analisis de circuitos ac trab col 3

ANALISIS DE CIRCUITOS AC PROCEDIMIENTO 5

ACTIVIDAD INTERMEDIA 2

HENRY LOZANO CC 93205071

JEISON FREDY TOVAR 2.231.241

JOSE GREGORIO BELTRÁN

TUTOR: PABLO ANDRES GUERRA GONZALEZ

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD ECBTI

CEAD IBAGUE 06 NOVIEMBRE DE 2014

BASE TEÓRICA

Un Circuito RL en serie, es un circuito conformado por una resistencia R y una bobina L, conectados en serie, en el que la corriente de estos dos elementos es la misma. En este circuito la tensión de la bobina está en fase con la corriente que la atraviesa, pero el voltaje esta adelantado.Por lo tanto el voltaje en la resistencia será igual a la resistencia por la corriente Vr= RI, asi mismo el voltaje de la bobina será igual a la inductancia de la bobina por la corriente, pero desfasada 90 grados,

la suma de estas dos caídas de tensión debe ser igual a la tensión aplicada. En el circuito RC, encontramos una resistencia y un condensador, en serie, la corriente que circula por los dos elementos es idéntica y genera dos caídas de tensión, una correspondiente a la de la resistencia que estará en fase con la corriente y otra generada por el condensador que estará en desfase con la corriente en un ángulo de 90 grados, retrasada de la misma.

VR= R.I

VL= XL.I (90°adelante)

IR= I cos (- ) IL= I sen (-

VR= RI

Vc = Xc.I (90° atrasada)

V = Z.I (90° retrasada)

IC= I sen

En el circuito compuesto por una resistencia R, un inductor L y un condensador C, se puede deducir que es la combinación de los dos circuitos antes expuestos, por lo que se presentan los mismos fenómenos que en los anteriores, se presenta entonces una caída de tensión en fase de la resistencia con la corriente, la caída de la tensión de la bobina se adelanta 90 grados y la tensión del condensador se atrasa 90 grados con respecto a la corriente. El desfase presentado por las caídas de tensión de la bobina y por el condensador entre si equivale a 180 grados y suponiendo que la de la bobina es mayor entonces restamos los vectores para

obtener como resultado el vector de las tensiones reactivas XLI - XCI

VR= R.I

VL= XL(90ºI = jωL I (en adelanto 90º respecto a I)

VC= XC(-90ºI (90º en retraso sobre la corriente)

IR= I cos (- ) corriente activa

(IL-IC) = I sen (- ) corriente reactiva

Un circuito RLC es un circuito lineal que contiene una resistencia eléctrica,

una bobina (inductancia) y un condensador (capacitancia).

Existen dos tipos de circuitos RLC, en serie o en paralelo, según la interconexión

de los tres tipos de componentes. El comportamiento de un circuito RLC se

describen generalmente por una ecuación diferencial de segundo orden (en donde

los circuitos RC o RL se comportan como circuitos de primero orden).

Con ayuda de un generador de señales, es posible inyectar en el

circuito oscilaciones y observar en algunos casos el fenómeno de resonancia,

caracterizado por un aumento de la corriente (ya que la señal de entrada elegida

corresponde a la pulsación propia del circuito, calculable a partir de la ecuación

diferencial que lo rige).

Los circuitos resonantes son utilizados para seleccionar bandas de frecuencias y

para rechazar otras. Cuando se está en la frecuencia de resonancia la corriente

por el circuito es máxima. Cuando se conecta un circuito RLC enserie, alimentado

por una señal alterna (fuente de tensión de corriente alterna), hay un efecto de

ésta en cada uno de los componentes. En el condensador aparecerá una

reactancia capacitiva, y en la bobina una reactancia inductiva, dadas por las

siguientes fórmulas:

XL = 2 x π x f x L

XC = 1 / (2 x π x f x C)

La resonancia en los circuitos AC se produce a una frecuencia especial

determinada por los Valores de la resistencia, la capacidad y la inductancia. La

condición de resonancia en los circuitos series es muy sencilla y se caracteriza

porque la impedancia es mínima y el ángulo de fase es cero. La resonancia

paralelo que es más usual en la práctica electrónica, requiere de una definición

más cuidadosa.

Los circuitos RLC son generalmente utilizados para realizar filtros de frecuencias,

o de transformadores de impedancia. Estos circuitos pueden entonces comportar

múltiples inductancias y condensadores.

http://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctrica

http://es.wikipedia.org/wiki/Bobina

http://es.wikipedia.org/wiki/Inductancia

http://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_el%C3%A9ctrico

http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_RC

http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_RL

http://es.wikipedia.org/wiki/Generador_de_se%C3%B1ales

http://es.wikipedia.org/wiki/Oscilaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Resonancia_el%C3%A9ctrica

http://www.unicrom.com/Tut_corriente_electrica.asp

http://www.unicrom.com/Tut_la_corriente_alterna__.asp

http://es.wikipedia.org/wiki/Inductancia

http://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_el%C3%A9ctrico

Un filtro paso alto RC es un circuito formado por una resistencia y un condensador conectados en serie. Los filtros Paso alto permiten solamente el paso de las frecuencias por encima de una frecuencia en particular llamada frecuencia de corte (Fc) y atenúa las frecuencias por debajo de esta frecuencia.

Filtro Pasaltos

El filtro paso alto ideal es un circuito que permite el paso de las frecuencias por encima de la frecuencia de corte (Fc) y elimina las quesean inferiores a ésta.

Un filtro RC paso bajo es un circuito formado por un resistor y un capacitor conectados en serie.

El filtro paso bajo permite sólo el paso de frecuencias por debajo de una frecuencia en particular llamada frecuencia de corte (Fc) y elimina las frecuencias por encima de esta frecuencia.

El filtro paso bajo ideal es un circuito formado por un resistor y un capacitor, que permite el paso de las frecuencias por debajo de la frecuencia de corte (Fc) y elimina las que sean superiores a ésta.

La reactancia capacitiva cambia con la frecuencia. Para altas frecuencias XC es baja logrando con esto que las señales de estas frecuencias sean atenuadas. En cambio a bajas frecuencias (por debajo de la frecuencia de corte) la reactancia capacitiva es grande, lo que causa que estas frecuencias no se vean afectadas o son afectadas muy poco por el filtro.

La frecuencia de corte es aquella donde la amplitud de la señal entrante cae hasta un 70.7 % de su valor máximo. Y esto ocurre cuando XC = R. (reactancia capacitiva = resistencia)

Si XC = R, la frecuencia de corte será: Fc = 1 / (2 x π x RC)

La banda de frecuencias por debajo de la frecuencia de corte se llama Banda de paso, y la banda de frecuencias por encima de Fc se llama Banda de atenuación

PROCEDIMIENTO1 Objetivos

1. Estudiarelefectosobrelaimpedanciaylacorrientedeuncambiode

http://www.unicrom.com/Tut_resistencia.asp

http://www.unicrom.com/Tut_condensador.asp

http://www.unicrom.com/Tut_resistencia.asp

http://www.unicrom.com/Tut_condensador.asp

frecuenciaenuncircuitoRLserie. 2. Estudiarelefectosobrelaimpedanciaylacorrientedeuncambiode

frecuenciaenuncircuitoRC serie.

MATERIALNECESARIO

Instrumentos

MMD

Generador defunciones Resistores(½W,5%)

1 de3.3kΩ Capacitor

1de0.01µF

Inductor

Inductor de100mH

1. Respuestaenfrecuencia deuncircuitoRL

1.1ConelMMDmidalaresistenciadelresistorde3.3kΩyanotesuvalor enlatabla1.

1.2Conelgeneradorde funcionesapagado armeelcircuitodelafigura1.

Ajuste elgeneradordeseñalesasuvoltajedesalidayfrecuencia más bajo.

1 IC

V

5

2 IC

V

4

2 IC

V

3

2 IC

V

2

2 IC

V

1

1 IC

V

5

1 IC

V

9

1 IC

V

8

1 IC

V

7

1 IC

V

6

1.3Encienda el generador de funciones yajustelafrecuenciadesalidaen 1kHz.Midiendoconelcanal1delosciloscopioincrementeelvoltaje desalidahastaqueenelcircuitoRLenserieV=10Vpp.Mantenga estevoltajeentodoel experimento.Conelcanal2delosciloscopio midaelvoltajeenelresistor,VR,yanoteelvalorenelrenglónde1 kHzdela tabla1.

1.4Aumentelafrecuenciaa2kHz.CompruebesiV=10Vpp;sies necesario,ajusteelvoltajedesalida.MidaVRyregistreelvalorenla tabla1,renglónde2kHz.

1.5Repitaelpaso1.4incrementandolafrecuenciasucesivamenteen1

kHza3k,4k,5k,6k,7k,8k,9ky10kHz.EncadafrecuenciamidaVR yregistresuvalorenlatabla1.EncadafrecuenciacompruebequeV =10Vpp;ajusteelvoltajesihacefalta.Despuésderealizartodaslas mediciones,apague elgenerador de funciones.

1.6ApartirdelosvaloresmedidosdeVRyRcalculelacorrientedel circuito para

cadafrecuencia.Registresus respuestas enlatabla1.

f kHz:

I R

C R

f kHz:

I R

C R

f kHz:

I R

C R

f kHz:

I R

C R

f kHz:

I R

C R

9,6V

3,3k

8,9V

3,3k

8V

3,3k

7,5V

3,3k

6,4V

3,3k

,9mA

,69mA

,42mA

,27mA

,93mA

f kHz:

I R

C R

f kHz:

I R

C R

f kHz:

I R

C R

f kHz:

I R

C R

f=0kHz:

I R

C R

6V

3,3k

5,6V

3,3k

5V

3,3k

4,8V

3,3k

4,4V

3,3k

,81mA

,69mA

,51mA

,45mA

,33mA

1.7Conelvalorcalculadodelacorriente,I,yelvoltaje,V,calculela impedancia, Z, del circuito para cada frecuencia. Registre sus respuestas enlatabla1.

f 1kHz: f 6kHz:

Z V

Z I

f 2kHz:

Z V

Z I

10V

2,9mA

10V

2,69mA

3,437k

3,707k

Z V

Z I

f 7kHz:

Z V

Z I

10V

1,81mA

10V

1,69mA

5,5k

5,892k

f 3kHz: f 8kHz:

Z V

Z I

10V

2,42mA

4,125k

Z V

Z I

10V

1,51mA

6,6k

f 4kHz: f 9kHz:

Z V

Z I

10V

2,27mA

4,4k

Z V

Z I

10V

1,45mA

6,874k

f 5kHz: f 10kHz:

Z V

Z I

10V

1,93mA

5,156k

Z V

Z I

10V

1,33

7,5k

2. Respuestaenfrecuencia deuncircuitoRC

2.1Conelgeneradorde funcionesapagado armeelcircuitodelafigura2. Ajusteelgeneradordefuncionesasuvoltajedesalidayfrecuencia másbajo.

2.2Encienda el generador de funciones yajustelafrecuenciadesalidaen 1kHz.Aumente elvoltajedesalida delgeneradorhastaqueelcircuito RC en serie V = 10 Vpp. Mantenga este voltaje en todo el experimento,revíseloyajústelo enformaperiódicasi esnecesario.

2.3Midaelvoltajeenelresistor,VR,yanotesuvalorenlatabla2, renglón de1kHz.

2.4Aumentelafrecuenciaa2kHz.CompruebesiV=10Vpp;ajústelosi esnecesario.MidaVRyanoteelvalorenelrenglónde2kHzdela tabla2.

2.5Repitaelpaso2.4incrementandosucesivamente1kHza3k,4k,5k,

6k,7k,8k,9ky10kHz.MidaVRparacadafrecuenciaycompruebe queV=10Vpp.Registrelosvaloresdecadafrecuenciaenlatabla2. Despuésderealizar todaslasmediciones,apagueelgeneradorde señales.

2.6ConlosvaloresmedidosdeVR(delatabla2)yR(delatabla1) calculela

corrienteenelcircuitoparacadafrecuencia.Escribasus respuestas enlatabla2.

2 IC

V

5

1 IC

V

4

1 IC

V

3

1 IC

V

2

0 IC

V

1

2 IC

V

5

2 IC

V

9

2 IC

V

8

2 IC

V

7

2 IC

V

6

f kHz:

I R R

R

f kHz:

I R R

R

f kHz:

I R

C R

f kHz:

I R

C R

f kHz:

I R

2V

3,3k

3,6V

3,3k

4,8V

3,3k

6V

3,3k

6.6V

,6mA

,09mA

,45mA

,81mA

m

f kHz:

I R

C R

f kHz:

I R

C R

f kHz:

I R

C R

f kHz:

I R

C R

f=10kHz:

R

7,2V

3,3k

7,6V

3,3k

8V

3,3k

8,4V

3,3k

8,6V

,18mA

,3mA

,42mA

,54mA

,6mA

C R 3,3k

IC

R 3,3k

2.7Conlosvalorescalculadosdelacorriente,I,yelvoltaje,V,calculela impedanciadelcircuitoparacadavalordelafrecuencia.Registresus respuestas enlatabla2.

f 1kHz: f 6kHz:

Z V

Z I

10V

0,6mA

16,5k

Z V

Z I

10V

2,18mA

4,58k

f 2kHz: f 7kHz:

Z V

Z I

10V

1,09mA

9,16k

Z V

Z I

10V

2,3mA

4,34k

f 3kHz: f 8kHz:

Z V

Z I

10V

1,45mA

6,87k

Z V

Z I

10V

2,42mA

4,125k

f 4kHz: f 9kHz:

Z V

Z I

10V

1,81mA

5,5k

Z V

Z I

10V

2,54mA

3.98k

f 5kHz: f 10kHz:

Z V

Z I

10V 5k

2mA

Z V

Z I

10V

2,6mA

3,83k

Tabla1.RespuestaenfrecuenciadeuncircuitoRLenserie

Frecuencia f,Hz

Voltaje aplicado V,Vpp

VoltajeenR VR,Vpp

Corrientedel circuito

(calculada) I, mA

Impedancia del circuito (calculada) Z, Ω

1k 10 9,6 2,9 3437

2k 10 8,9 2,69 3707

3k 10 8,0 2,42 4125

4k 10 7,5 2,27 4407

5k 10 6,4 1,93 5156

6k 10 6,0 1,81 5514

7k 10 5,6 1,69 5892

8k 10 5,0 1,51 6618

9k 10 4,8 1,45 6874

10k 10 4,4 1,33 7521

R(nominal)3.3k(: R(medida)

Tabla2.RespuestaenfrecuenciadeuncircuitoRC enserie

Frecuencia f,Hz

Voltaje aplicado V,Vpp

VoltajeenR VR,Vpp

Corrientedel circuito

(calculada) I, mA

Impedancia del circuito (calculada) Z,

KΩ

1k 10 2,0 0,6 16,5

2k 10 3,6 1,09 9,16

3k 10 4,8 1,45 6,87

4k 10 6,0 1,81 5,5

5k 10 6,6 2,0 5.0

6k 10 7,2 2,18 4,58

7k 10 7,6 2,3 4,34

8k 10 8,0 2,42 4,125

9k 10 8,4 2,54 3,98

10k 10 8,6 2,6 3,83

R(nominal)3.3k(: R(medida)

PROCEDIMIENTO2 Estudiarelefectosobrelaimpedanciaylacorrientedeuncambiodefrecuencia enuncircuitoRLC serie.

MATERIALNECESARIO

Instrumentos

Generador defunciones

Osciloscopio Resistor

1de1k(, ½W,5%) Capacitor

1de0.01_F Inductor

Inductor de100mH

1. Conelgeneradordefuncionesapagadoypuestoensumenorvoltajede salida,arme el circuitodelafigura4.Elosciloscopiodedobletrazase disparaenel canal 1.

2. Enciendaelgeneradordefunciones.Ajustelafrecuenciadelgenerador en4kHz. Incrementeelvoltajedesalidadelgeneradorhasta10Vpp.

Ajuste elosciloscopiopara desplegardos ciclosde una ondasenoidalcon unaamplitudaproximadade4unidades picoa pico.

3. Aumente con lentitud la frecuencia de salida del generador mientras observalasformasdeondaenelosciloscopio.Silaamplituddelaonda, VR,aumenta,siga incrementandolafrecuenciahastaquelaamplitud

empieceadecrecer.Determine la frecuenciaalacuallaamplitudes máxima.ÉstaesfR.TambiénobservequeenelfR,eldesfaseesde0°en

fR.Silaamplituddecrececonunaumentoenlafrecuencia, reduzcala

frecuenciaobservandolaamplituddelaondasenoidalenelosciloscopio. Continúe reduciendo la frecuencia hasta que pueda determinar la frecuencia,fR,enlacuallaamplituddelaonda,VR,alcanzasumáximo.

Midaelvoltajedesalida,V,delgeneradorenlafrecuencia,fR.Ajustey

mantengaestevoltajeen10Vppentodoelexperimento.Compruebeel voltaje devezencuandoyajústelosiesnecesario.

Podemosobservarquecuandolafrecuenciadelafuentees5,1kHz,la ondadelvoltajeVR alcanzasumáximaamplitudysecolocaenfasecon el voltajedela fuente.Luego,fR=5,1kHz. 4. ConlafrecuenciadesalidadelgeneradorpuestaenfR midaelvoltajeen

elresistor,VR, enelcapacitor,VC, enelinductor,VL, yenlacombinación capacitor –

inductor, VCL.Todas las mediciones deben hacerse

cambiando,segúnseanecesario,lasconexionesdelcanal1yelcanal2. Registrelosvalores enla tabla4,renglón“fR“.

5. Incrementeen500HzelvalordefR y ajusteelgeneradordefuncionesa estafrecuencia.Anoteelvalorenlatabla4.CompruebeV(debeserel mismoqueenelpaso3,ajústelosiesnecesario).MidaVR,VC,VL yVLC. Registrelosvalores enla tabla4,renglón“fR+500”. 6. Siga aumentandolafrecuencia en500HzmientrasmideyregistreVR,VC, VL yVLChastaquela frecuenciasea fR +2.5kHz.Asegúrese demantener constantelaamplituddel voltajedeentrada. 7. Reduzcalafrecuencia delgenerador hastafR–500Hz.Escriba estevalor enlatabla 4. VerifiqueVotravezydespuésmidaVR,VC,VL yVLC. Registrelosvalores enla tabla4. 8. Continúereduciendolafrecuenciaen500Hzhastaqueelvalorfinalsea fR –2.5kHz.EncadapasoverifiqueyanoteV(siesnecesarioajústelo paramantenerconstante el voltajedelexperimento);tambiénmidaVR, VC,VL yVLC.Anotetodoslosvaloresenlatabla4.Despuésdehacer todaslasmedicionesapague el generador defunciones.

9. Para cada frecuencia de la tabla 4 calcule la diferencia entre las medicionesdeVLyVC.Registresurespuestacomonúmeropositivoen latabla 4.

DVLC F 2.5KHz = VL – VC = 11.6v – 5.2v = 6.4 v DVLC F 2.0 KHz = VL - VC = 11.8 v – 6.0v = 5.8 v DVLC F 1.5 KHz = VL - VC = 11.8 v – 7.0 v = 4.8 v

DVLC F 1.0 KHz = VL - VC = 11.7 v – 8.0 v = 3.7 v

DVLC F 500 Hz = VL - VC = 11.6 v – 9.2 v = 2.4 v

DVLC FR- Hz = VL - VC = 10.4 V – 10.4 V = 0 V

DVLC F- 500 Hz = VL - VC = 9.4 v – 11.4 v = 2 v

DVLC F- 1 K KHz = VL - VC = 7.8 v – 11.6 v = 3.8

DVLC F- 1.5 KHz = VL - VC = 6.0 v – 11.8 v = 5.8 v

DVLC F- 2.0 KHz = VL - VC = 4.4 v 11.6 v = 7.2 v

DVLC F- 2.5 KHz = VL - VC = 3.0 v – 11.1 v = 8.1 v

Tabla 4. Efecto de la frecuencia sobre impedancia en un circuito RLC en serie.

10.

Para cada

frecuencia de la tabla 4 calcule la corriente en el circuito con el valor medido

de VR y el valor nominal de R. Con el valor calculado de I, encuentre la impedancia, Z,

en cada frecuencia mediante la ley de Ohm, Z V/I.

F 2.5 KH = Z = V/I

F 2.5 KH = Z= 10 Vpp / 2.5 mA = 4000 Ω

F 2.0 KH = Z = V/I

F 2.0 KH = Z = 10 Vpp / 2.6 mA = 3846 Ω

F 1.5 KH = Z = V/I

Paso Frecuencia,Hz

Voltaje en el resistor VR,Vpp

Voltaje en el inductor VL, Vpp

Voltaje en el capacit or VC, Vpp

Voltaje entre A Y B VLC, Vpp

Diferencia de voltajes VL – VC, Vpp

Corriente (calculada) I,mA

Impedancia Z (calculada con la ley deOhm)

fR +2.5 k 7600 5,0 11,6 5,2 7,0 6,4 2,5 4000

fR+2k 7100 5,2 11,8 6,0 6,4 5,8 2,6 3846

fR +1.5 k 6600 5,6 11,8 7,0 5,6 4,8 2,8 3571

fR+1k 6100 6,1 11,7 8,0 4,8 3,7 3 3333

fR +500 k 5600 6,6 11,6 9,2 3,9 2,4 3,3 3030

fR 5100 6,8 10,4 10,4 3,4 0 3,4 2941

fR-500 4600 6,6 9,4 11,4 3,8 2 3,3 3030

fR-1k 4100 6,0 7,8 11,6 5,0 3,8 3 3333

fR-1.5k 3600 5,4 6,0 11,8 6,4 5,8 2,7 3703

fR-2k 3100 4,4 4,4 11,6 7,6 7,2 2,2 4545

fR–2.5 K 2600 3,6 3,0 11,1 8,8 8,1 1,8 5555

F 1.5 KH = Z = 10 Vpp / 2.8 mA = 3571 Ω

F 1.0 KH = Z = V/I

F 1.0 KH = Z = 10 Vpp / 3.0 mA = 3333 Ω

F 500 H = Z = V/I

F 500 H = Z = 10 Vpp / 3.3 mA = 3030 Ω

FR H = Z = V/I

FR H = Z = 10 Vpp / 3.4 mA = 2941 Ω

F -500 H = Z = V/I

F -500 H = Z= 10 Vpp / 3.3 mA = 3030 Ω

F 1 KH = Z = V/I

F 1 KH = Z= 10 Vpp / 3.0 mA = 3333 Ω

F 1.5 KH = Z = V/I

F 1.5 KH = Z= 10 Vpp / 2.7 mA = 3703 Ω

F 2.0 KH = Z = V/I

F 2.0 KH = Z= 10 Vpp / 2.2 mA = 4545 Ω

F 2.5 KH = Z = V/I

F 2.5 KH = Z= 10 Vpp / 1.8 mA = 5555 Ω

11.Trasladelospasosdefrecuenciadelatabla4alatabla5.CalculeXCy XLparacada pasoconlosvaloresmedidosdeVCyVLdelatabla4. Escribasusrespuestasenlatabla5.Calculelaimpedanciadelcircuitoen cadapaso,segúnlafórmuladelaraízcuadradaylosvalorescalculados deXC yXLyel valor nominal R. Anotelas respuestas enlatabla5.

-

Tabla5.Comparación delos cálculosdeimpedanciaenuncircuitoRLCenserie

Paso Frecuencia,

Hz

Reactancia inductiva

(calculada) XL,Ω

Reactancia capacitiva (calculada)

XC, Ω

Impedanciacalculada

(fórmula de la raíz cuadrada)

XL,Ω

fR+2.5k 7600 4640 2080 2748.88

fR+2k 7100 4538.46 2307.69 2444.65

fR+1.5k 6600 4214.28 2500 1984.62

fR+1k 6100 3900 2666.66 1587.80

fR+500H 5600 3515.15 2787.87 1236.50

fR 5100 3058.82 3058.82 1000

fR–500 H 4600 2848.48 3454.54 1169.31

fR-1k 4100 2600 3866.66 1613.82

fR-1.5k 3600 2222.22 4370.37 2369.50

fR-2k 3100 2000 5272.72 3422.08

fR-2.5k 2600 1666.66 6166.66 4609.77

Reactancia inductiva.

Reactancia Capacitiva.

Impedancia del circuito

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

PROCEDIMIENTO 3 Objetivos 1. Determinarla frecuencia de resonancia, fR, de un circuito LC serie. 2. Verificar que la frecuencia de resonancia de un circuito LC en serie está dada por la formula.

3. Desarrollar la curva de la respuesta en frecuencia de un circuito LC serie MATERIAL NECESARIO Instrumentos Generador de funciones Osciloscopio Resistores

1. 1 de 1 kΩ, ½ W, 5% Capacitor 1 de 0.001 μF 1 de 0.01 μF 1 de 0.0033 μF Inductor Inductor de 10 mH 1. Determinación de la frecuencia de resonancia de un circuito RCL en serie. 1.1 Calcule las frecuencias de resonancia para las combinaciones LC en serie 10 mH-0.01 μF; 10 mH-0.0033 μF y 10 mH-0.001 μF. Utilice la fórmula y los valores nominales de L y C. Anote sus respuestas en la tabla 7. Combinación 10 mH – 0.01uF

Combinación 10 mH – 0.0033 uF

Combinación 10 mH – 0.001 uF

1.2 Con el generador de funciones y el osciloscopio apagados arme el circuito de la figura 6.

1.3 Encienda el generador de funciones y fije la frecuencia en 15 kHz. Encienda el osciloscopio y calíbrelo para mediciones de voltaje. Ajústelo para ver la onda senoidal de salida del generador. Aumente la salida del generador hasta que el osciloscopio indique un voltaje de 5 VPP. Mantenga este voltaje en todo el experimento. 1.4 Observe el voltaje pico a pico en el resistor, VR, conforme la frecuencia varía por encima y por debajo de 15 kHz. Observe la frecuencia en la que VR es máximo en la frecuencia de resonancia, fR. También observe en el osciloscopio que el desfase en resonancia es de 0°. Anote el valor de fR en la tabla 7, renglón de 0.01μF. Apague el generador de funciones.

1.5 Sustituya el capacitor de 0.01 μF por el de 0.0033 μF. Encienda el generador de funciones. Comprueba que el voltaje de salida del generador sea de 5VPP; ajústelo si es necesario. 1.6 Fije la frecuencia del generador en 27 kHz. Observe el voltaje en el resistor VR conforme la frecuencia varía por encima y por debajo de 27 kHz. En el punto en que VR es máximo, la frecuencia es fR. Escriba este valor en la tabla 7, renglón de 0.0033 μF. Apague el generador de funciones.

1.7 Reemplace el capacitor de 0.0033 μF por el de 0.001 μF. Encienda el generador de funciones. Verifique el voltaje de salida del generador y, si es necesario´, ajústelo para mantener 5 VPP. 1.8 Ajuste la frecuencia del generador en 50 kHz. Observe el voltaje en el resistor, VR, conforme la frecuencia varía por encima y por debajo de 50 kHz. En la frecuencia de resonancia, fR, el voltaje en el resistor será máximo. Anote el valor de fR en el renglón de 0.001 μF de la tabla 7.

Por medio de la gráfica observamos que la frecuencia de resonancia es 50,8 kHz. En este valor, VR alcanza su máximo valor de amplitud (2,45Vpp). 2. Trazado de la curva de respuesta en frecuencia. 2.1. Con el circuito de la figura 6 aún armado y el capacitor de 0.001 µF en el circuito, revise el osciloscopio para verificar que el voltaje de salida aún es de 5 Vpp. También compruebe el valor de fR para el circuito de 10 mH y 0.001 µF (debe ser el mismo que se obtuvo en el paso 1.8) 2.2. Examine la tabla 8. En esta parte del experimento deberá hacer una serie de mediciones a frecuencias por encima y por debajo de la frecuencia de resonancia. Para cada frecuencia medirá y registrará el voltaje el voltaje en el resistor de 1k (. Dado que fR puede no ser un número redondo, quizá no pueda ajustar las frecuencias exactas en el generador. En consecuencia,

elija valores de frecuencia lo más cercanos posibles a los valores de los incrementos. Por ejemplo, si fR = 9 227, fR + 3 000 = 12 227; en este caso, seleccione la frecuencia más cercana a la que se pueda ajustar con precisión. Es importante continuar observando el voltaje de salida del generador y ajustarlo en 5 Vpp si es necesario. Al concluir las mediciones, apague el osciloscopio y el generador de funciones.

Tabla 7. Frecuencia de resonancia de un circuito RLC en serie

Inductor LmH

Capacitor C, μF Frecuencia de resonancia fR, Hz

Calculada Medida

10 0.01 15915,5 15900

10 0.0033 27705,3 27800

10 0.001 50329,2 50400

Tabla 8. Respuesta en frecuencia de un circuito RLC en serie

Incremento Frecuencia f, Hz Voltaje en el resistor VR, Vpp

fR – 21 kHz 29400 1,2

fR – 18 kHz 32400 1,4

fR – 15 kHz 35400 1,6

fR – 12 kHz 38400 2,0

fR – 9 kHz 41400 2,1

fR – 6 kHz 44400 2,3

fR – 3 kHz 47400 2,4

fR 50400 2,5

fR + 3 kHz 53400 2,45

fR + 6 kHz 56400 2,3

fR + 9 kHz 59400 2,2

fR + 12 kHz 62400 2,0

fR + 15 kHz 65400 1,8

fR + 18 kHz 68400 1,7

fR + 21 kHz 71400 1,8

PROCEDIMIENTO 4 OBJETIVOS

Medir el efecto de la Q de un circuito en la respuesta en frecuencia.

Medir el efecto de la Q de un circuito en el ancho de banda en los puntos de potencia media.

MATERIAL NECESARIO

Instrumentos

Generador de funciones.

Osciloscopio Resistores (½ W, 5%)

1 de 1 kΩ

1 de 220 Ω

1 de 100 Ω Capacitor

1 de 0.001 μF

Inductor

Inductor de 10 mH 1. La Q del circuito y la respuesta en frecuencia de un circuito resonante en

serie

1.1. Con el generador de funciones y el osciloscopio apagados, arme el circuito de la figura 7. El osciloscopio debe estar calibrado para medir el voltaje de salida del generador.

1.2. Encienda el generador y el osciloscopio. Ajuste la salida V, del generador en 2 Vpp medidos con el osciloscopio. Mantenga este voltaje en todo el experimento y verifíquelo cada vez que cambie la frecuencia del generador; de ser necesario, ajústelo en 2 Vpp.

1.3. Ponga el generador de funciones en 50 kHz. Varíe la frecuencia por

encima y por debajo de 50 kHz hasta determinar el máximo voltaje en el capacitor, VC. Este VC máximo se alcanza en la frecuencia de resonancia, fR. Registre fR y VC en la tabla 9.

Por medio de la gráfica observamos que la frecuencia de resonancia es 50,4 kHz. En este valor, VC alcanza su máximo valor de amplitud (3,2Vpp).

1.4. Examine la tabla 9. Deberá medir el voltaje en el capacitor VC, haciendo

variar la frecuencia desde 21 kHz por debajo de la frecuencia de resonancia hasta 21 kHz por encima de fR en incrementos de 3 kHz . Elija la frecuencia del generador lo más cercana posible a la desviación indicada. Registre la frecuencia real en la columna correspondiente. Anote cada voltaje en la columna “Resistor de 1 kΩ”. Al concluir las mediciones apague el generador de funciones y retire el resistor de 1 kΩ del circuito.

1.5. Reemplace el resistor de 1 kΩ por uno de 220 (Encienda el generador y

ajuste su voltaje de salida, V, en 2 VPP medido con el osciloscopio. Conserve este voltaje durante todo el experimento.

1.6. Mida el voltaje en el capacitor para cada una de las frecuencias de la tabla 9 y registre los valores en la columna “Resistor de 220 Ω”. Después de hacer las mediciones apague el generador y retire el resistor de 220Ω.

1.7. Sustituya el resistor de 220 Ω por uno de 100Ω. Encienda el generador y ajuste su salida, V, en 2 Vpp medidos en el osciloscopio. Mantenga este voltaje en todo el experimento. 1.8. Mida el voltaje VC en el capacitor para cada frecuencia de la tabla 9 y anote los valores en la columna “Resistor de 100 Ω”. Después de todas las mediciones apague el generador y el osciloscopio; retire el resistor de100 Ω. 2. Efecto de la resistencia en la frecuencia de resonancia determinación del ángulo de fase de un circuito resonante. 2.1. Vuelva a armar el circuito de la figura 7 con el resistor de 1 kΩ y las puntas del osciloscopio en el resistor.

2.2. Encienda el generador y el osciloscopio. Ajuste la salida, V, del generador en 2 Vpp medidos en el osciloscopio. Conserve este voltaje en todo el experimento y ajústelo si es necesario.

2.3. Varíe la frecuencia hasta que el voltaje VR en el resistor llegue al

máximo. En VR máximo, la frecuencia es la frecuencia de resonancia del Circuito. Registre fR y VR en la tabla 10 en el renglón de 1 kΩ. Mida el voltaje en la combinación capacitor-inductor, VLC. Registre el valor en el renglón de 1 kΩ de la tabla 10. Apague el generador y retire el resistor de 1 kΩ.

1 1

I R

V

: 1

7 I R

V

: 2

1 I R

V

: 1

1

0

6 3

0

0

2.4. Conecte el resistor de 220 Ω y repita el paso 2.3. Registre la frecuencia en el renglón de 220 Ω. Mida el voltaje en la combinación capacitor- inductor, VLC. Registre su valor en la tabla 10, renglón de 220 Ω.

2.5. Reemplace el resistor de 220 Ω por el de 100 Ω y repita el paso 2.3.

Registre en el renglón de 100 Ω. Mida el voltaje en la combinación capacitor-inductor, VLC. Registre el valor en el renglón de 100 Ω de la tabla 10. Apague el generador y el osciloscopio; desarme el circuito.

2.6. Mida la resistencia del inductor y anote su valor en la tabla 10.

2.7. Para cada valor del resistor, calcule la corriente en el circuito, a partir del

valor medido de VR y el valor nominal de R. Escriba sus respuestas en la tabla 10.

R1 k

I R

R R

R1 20

I R

R R

R1 00

I R

R R

1V

1k

1,6V

220

, 84V

100

mA

,2mA

8,4mA

2.8. Utilizando los valores prácticos de resistencia del circuito, calcule la Q de cada circuito. Después, con los valores medidos de Vc en la resonancia, determine el valor medido de Q. Registre sus respuestas en la tabla 10.

Hallamos

1

LC

00000

(10 *10

1

H) (0,01*10 F)

Tabla 9. La Q del circuito y la respuesta en frecuencia de un circuito resonante en serie.

Desviación de Frecuencia

Frecuencia f, Hz

Resistor de 1 kΩ

Resistor de 200 Ω

Resistor de 100 Ω

Voltaje en el capacitor VC,

Vpp


Vpp


Vpp

fR – 21 k 29400 2,56 2,9 2,8

fR – 18 k 32400 2,56 3,2 3,2

fR – 15 k 35400 2,88 3,5 3,5

fR – 12 k 38400 3,04 3,8 4,0

fR – 9 k 41400 3,2 4,5 4,6

fR – 6 k 44400 3,28 5,0 5,2

fR – 3 k 47400 3,28 5,3 5,7

fR 50400 3,2 5,3 5,8

fR + 3 k 53400 2,96 4,8 5,2

fR + 6 k 56400 2,72 4,4 4,4

fR + 9 k 59400 2,4 3,5 3,6

fR + 12 k 62400 2,08 2,8 3,0

fR + 15 k 65400 1,92 2,4 2,5

fR + 18 k 68400 1,68 2,1 2,1

fR + 21 k 71400 1,44 1,8 1,8

ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍAS E INGENIERÍA ANALISIS CIRCUITOS AC ACTIVIDAD INTERMEDIA 2

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Tabla 10. Efecto de la resistencia en un circuito resonante en serie.

Resisto r Q del

circuito R, Ω

Frecuencia de

resonancia FR, Hz

Voltaje en el

Resistor VR, Vpp

Voltaje en la combinación capacitor/inductor VLC,

Vpp

Corriente del circuito (calculada ) I, mApp

Q del circuito

Calculada

Medida

1 k

50400

1,0

3,15

1

1 1.2

220

50400

1,6 5,2

7,2

4,54 5.0

100

50400

1,84

5,8

18,4

10 10

PROCEDIMIENTO 5 Objetivos 1. Determinar la frecuencia de resonancia de un circuito RLC en paralelo. 2. medir la corriente de línea y la impedancia de un circuito RLC en paralelo en la frecuencia de resonancia. 3. medir el efecto de las variaciones de frecuencia en la impedancia de un circuito RLC en paralelo. MATERIAL NECESARIO Instrumentos Generador de funciones Osciloscopio Resistores (½ W, 5%) 2 de 33 Ω 1 de 10k Ω


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Capacitor 1 de 0.022 μF Inductor Inductor de 10 mH 1. Frecuencia de resonancia e impedancia de un circuito resonante LC en paralelo 1.1 Con el generador de funciones y el osciloscopio apagados arme el circuito de la figura 8. 1.2 Encienda el generador y el osciloscopio. Ajuste el osciloscopio para medir el voltaje de salida del generador. Aumente este voltaje, V, hasta 4 Vpp. Mantenga este voltaje en todo el experimento. Ajuste la frecuencia del generador en 10 kHz y el osciloscopio para que despliegue dos o tres ciclos de la onda senoidal.

1.2 Encienda el generador y el osciloscopio. Ajuste el osciloscopio para medir el voltaje de salida del generador. Aumente este voltaje, V, hasta 4 Vpp. Mantenga este voltaje en todo el experimento. Ajuste la frecuencia del generador en 10 kHz y el osciloscopio para que despliegue dos o tres ciclos de la onda senoidal.


Código 201423_14 2.014

1.3 Varíe la frecuencia del generador por encima y por debajo de 10 kHz y observe el voltaje, VR, en el resistor con el modo diferencial (ADD/INVERT) del osciloscopio. En el VR mínimo, la frecuencia será igual a la frecuencia de resonancia, fR. Compruebe que V = 4 Vpp; ajústelo si es necesario. Podemos observar que la amplitud mínima de VR se obtiene cuando la frecuencia es 10700 Hz, luego esa es fR.

1.4 En la tabla 11 aparece una serie de frecuencias mayores y menores que la frecuencia de resonancia, fR. Ajuste la frecuencia del generador lo más cerca posible de cada una de ellas. En cada frecuencia mida el voltaje pico a pico en el resistor, VR, y en el circuito LC en paralelo (circuito tanque), VLC comprobando de manera periódica que V = 4 Vpp. Anote la frecuencia, f, VR y VLC en la tabla 11. Después de todas las mediciones, apague el generador y el osciloscopio y desconecte el circuito. 1.5 Con los valores medidos de VR y el valor nominal de R calcule la corriente de línea, I, a cada una de las frecuencias. Escriba sus respuestas en la tabla 11. 1.6 Con los valores de I calculados en el paso 1.5 y el valor pico a pico de V (4 Vpp), calcule la impedancia del circuito tanque a cada frecuencia. Registre sus respuestas en la tabla 11. 2. Características reactivas de un circuito LC en paralelo 2.1 Con el generador y el osciloscopio apagados arme el circuito de la figura 9. Suponga que la frecuencia de resonancia, fR de este circuito es la misma que en la parte 1. Anote las frecuencias de la tabla 11 en la tabla 12.


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2.2 Encienda el generador y el osciloscopio. Ajuste el voltaje, V, del generador en 4 Vpp y conserve este voltaje en todo el experimento. Revise V de vez en cuando y ajústelo si es necesario. 2.3 Para cada frecuencia de la tabla 12 mida el voltaje VR1 en el resistor de la rama capacitiva AB y el voltaje VR2 en el resistor de la rama inductiva CD. Registre los valores en la tabla 12. Después de todas las mediciones, apague el generador y el osciloscopio y desconecte el circuito.

2.4 Con los valores medidos de VR1 y VR2 y los valores nominales de R1 y R2, calcule,


Código 201423_14 2.014

para frecuencia, las corrientes IC en la rama capacitiva, e IL en la rama inductiva. Anote sus respuestas en la tabla 12.

Cuando f = 10700 – 3000 = 7700

R1:

R2:

Cuando f = 10700 – 4000 = 6700 R1:

R2:

Cuando f = 10700 – 5000 = 5700

R1:

R2:

Cuando f = 10700 – 6000 = 4700

R1:

R2:

Tabla 11. Respuesta en frecuencia de un circuito resonante en paralelo


Código 201423_14 2.014

Tabla 12. Características de la reactancia en un circuito LC en paralelo

PROCEDIMIENTO 6

Desviación de

frecuencia

Frecuencia f, Hz

Voltaje en el resistor

VR, Vpp

Voltaje en el circuito tanque VLC, Vpp

Corriente de línea

(calculada) I, μA

Impedancia del circuito

tanque (calculada)

Z, Ω

fR – 6 k 4700 4,02 0,12 402 9950

fR – 5 k 5700 3,96 0,18 396 10101

fR – 4 k 6700 3,9 0,24 390 10256

fR – 3 k 7700 3,84 0,36 384 10416

fR – 2 k 8700 3,66 0,48 366 10928

fR – 1 k 9700 3,48 0,6 348 11494

fR – 500 k 10200 3,3 0,72 330 12121

fR 10700 3,24 0,72 324 12345

fR + 500 k 11200 3,3 0,72 330 12121

fR + 1 k 11700 3,36 0,66 336 11904

fR + 2 k 12700 3,6 0,54 360 11111

fR + 3 k 13700 3,72 0,48 372 10752

fR + 4 k 14700 3,78 0,36 378 10852

fR + 5 k 15700 3,84 0,3 384 10416

fR + 6 k 16700 3,9 0,24 390 10256

Frecuencia f, Hz

Voltaje en el resistor R1 VR1, mVpp

Voltaje en el resistor R2 VR2, mVpp

Corriente en la rama capacitiva (calculada) IC, mApp

Corriente en la rama inductiva (calculada) IL, mApp

fR – 6 k 20,8 10,8 472 90

fR – 5 k 18,0 6,4 490 127

fR – 4 k 16,2 4,2 545 193

fR – 3 k 15,6 3,0 630 327


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Objetivos

3. Determinar la respuesta en frecuencia de un filtro pasabajas.

4. Determinar la respuesta en frecuencia de un filtro pasaltas.

MATERIAL NECESARIO

Instrumentos

Osciloscopio

Generador de funciones

Resistores (½ W, 5%)

1 de 10 Ω

1 de 22 kΩ

Capacitor

1 de 0.001 µ F

A. Filtro Pasaltos

1.1 Examine el circuito de la figura A. Calcule la frecuencia de corte del circuito, fc. Para los

valores que se muestran. Anote este valor en la columna de frecuencias de la tabla 1.

Frecuencia de corte (fc)

1.2 Para cada frecuencia de la tabla 1 calcule y registre los valores de Vsal en R1 y de Xc.


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Voltaje de salida en R1. Vs/Ve


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1.3 Con el generador de funciones apagado arme el circuito de la figura. Ajuste el nivel de

salida del generador en V = 10 Vpp a 1KHz. Para verificar si el circuito funciona de manera

adecuada, haga un barrido de frecuencia de salida de generador de 10Hz a 100 KHz

mientras observa la señal de salida en R1, si el circuito trabaja en forma apropiada proceda

al paso siguiente.


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1.4 Ponga la salida del generador en V = 10 Vpp y aplique cada una de las frecuencias de

la tabla 1. Mida y registre la señal de salida en R1 para cada entrada.

1.5 Apague el generador de funciones. Para cada voltaje de salida medido en el paso 4,

calcule el porcentaje de V que se suministra a C y anote estos valores en la tabla 2.

B. filtro pasabajos

1.1 Examine el circuito de la figura B. Para los valores que se muestran Calcule la frecuencia

de corte del circuito fc. Registre este valor en la columna de frecuencias de la tabla 2.

1.2 Para cada frecuencia de la tabla 2 calcule y escriba los valores de Vsal en C1 y de Xc.


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1.3 Con el generador de funciones apagado arme el circuito de la figura B. Ajuste el nivel de

salida del generador en V = 10 Vpp a 1KHz. Para comprobar si el circuito funciona bien, haga

un barrido de frecuencia de salida de generador de 10Hz a 100 KHz mientras observa la

señal de salida en C1. Si el circuito trabaja en forma apropiada proceda al paso siguiente.

1.4 Ponga la salida del generador en V = 10 Vpp y aplique cada una de las frecuencias de la

tabla 2. Mida y registre la señal de salida en C1 para cada entrada.

1.5 Apague el generador de funciones. Para cada voltaje de salida medido en el paso 4,

calcule el porcentaje de V que se suministra a C y anote estos valores en la tabla 2.


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Tabla 1. Filtro Pasaltos

Frecuencia

f, HZ

XC

ῼ

Voltaje

Salida

(calculado)

Vpp

Voltaje

salida

(medido)

Vpp

Voltaje

salida

porcentaje

%

(medido)

100 1591550,775 0.138 0.141 97.73%

500 318309,88 0.690 0.707 97.51%

1000 159155,0775 1.369 1.386 98.80%

2000 79577,53876 2.665 2.687 99.17%

5000 31831,0155 5.686 5.713 99.52%

7234.31 22000,0356 7.071 7.099 99.60%

10000 15915,50775 8.102 8.118 99.81%

20000 7957,753876 9.404 9.390 100.14%

50000 3183,10155 9.897 9.871 100.26%

100000 1591,550775 9.974 9.956 100.18%

200000 795,7753876 9.993 9.984 100.09%

Tabla 2. Filtro pasabajos

Frecuencia

f, HZ

XC

ῼ

Voltaje

Salida

(calculado)

Vpp

Voltaje

salida

(medido)

Vpp

voltaje

salida

porcentaje

%

(medido)

100 1591550,775 10.000 9.984 100.16%

500 318309,88 9.995 9.956 100.39%

1000 159155,0775 9.980 9.956 100.24%

2000 79577,53876 9.922 9.899 100.23%

5000 31831,0155 9.540 9.503 100.39%

10000 15915,50775 8.467 8.400 100.80%

15915.45 10000 7.071 6.166 100.99%

20000 7957,753876 6.227 7.014 100.78%

50000 3183,10155 3.033 2.998 101.11%

100000 1591,550775 1.572 1.556 101.03%

200000 795,7753876 0.793 0.764 103.09%


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PROCEDIMIENTO 7

Objetivos 1. Determinar la respuesta en frecuencia de un filtro pasabanda. 2. Determinar la respuesta en frecuencia de un filtro rechazabanda. MATERIAL NECESARIO Instrumentos

Osciloscopio

Generador de funciones Resistores (½ W, 5%)

1 de 3.3k Ω

5 de 10 kΩ

1 de 100 kΩ Capacitores

1 de 0.001 µF

1 de 0.01 µF

1 de 500 pF A. Filtro pasabanda 1.1 Examine el circuito de la figura A. Con los valores que se muestran para este filtro Pasabanda RC, calcule la frecuencia de corte inferior y superior. Registre estos Valores en la tabla 1.


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1.2 Con el generador de funciones apagado arme el circuito pasabanda RC de la figura. 1.3 Encienda el generador de funciones y ajuste su voltaje de salida en V = 10 V pp. Asegúrese de mantener este valor de salida para todos los valores de frecuencia. Para cada frecuencia de entrada listada en la tabla 1, mida y anote el valor del Voltaje de salida, Vsal. 1.4 Para cada valor de frecuencia calcule la cantidad de atenuación que ofrece el filtro en forma porcentual. Registre en la tabla 1 los valores porcentuales. Atenuación: Vsal / Vin * 100% F (10 Hz)= 10v - 0.197988 = 9.8/10*100% A= 98% F (50Hz)= 10v - 1.046508 = 9.0/10*100% A= 90% F (100 Hz)= 10v - 2,036448 = 8.0/10*100% A= 80% F (200 Hz)= 10v - 3.846624 = 6.2/10*100% A= 62% F (300 Hz)= 10v - 5.289108 =4.7/10*100% A= 47% F (400 Hz)= 10v - 6.331656 =3.7/10*100% A= 37% F (500 Hz)= 10v - 7.099284 = 2.9/10*100% A= 29% F (600 Hz)= 10v - 7,63668 = 2.4/10*100% A= 24% F (700 Hz)= 10v - 8,004372 =2.0/10*100% A= 20% F (800 Hz)= 10v - 8,258928 = 1.7/10*100%


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A= 17% F (900 Hz)= 10v - 8,428632= 1.6/10*100% A= 16% F (1000 Hz)= 10v - 8,541768 =1.5/10*100% A= 15% F (2000 Hz)= 10v - 8,145792 =1.9/10*100% A= 19% F (3000 Hz)= 10v - 7,099284 = 2.9/10*100% A= 29 % F (4000 Hz)= 10v - 6,109344 =3.9/10*100% A= 39% F (5000 Hz)= 10v - 5,289108 = 4.7/10*100% A= 47% F (10000 Hz)= 10v - 2,998104 = 7.0/10*100% A= 70% F (20000 Hz)= 10v - 1,55562 = 8.4/10*100% A= 84%


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B. filtro rechazabanda 1.5 con el generador de funciones apagado construya el filtro de ranura RC de la figura B. 1.6 Con los valores del circuito indicados calcule y anote la frecuencia de ranura del circuito, fN, en el espacio correspondiente de la tabla 2.

1.7 Encienda el generador de funciones y ajuste su voltaje de salida en V = 10 Vpp. asegúrese de mantener este valor de salida para todos los valores de frecuencia. 1.8 Para cada frecuencia de entrada listada en la tabla 1, mida y anote el valor del voltaje de salida, Vsal. 1.9 con los valores medidos de Vsal calcule la salida porcentual para cada frecuencia.


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Tabla 1. Filtro RC pasabanda Fci = 482.28 Hz

Fcs = 3183.09 Hz

FRECUENCIA

(Hz) V rms Vpp ATENUACION

10 0,07 0,197988 98 %

50 0,37 1,046508 90 %

100 0,72 2,036448 80 %

200 1,36 3,846624 62 %

300 1,87 5,289108 47 %

400 2,24 6,335616 37 %

500 2,51 7,099284 29 %

600 2,7 7,63668 24 %

700 2,83 8,004372 20 %

800 2,92 8,258928 17 %

900 2,98 8,428632 16 %

1KHz 3,02 8,541768 15 %

2KHz 2,88 8,145792 19 %

3KHz 2,51 7,099284 29 %


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4KHz 2,16 6,109344 39 %

5KHz 1,87 5,289108 47 %

10KHz 1,06 2,998104 70 %

20KHz 0,55 1,55562 84 %

30KHz 0,36 1,018224 90 %

40KHz 0,28 0,791952 92 %

50KHz 0,22 0,622248 94 %

60KHz 0,18 0,509112 95 %

70KHz 0,15 0,42426 96 %

80KHz 0,14 0,395976 96 %

90KHz 0,12 0,339408 97 %

100KHz 0,11 0,311124 97 %

200KHz 0,05 0,14142 99 %

1MHz 0 0 100 %

Tabla 2. Filtro RC rechazabanda. FN: ___482.28Hz___

FRECUENCIA

Hz

Vrms

salida

Vpp

salida

Salida porcentual

%

10 3,03 8,57 14,3 %

50 2,93 8,29 17,1 %

100 2,45 6,93 30,7 %

200 1,49 4,21 57,9 %

300 0,8 2,26 77,4 %

400 0,3 0,85 91,5 %

482,29 0,01 0,03 99,7 %

500 0,08 0,23 97,7 %

600 0,4 1,13 88,7 %

700 0,67 1,90 81,0 %

800 0,9 2,55 74,5 %

900 1,11 3,14 68,6 %

1000 1,3 3,68 63,2 %

2000 2,45 6,93 30,7 %

3000 2,93 8,29 17,1 %

4000 3,16 8,94 10,6 %


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5000 3,28 9,28 7,2 %

10000 3,46 9,79 2,1 %

20000 3,51 9,93 0,7 %

30000 3,52 9,96 0,4 %

40000 3,52 9,96 0,4 %

50000 3,52 9,96 0,4 %

60000 3,53 9,98 0,2 %

70000 3,53 9,98 0,2 %

80000 3,53 9,98 0,2 %

90000 3,53 9,98 0,2 %

100000 3,53 9,984252 0,2 %

200000 3,53 9,984252 0,2 %

1000000 3,53 9,984252 0,2 %

Circuito RC filtro rechazabanda.


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CONCLUSIONES

POR: HENRY LOZANO

PodemosdefinirqueelcomportamientoenfrecuenciadeuncircuitoAC es La variación desucomportamientoeléctrico,alvariarlafrecuenciade laseñal.

Podemosobservarenelprimerprocedimiento,quelaimpedanciayla corriente de uncircuitoRLyRC,sonafectadasdemaneraconsiderable, amedidaquela frecuenciavaría.

También podemos afirmar que en un circuito serie RLC, cuando se encuentra alimentado con una onda senoidal con una frecuencia de reso- nanciadelcircuito, lacorriente alcanzaunvalormáximo yde la mismamane ra,laimpedanciadelcircuitoeslamínima.Amedidaquela frecuenciasealeja deestevalordefrecuencia, lacorrientedelcircuito disminuye,delamisma formaqueaumentasuimpedancia.

La resonancia es una condición en un circuito RLC en el cual las reactancias capacitivaseinductivassondesimilarmagnitud,loqueda origen a unaimpedanciaresistiva.

- Se determinaron los efectos de la carga en un circuito serie y los efectos de la

resistencia en la frecuencia resonante determinando el ángulo de desfase en un

circuito resonante.

- podemos afirmar que en un circuito serie RLC, cuando se encuentra alimentado con una onda senoidal con una frecuencia de resonancia del circuito, la corriente alcanza un valor máximo y de la misma manera, la impedancia del circuito es la mínima. A medida que la frecuencia se aleja de este valor de frecuencia, la corriente del circuito disminuye, de la misma forma que aumenta su impedancia.

- La resonancia es una condición en un circuito RLC en el cual las reactancias capacitivas e inductivas son de similar magnitud y estas son canceladas lo que da origen a una impedancia resistiva.

- Se determinaron los efectos de la carga en un circuito serie y los efectos de la

resistencia en la frecuencia resonante determinando el ángulo de desfase en un

circuito resonante.


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- podemos afirmar que en un circuito serie RLC, cuando se encuentra alimentado con una onda senoidal con una frecuencia de resonancia del circuito, la corriente alcanza un valor máximo y de la misma manera, la impedancia del circuito es la mínima. A medida que la frecuencia se aleja de este valor de frecuencia, la corriente del circuito disminuye, de la misma forma que aumenta su impedancia.

- La resonancia es una condición en un circuito RLC en el cual las reactancias capacitivas e inductivas son de similar magnitud y estas son canceladas lo que da origen a una impedancia resistiva.

El factor de calidad de un circuito resonante es la relación entre la

frecuencia resonante y su ancho de banda.

Observamos que a menor resistencia el factor de calidad se ha mucho más

grande en el circuito.

El voltaje en la combinación del circuito serie L/C inductor/ capacitor aumenta

debido a la resistencia que se maneje en el circuito, con ello evidenciamos que

a menor resistencia mayor es la corriente.

Los filtros, además de afectar a la amplitud de la señal que se les introduce en función de su frecuencia, también afectan o modifican la fase de las señales, y dicha modificación también será una u otra en función de la frecuencia de la señal de entrada.

Podemos concluir que en un circuito de filtro Pasaltos hay una relación inversamente

proporcional ya que mayor es el voltaje de salida a medida que se aumenta la frecuencia y la reactancia capacitiva se disminuye a medida que se aumenta la frecuencia.

Dentro de un circuito para un filtro pasabajos podemos inferir que hay una relación directamente proporcional entre la reactancia capacitiva y el voltaje da salida puesto que se disminuyen a medida que aumentamos la frecuencia.

Se determinó que se puede conseguir un filtro paso banda conectando en cascada

(uno tras otro) un filtro pasa altos y un filtro pasa bajos en el filtro pasabanda la fci

vendrá determinada por el filtro pasa altos y la fcs por el pasa bajos.

Dentro de un filtro rechaza banda podemos determinar que mayor será el valor

porcentual de salida entre la frecuencias de ranura u operación del filtro.


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POR: JEISON TOVAR En los circuitos RC, el ángulo de fase es negativo, es decir, está entre -90° y 0°, indicando que la corriente esta adelantada respecto a la tensión. Si la resistencia es pequeña, es más fácil que fluya corriente y el capacitor se carga en menor tiempo. La presencia de inductancia y capacitancia en el mismo circuito produce un sistema de segundo orden, es decir, uno caracterizado por la ecuación diferencial lineal que incluye una derivada de segundo orden o dos ecuaciones diferenciales lineales simultaneas de primer orden. La tensión de un condensador no varía bruscamente en un circuito en el que no se producen impulsos de Dirac La corriente en una bobina no varía bruscamente en un circuito en el que no se producen impulsos Dirsac.

BIBLIOGRAFÍA

Bios Ingenieria. (2008). Teproa de circuitos RCL. [En línea]. Curso de capacitación de rectificadores y circuitos RCL. Argentina. Disponible en http://lcr.uns.edu.ar/electronica/eya/2008/080423_RLC.pdf GARCIA, J. Teoria de circuitos. Conceptos funadamentales en teoría de circuitos eléctricos. [En línea]. Departamento de ingeniería electrónica. Universidad de Oviedo. Disponible en http://apuntes.coyan.es/Ficheros/teoria_de_circuitos_apuntescoyanes.pdf

http://lcr.uns.edu.ar/electronica/eya/2008/080423_RLC.pdf

http://apuntes.coyan.es/Ficheros/teoria_de_circuitos_apuntescoyanes.pdf

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analisis de circuitos ac trab col 3