Procedimiento 1, 2 y 3

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.


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.


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)


(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.


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


(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

Procedimiento 1, 2 y 3

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