Practica 3 At

8/14/2019 Practica 3 At

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INSTITUTO POLITCNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA MECNICA Y ELCTRICA.UNIDAD ZACATENCO.

INGENIERA ELCTRICA

TECNICAS DE LAS ALTAS TENSIONES.

PRACTICA No 3. REFLEXIN DE ONDAS VIAJERAS EN LNEASDE TRASMISIN.

GRUPO: 8E2M.

PROFESOR:

CASTRO GARRIDO DANIEL.

Dr. ESPINO CORTES FERMIN PASCUAL

ALUMNOS:

HUERTA FLORES JOSE ANTONIO

MARTINEZ AMADOR JOSUE

ONTIVERUS CRUZ KARLA IVONNE

ORTIZ PANTOJA ERNESTO


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1.1 Objetivos

El alumno comprobar en forma experimental los conceptos de refraccin,retardo, y velocidad de propagacin en lneas de transmisin del tipo cablecoaxial.

1.2 Introduccin

Reflexin y transmisin de ondas viajeras

Considrese la lnea de transmisin de la Fig. 3.3, en la cual el punto E representael nodo emisor y R el nodo receptor. En el nodo de recepcin, tras el cierre delinterruptor en t = 0, se tiene:

Siendo vRe iRla tensin y la corriente en el nodo de recepcin, respectivamente.Del concepto de ondas viajeras descrito en la seccin anterior, sabemos que lapropagacin de tensin y corriente en una lnea de transmisin puederepresentarse como la suma de una onda viajera hacia delante y otra hacia atrs.De esta forma, la ecuacin puede reescribirse como:


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ves el coeficiente de reflexin para tensiones dado por:

El trmino anterior relaciona la onda viajera de tensin hacia adelante con la ondaviajera de tensin hacia atrs en el punto R. En otras palabras, el coeficiente dereflexin para tensiones proporciona una medida del porcentaje de la onda viajerade tensin hacia delante que regresar como onda viajera de tensin hacia atrs.Un signo negativo en el coeficiente de reflexin para tensiones indica que la onda

hacia atrs tendr una polaridad contraria a la onda hacia adelante.Realizando un procedimiento similar para las corrientes:

ves el coeficiente de reflexin para corrientes dado por:

En este caso, el trmino anterior relaciona la onda viajera de corriente haciaadelante con la onda viajera de corriente hacia atrs en el punto R. Comparando,se observa que:

Esto nos dice que la onda de corriente hacia atrs viajar siempre con signocontrario a la onda de tensin hacia atrs.

Para comprender un poco mejor el concepto del coeficiente de reflexin, tomemoscomo ejemplo 3 terminaciones tpicas en el nodo receptor de la lnea:

1. Circuito abierto (ZL)

Los coeficientes de reflexin para tensiones y corrientes son:

De tal forma que la tensin y la corriente totales en el punto R son:


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El resultado de la segunda ecuacin es lgico: la corriente en el receptor de lalnea en circuito abierto es cero. En cuanto a la primera ecuacin, sta nos dice

que si el receptor de la lnea se encuentra en circuito abierto (lo que se conocecomo lnea en vaco), el valor de la onda de tensin hacia adelante se duplicar alllegar al nodo de recepcin. Podemos decir entonces que la energizacin de unalnea ideal en circuito abierto provoca una sobretensin transitoria del doble delvalor de la fuente de tensin aplicada. La forma de onda de esta sobretensinpuede describirse de mejor forma empleando el diagrama de Bewley.

2. Corto circuito (ZL= 0).



Como es bien sabido, la tensin en el receptor de la lnea en corto circuito es cero,lo cual concuerda con la primera ecuacin. Por otro lado, la segunda ecuacin nosdice que si el receptor de la lnea se encuentra en corto circuito, el valor de la ondade corriente hacia adelante se duplicar al llegar al nodo de recepcin.Tenemos entonces un disturbio de sobrecorriente (corriente de corto circuito).

3. Impedancia de carga igual a la impedancia caracterstica de la lnea (ZL=Z0)



De acuerdo con ambas ecuaciones, para esta condicin la tensin y la corriente

en el receptor son exactamente iguales a las ondas viajeras hacia adelante, esdecir, estamos ante la condicin ideal, ya que no se presenta condicin desobretensin ni de sobrecorriente.


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Considrense ahora que la lnea de transmisin no est conectada en su extremoreceptor a una carga, sino a otra lnea de transmisin con una impedanciacaracterstica distinta.

Considerando en este caso que la primera lnea no termina en ZLcomo en el casoanterior, sino en una lnea de impedancia Z02:

Donde Tves el coeficiente de transmisin de tensin dado por:

Para las corrientes:


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Donde Ties el coeficiente de transmisin para corriente, dado por:

Finalmente:

1.3 Procedimiento

1.3.1 El cable coaxial a utilizar tiene las siguientes caractersticas:

RG-59Capacitancia: 98.5pF/m Z0=240x10

-6m/s

1.3.2 Calcular la velocidad de propagacin con la siguiente ecuacin:

Para el cable coaxial RG-58:

()() 1.3.3 Calcular la impedancia caracterstica:


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(

)() 1.3.4 Calcule la magnitud de la reflexin en las terminales de osciloscopio para

una



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1.3.5 Utilice un generador de seales (en este caso pila cuadrada de 9V) para

obtener un pulso cuadrado de tensin con un ancho de 1 s y 5 V deamplitud. Coloque una carga de 50 a la salida. Mida la seal en elosciloscopio mediante un cable coaxial de 50de 1 m de longitud. Imprimael oscilograma.

Oscilogramas:

1.3.6 despues de vare obtenido la imagen anterior conecte ahora el cable mscorto con el cable del osciloscopiohe imprima la pantalla del osciloscopio


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1.3.6 En estas imgenes se puede observar cmo se comporta la tensin en elnodo del osciloscopio se ve como hay una serie de reflexiones en ese nodoy despus como la tensin se estabiliza. Tomar los datos de tiempo de laprime reflexin ya que ese es el valor de tao y con ese valor se proceder acalcular su longitud

1.3.7 Despus de haber terminado lo anterior ahora conecte el rollo largo de unextremo en la pila y el otro al extremo del cable del osciloscopio y vuelva aimprimir la pantalla, en este caso se nos olvido imprimir la panta pero suefecto es parecido a las pantallas anteriores lo nico que cambia es el valorde tao.

1.3.8 Despus de haber obtenido los valores de tao se procede a calcular sulongitud.

() Nota: estos valores de tau so con carga en el osciloscopio de 50Valor de longitud del cable corto.

()() Valor de longitud del cable largo (rollo)

()()


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1.4 Conclusiones y observaciones

1.4.1 ORTIZ PANTOJA ERNESTO

En esta prctica se realiz un anlisis de forma ms experimental de la reflexin y

la velocidad de propagacin en un cable coaxial, las pruebas se realizaron en uncable coaxial del tipo RG-59, primeramente en base a clculos se determin la

velocidad de propagacin y la impedancia caracterstica de cada uno de ellos y se

observ el retardo que hay de la onda viajera en el osciloscopio. En base a la

onda cuadrada enviada por una pila de cuadrada lo observado en el osciloscopio

y los clculos realizados, pudimos ver que mientras el cable tenga mayor longitud,

la transmisin de la onda se realiza con mayor retardo .Supuestamente el rollo

dice que mide 500m a nosotros nos dio un valor de 497.85m esto se debe al error

de visin en el osciloscopio ya que es muy difcil tomar el dato arrojado por el

mismo en otras palabras error de precisin

1.4.2 ONTIVEROS CRUZ KARLA IVONNE

En esta prctica se analiz de forma experimental los conceptos de retardo,

refraccin y velocidad de propagacin en las lneas de transmisin para un cable

coaxial, para esto utilizamos un cable del tipo RG-59 primero calculamos la

velocidad de propagacin y la impedancia caracterstica para cada uno con

capacitancia e inductancia de datos, lo que se busco fue observar el retardo que

tenia la onda viajera mediante un osciloscopio, para esto se utilizo una pila

cuadrada para inyectar un pulso cuadrado, como era de esperarse cada vez que

se cambiaba la carga ya sea en el generador o en el cable coaxial se presentaba

un retardo en la onda como se observo en las graficas, mediante ese retardo y la

velocidad de propagacin se calculo la longitud aproximada del cable coaxial que

utilizamos.

1.4.3 MARTINEZ AMADOR JOSUE

En esta prctica se analiz el comportamiento de refraccin de un cable coaxial

RG-59 de diferentes longitudes, las cuales tenan que ser calculadas mediante los

datos obtenidos en el osciloscopio digital y los clculos anteriores a la realizacin


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de la prctica. Se pudo comprobar de manera experimental que a mayor longitud

del cable, hay mayor retardo en la transmisin de onda. Con esta prctica se pudo

comprobar lo visto en la teora, esto es muy importante ya que se ejemplifica lo

visto en clase y se tiene una mejor comprensin del tema.

1.5 Bibliografa

Apuntes del Dr. Pablo Gmez Z.

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