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
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)
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
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
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
Simulación con resistor de 3.3 kΩ
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
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
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
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
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
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