11. Despus de todas las mediciones,apague el generador y el osciloscopio ydesconecte el circuito.1.5 Con los valores medidos de VR y el valornominal de R calcule la corriente de lnea, I, acada una de las frecuencias. Escriba sus

respuestas en la tabla 11.1.6 Con los valores de I calculados en el paso1.5 y el valor pico a pico de V (4 Vpp), calculela impedancia del circuito tanque a cadafrecuencia. Registre sus respuestas en la tabla11.


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2. Caractersticas reactivas de un circuito LC enparalelo2.1 Con el generador y el osciloscopioapagados arme el circuito de la figura 9.

Suponga que la frecuencia de resonancia, fR deeste circuito es la misma que en la parte 1.Anote las frecuencias de la tabla 11 en la tabla12.2.2 Encienda el generador y el osciloscopio.Ajuste el voltaje, V, del generador en 4 Vpp yconserve este voltaje en todo el experimento.Revise V de vez en cuando y ajstelo si esnecesario.2.3. Para cada frecuencia de la tabla 12 mida elvoltaje VR1 en el resistor de la rama capacitiva

AB y el voltaje VR2 en el resistor de la ramainductiva CD. Registre los valores en la tabla12. Despus de todas las mediciones, apague elgenerador y el osciloscopio y desconecte elcircuito.2.4 con los valores medidos de VR1 y VR2 ylos valores nominales de R1 y R2, calcule, para

frecuencia, las corrientes IC en la ramacapacitiva, e IL en la rama inductiva. Anote susrespuestas en la tabla 12.

Tabla 12. Car actersticas de la reactancia en

un cir cuito LC en paralelo


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PROCEDIMIENTO 6

Objetivos3. Determinar la respuesta en frecuencia de unfiltro pasa-bajas.4. Determinar la respuesta en frecuencia de unfiltro pasa-altas.MATERIAL NECESARIOInstrumentos*. Osciloscopio*. Generador de funciones

Resistores ( W, 5%)*. 1 de 10

*. 1 de 22 k

Capacitor

*. 1 de 0.001 F

A. Filtro pasa-altas

1.1 Examine el circuito de la figura A. Calculela frecuencia de corte del circuito, fc. Para losvalores que se muestran. Anote este valor en lacolumna de frecuencias de la tabla 1.1.2 Para cada frecuencia de la tabla 1 calcule yregistre los valores de Vsal en R1 y de Xc.1.3 Con el generador de funciones apagado

arme el circuito de la figura. Ajuste el nivel desalida del generador en V = 10 Vpp a 1KHz.Para verificar si el circuito funciona de maneraadecuada, haga un barrido de frecuencia desalida de generador de 10Hz a 100 KHzmientras observa la seal de salida en R1. Si elcircuito trabaja en forma apropiada proceda alpaso siguiente.1.4 Ponga la salida del generador en V = 10Vpp y aplique cada una de las frecuencias de latabla 1. Mida y registre la seal de salida en R1

para cada entrada.1.5 Apague el generador de funciones. Paracada voltaje de salida medido en el paso 4,calcule el porcentaje de V que se suministra a Cy anote estos valores en la tabla 2.


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Determinar la Frecuencia de corte

KHz

KRCFc

234,7

001.0222

1

2

1


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Tabla 2. Fi ltr o pasa bajas

Clculos de la Reactancia capacitiva por cada frecuencia


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Clculos de la V en R teniendo en cuenta que Vr = V salida

B. filtro pasa bajas

1.1 Examine el circuito de la figura B. Para losvalores que se muestran Calcule la frecuenciade corte del circuito, fc... Registre este valor enla columna de frecuencias de la tabla 2.

1.2 Para cada frecuencia de la tabla 2 calcule yescriba los valores de Vsal en C1 y de Xc.1.3 Con el generador de funciones apagadoarme el circuito de la figura B. Ajuste el nivelde salida del generador en V = 10 Vpp a 1KHz.Para comprobar si el circuito funciona bien,haga un barrido de frecuencia de salida de

generador de 10Hz a 100 KHz mientras observala seal de salida en C1. Si el circuito trabaja enforma apropiada proceda al paso siguiente.1.4 Ponga la salida del generador en V = 10Vpp y aplique cada una de las frecuencias de latabla 2. Mida y registre la seal de salida en C1

para cada entrada.1.5 Apague el generador de funciones. Paracada voltaje de salida medido en el paso 4,calcule el porcentaje de V que se suministra a Cy anote estos valores en la tabla 2.


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KHz

KRCFc

936,15

001.0102

1

2

1


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Tabla 2. Fi ltr o pasa Altas

Clculos de la Reactancia capacitiva por cada frecuencia


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Clculos de la V en R teniendo en cuenta que Vr = V salida

PROCEDIMIENTO 7Objetivos1. Determinar la respuesta en frecuencia de unfiltro pasa banda.2. Determinar la respuesta en frecuencia de unfiltro rechaza banda.MATERIAL NECESARIO

Instrumentos*. Osciloscopio*. Generador de funciones

Resistores ( W, 5%)*. 1 de 3.3k*. 5 de 10 k*. 1 de 100 k

Capacitores*. 1 de 0.001 F*. 1 de 0.01 F*. 1 de 500 pF

A. F il tro pasa banda

1.1 Examine el circuito de la figura A. Con los

valores que se muestran para este filtro pasabanda RC, calcule la frecuencia de corteinferior y superior. Registre estos valores en latabla 1.1.2 Con el generador de funciones apagadoarme el circuito pasa banda RC de la figura.1.3 Encienda el generador de funciones y ajustesu voltaje de salida en V = 10 Vpp. asegresede mantener este valor de salida para todos los


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valores de frecuencia. Para cada frecuencia deentrada listada en la tabla 1, mida y anote el

valor del voltaje de salida, Vsal.1.4 ara cada valor de frecuencia calcule lacantidad de atenuacin que ofrece el filtro en

Forma porcentual. Registre en la tabla 1 losvalores porcentuales.

Primero determinamos las frecuencias de corte superior e inferior que es lo que se denomina Ancho deBanda, la frecuencia de corte inferior est determinada por el filtro pasa bajas y la frecuencia de cortesuperior est determinada por el filtro pasa altas


Hz

pFKRCFc

Hz

KRCFc

09,3183

5001002

1

2

1

28,482

1.03,32

1

2

1

2

1

El ancho de banda est entre Hz28,482 y Hz09,3183


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2,1350

2

4823183

2

85.0

F

F

FF

enlaFVinVout

cInferiorcSuperior


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Conclusiones

*. Como vemos en la comparacin de los clculos con los valores de laboratorio encontramos unadiferencia en la Fc de casi 2V lo que demuestra que tericamente el valor de (V de salida) = (Vr) esmuy cercano a (0.9 V in), sin embargo en la prctica este valor est muy cercano a (0.7 V in*. De igual manera en la comparacin de los clculos con los valores de laboratorio encontramos unadiferencia en la Fc de casi 2V lo que demuestra que tericamente el valor de (V de salida) = (Vc) esmuy cercano a (0.9 V in), sin embargo en la prctica este valor est muy cercano a (0.7 V in), ladiferencia real es en que componente pasivo se toma el Voltaje de salida. *. Con los voltajes medidos podemos determinar que en las Frecuencias de corte, tanto en la superiorcomo en la inferior el V salida es igual a (0.7 V in) y que en el ancho de la banda BW observamos queel V max es igual.

Bibliografa

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