Procedimiento 1, 2 y 3
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TRABAJO ACTIVIDAD INICIAL
VICTOR MANUEL AVILA CEBALLOS
JOSE RICARDO OSPINO
JOSE ALEJANDRO PEREZ CASTRILLONCODIGO: 1020402185
PRESENTADO A: PABLO ANDRES GUERRA GONZALEZ
ANALISIS DE CIRCUITOS AC
GRUPO: 201423_64
2014
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PROCEDIMIENTO 1
Objetivos
1. Verificar mediante experimentos que la impedancia, Z, de un circuito RL serie está dada por la formula:
2. Estudiar la relación entre impedancia, resistencia, reactancia inductiva y ángulo de fase.
Simulación con inductor de 47mH
- Para el circuito con el inductor de 47 mH
V1 = 5V/2/1,4142 = 1,76V (Voltaje rms del generador.)
VR1rms = 4.5V/2/1,4142 = 1,6 V
It = 1,6v/3,3k = 0,49 mA
Xl = 2*PI*(5kH)(47mH) = 1476,5485 ohmios.(inductancia calculada)
VrmsInductor = 2,1v/2/1,4142 = 0,74v
Xl = 0,74v/0,49 mA = 1515,243 ohmios (inductancia por ley de ohm)
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Z = 1,76 V/ 0,49 mA = 3,6077 K
Z = ((3,3k)2+ (1476,5485)2)0,5 = 3,615 K
Simulación con inductor de 100mH
- Para el circuito con inductor de 100 mH.
V1 = 5V/2/1,4142 = 1,76V (Voltaje rms del generador.)
VR1rms = 3,6V/2/1,4142 = 1,27 V
It = 1,27v/3,3k = 0,38 mA
Xl = 2*PI*(5kH)(100mH) = 3141,59 ohmios. (calculada por formula)
VrmsInductor = 3,4v/2/1,4142 = 1,2v
Xl = 1,2v/0,38 mA = 3163,4027 ohmios (calculada por la ley de ohm)
Z = 1,76 V/ 0,38 mA = 4631, 578 ohmios
Z = ((3,3k)2+ (3141,59)2)0,5 = 4556,27 ohmios
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Tabla 1. Verificación de la fórmula de la impedancia para un circuito RL
Valor del inductormH
VentVp-p
Voltajeen el
resistor VR , Vp-p
Voltajeen el
inductor VL , Vp-p
Corrientecalculada
VR/RmA
Reactanciainductiva
(calculada)VL / IL,Ω
Impedanciadel circuito(calculada),ley de Ohm
VT/IT,Ω
ImpedanciaDel circuito(calculad),
Nominal
Medido
47 47 5v 4.5v 2.1v 0.49mA(rms)
1515.2 Ω 3.607k Ω 3.615kΩ
100 100 5v 3.6v 3.4v 0.38mA(rms)
3163.4Ω 4631.5 Ω 4556.2 Ω
Tabla 2. Determinación del ángulo de fase y la impedancia
Valor del inductor mH
Reactancia inductiva(de la tabla 1)
Ω
tan θ XL/R
Angulo deFase , grados
Impedancia
normal medido
47 47 1476,5485 ohmios 0,44 24 grados 3612,49 ohmios
100 100 3141,59 ohmios 0,95 43,59 grados
4556,75 ohmios
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PROCEDIMIENTO 2
Objetivos
1. Medir el ángulo de fase entre el voltaje aplicado, V, y la corriente, I, en un circuito RL serie.
2. verificar que las relaciones entre el voltaje aplicado, V, el voltaje en R, VR, y el voltaje en L, VL, se describen por las formulas.
Simulación con resistor de 1kΩ
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Simulación con resistor de 3.3 kΩ
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Tabla 3. Uso del osciloscopio para hallar el ángulo de fase , en un circuito RL en serie
Resistencia, R, Ω Ancho de la onda senoidal D, divisiones
Distancia entre puntos cero d,
divisiones
Angulo de fase , grados
Valor Nominal
Valor Medido
1k 1k
inductor de 100 mH
10 divisiones ( cada división 36 grados)
5 divisiones 72 grados
3,3k 3,3k
Inductor 100 mH
10 divisiones(cada división 36 grados)
5 divisiones 44 grados
Tabla 4.Relaciones entre el ángulo de fase, y el voltaje en un circuito RL en serie
Para el caso de la tabla número 4 se hizo las mediciones de los voltajes picos respectivos con el osciloscopio (bobina inductor y capacitor). Las pruebas se hicieron con un inductor de 100 mH
XL = 2*PI*(5000 Hz)*100mH = 3141,59 ohmios
Angulo = tan-1( 3141,59 ohmios/1K)
Angulos = tan-1( 3141,59 ohmios/3,3K)
VrmsR3,3k= 7,2v/2/1,4142 = 2,54 v
IrmsR3,3K = 2,54v /3.3k = 0,77 mA
Vinductor = 6,9v/2/1,4142 = 2,43v
V = ((2,54v)2 + (2,43v)2)0.5 = 3,51v (voltaje eficaz)
VrmsR1k= 3v/2/1,4142 = 1,06 v
IrmsR1k = 1,06v /1k = 1,06 mA
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Vinductor = 9,5v/2/1,4142 = 3,358v
V = ((1,06v)2 + (3,35v)2)0.5 = 3,52v (voltaje eficaz)
Valor
nominal del
resistor
VoltajeaplicadoVpp, V
Voltaje en el
resistorVR, Vpp
Voltaje en el
inductorVL, Vpp
Corriente(calculada
) I, mA
Reactancia
Inductiva, XL,
(calculada)
Angulo defase,Ω
(calculado
Voltajeaplicado
(calculado), Vpp, V
3.3kΩ 10v 7.2v 6.9v 0.77 3141.5 43.59 3.5v1kΩ 10v 3v 9.5v 1.06 3141.5 72.34 3.5v
PROCEDIMIENTO 3
Objetivos
1. Verificar que la impedancia, Z, de un circuito RC serie está dada por la fórmula:
2. Estudiar las relaciones entre impedancias, resistencia, reactancia capacitiva y ángulo de fase.
Simulación con capacitor de 0.033uf
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Cálculos
Para el circuito con inductor de 0.033 microfaradios.
V1 = 10V/2/1,4142 = 3,54V (Voltaje rms del generador.)
VR1rms = 3,9V/2/1,4142 = 1,37 V (voltaje rms resistor )
It = 1,37v/2k = 0,685 mA
Xc = 1/(2*PI*0.033microFa*1000HZ) = 4822,877 ohmios.
VrmsCAPACITOR = 9,2/2/1,4142 = 3,25 V (voltaje eficaz capacitor)
Xc= 3,25v/0,685 mA = 4748, 49 ohmios (calculada por la ley de ohm)
Z = 3,54V/ 0,685mA = 5161,41 ohmios
Z = ((2k)2+ (4822,877)2)0,5 = 5221,12 ohmios
Simulación con un capacitor de 0.1uf
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Valor del capacitor,
Vent, Vp -
p
Voltaje en el
resistor VRp - p
Voltaje en el
capacitor VCp - p
Corriente
calculada
VR/R
Reactancia capacitiva
(calculada)
Reactancia capacitiva
(calculada)
Impedancia del circuito
(calculada)
Impedancia del circuito (
Nominal
Medido
0.033uf 0.033uf 10v (pico a pico)
3,9v (pico a pico)
9,2v (pico a pico)
0,6885 mA 4822,877 ohmios.
4748,49 ohmios
5161,41 ohmios
5221,12 ohmios
0.1uf 0.1uf 10v (pico a pico)
7,9v (pico a pico)
6,2v (pico a pico )
1,39 mA 1591.549 ohmios.
1577,015 ohmios
2546,76 ohmios
2525.148 ohmios
Cálculos
Para el circuito con inductor de 0.1 microfaradios.
V1 = 10V/2/1,4142 = 3,54V (Voltaje rms del generador.)
VR1rms = 7,9V/2/1,4142 = 2,78 V (voltaje rms resistor )
It = 2,78v/2k = 1,39 mA
Xc = 1/(2*PI*0.1microFa*1000HZ) = 1591.549 ohmios.
VrmsCAPACITOR = 6,2/2/1,4142 = 2,19 V (voltaje eficaz capacitor)
Xc= 2,19v/1,39 mA = 1577,015 ohmios (calculada por la ley de ohm)
Z = 3,54V/ 1,39mA = 2546,76 ohmios
Z = ((2k)2+ (1591.549)2)0,5 = 2525.148 ohmios
Tabla 5. Determinación de la impedancia en un circuito RC en serie
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Valor del capacitor
Reactancia capacitiva
(de la tabla 5)
Ω
tanθ = XC /R Angulo de fase θ , grados
Impedancia
Nominal Medido
0.033uf 0,033 4748,49 ohmios 2,374 67.159 grados 5153,3 ohmios
0.1 0.1 1577,015 ohmios 0,788 38.25grados 2564,10 ohmios
Tabla 6. Determinación del ángulo de fase y la impedancia en un circuito RC en serie