INSTITUTO TECNOLGICO DE ESTUDIOS SUPERIORES DE LOS CABOS

NOMBRE DEL FORMATO: Prcticass de laboratorio

CDIGO: F-DA-01-003

RESPONSABLE: Direccin acadmica y de investigacin

HOJA: 1 de 11

REVISIN: 4

INSTITUTO TECNOLGICO DE ESTUDIOS SUPERIORES DE LOS CABOS

NOMBRE DEL FORMATO: Prcticas de laboratorio

CDIGO: F-DA-01-003

RESPONSABLE: Direccin acadmica y de investigacin

HOJA: 11 de 11

REVISIN: 4

Desarrollo de la Prctica

Unidad de aprendizaje:

Practica nmero: 16 y 17

Nombre de la practica:

16. Simulacin de circuitos en un software profesional.

17. Obtener la respuesta en frecuencia de circuitos RLC e identificar sus

parmetros y su topologa

Propsito:

14. Simular de circuitos en un software profesional.

15. Obtener la respuesta en frecuencia de circuitos RLC e identificar sus

parmetros y su topologa.

Escenario: Laboratorio de computacin D-5

Duracin: 3 horas

Materiales

Maquinaria y equipo

Herramientas

N/A

Equipo de computo

Matlab

Procedimiento

El siguiente circuito tiene una impedancia de Z= 4s +3

(I I)

La relacin de el voltaje contra corriente es la impedancia sin embargo para poder modelar el circuito en matlab es necesario expresarlo como una funcin de transferencia en Laplace, es decir si se desea saber la corriente del circuito se debe conocer primero el voltaje, una funcin de transferencia es la relacin de la salida contra la entrada

En este caso la salida es la corriente y la entrada es el voltaje quedando de la siguiente manera (observe que la funcin de transferencia es en este caso la admitancia)

La funcin de transferencia se representa como una etapa de un sistema en que se introduce una entrada obteniendo una salida

Es decir en este caso la entrada es un voltaje si la multiplicamos por una admitancia Y(s) obtenemos la corriente I(S) la ventaja de utilizar Matlab con la herramienta de simulink es que permite modelar nuestro circuito en donde es posible introducir cualquier funcin matemtica en su entrada de voltaje con lo cual podremos observar mediante un osciloscopio la corriente en el tiempo de salida, luego ante una entrada podemos ver la impedancia del circuito solo dividiendo voltaje entre corriente y observaremos que es en realidad una frecuencia neperiana y como cambia la impedancia al variar esta.

Realiza en simulink los siguientes modelos del circuito y observa las respuestas de cada uno (la curva morada es la entrada de voltaje despus esta la corriente de salida y abajo aparecer la impedancia obtenida observa que cuando la corriente es cero la impedancia se considera indeterminada)

Para este mismo modelo idea una forma para introducir las siguientes seales , y

Realiza exactamente los mismos pasos para analizar la impedancia del siguiente circuito

Solo que esta vez realizaremos un paso adicional se introducir una frecuencia angular en la seoidal adicional de 12 rad/ser, observa que ocurre con la impedancia obtenida una vez que el circuito se estabiliza

Parte 2

El parmetro s se compone de 2 magnitudes la frecuencia neperiana (o relacin logartmica neperiana de la variacin de la seal) denotada por la letra , y la frecuencia angular compleja denotada por j ambas son medidas en magnitudes relativas por segundo la primera en neper por segundo y la segunda en radianes por segundo debido a esto las unidades de s son (seg-1)

Ahora aprenderemos como la impedancia en el plano de Laplace primero lo haremos con el mismo ejemplo anterior para el cual

Grafiquemos la impedancia al variar la frecuencia neperiana y considerando la frecuencia angular compleja cero es decir grafiquemos

Lo haremos en el intervalo [-6,6]

Primero empezaremos definiendo un vector S que valla desde -6 hasta 6 con incrementos de 0.1 de la siguiente manera

>>S=(-6:0.1:6); (el punto y coma es opcional solo evita que desplegu todo el vector)

Posteriormente se define el vector Z de la siguiente manera

>>Z=(3+4*S);

Ahora realizaremos la grafica de esta impedancia de la siguiente manera

>>plot(S,abs(Z))

>>grid

Visualizaras la siguiente grafica

Grafiquemos la impedancia al variar la frecuencia angular compleja y considerando la frecuencia neperiana cero es decir grafiquemos

Pero ahora tambin graficaremos el ngulo de desfasamiento

Lo haremos en el intervalo [-6,6]

>>Z=(3+4*j*S);

>>plot(S,abs(Z))

>>grid

As visualizaras la impedancia al variar la frecuencia angular compleja

>> plot(S,angle(Z*180/pi))

>> grid

As visualizaras el ngulo de desfasamiento al variar la frecuencia compleja

Impedancia Angulo

Ahora que ya sabemos como visualizar cada una por separado visualizaremos la impedancia en tres dimensiones

>>Sigma=(-6:0.1:6);

>> Omega=(-6:0.1:6);

>> [X,Y]=meshgrid(Sigma,Omega);

>> Z=abs(3+4*X+4*j*Y);

>> colormap(hsv);

>>surfl(X,Y,Z)

Si deseas que los incrementos no sean tan pequeos puedes aumentar el incremento de 0.1 a 1 por ejemplo

>>Sigma=(-6:1:6);

>> Omega=(-6:1:6);

>> [X,Y]=meshgrid(Sigma,Omega);

>> Z=abs(3+4*X+4*j*Y);

>> colormap(hsv);

>>surfl(X,Y,Z)

Las 2 graficas anteriores muestran la impedancia, elabora una manera para graficar la admitancia correspondiente a este modelo,

Por ltimo realiza el mismo procedimiento para la siguiente impedancia, graficando para frecuencia neperiana en el intervalo (-4,2) y para frecuencia angular compleja en los intervalos (-8,8)

Investiga que es un polo y que es un cero y encuentra en donde estaban ubicados en el plano de Laplace.

Dibuja un circuito que posea esta impedancia

V1

R1

5

L1

18H

C1

8F

V1

R1

3

L1

4H