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ANALIZAR UN CIRCUITO RLC PASO 3

Presentado por:

Tutor: Jorge Enrique Arboleda

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA INGENIERÍA DE TELECOMUNICACIONES CEAD CARTAGENA VALLEDUPAR - NOVIEMBRE 2018

OBJETIVO  Adquirir y el conocimiento básico de la terminología necesaria en el análisis de circuitos RLC y así poderlos aplicar en desarrollo de nuestras actividades, que nos podemos desenvolver con más destreza a la hora de realizar un circuito RLC, también que el conocer el correcto procedimiento para analizar teóricamente un circuito RLC  Desarrollar destrezas para que al momento en que se proceda de con el montaje real de un circuito a partir de un esquemático se haga de forma adecuada.

1. Definir de manera clara y corta los siguientes conceptos: fasor, impedancia, reactancia inductiva, reactancia capacitiva, voltaje pico a pico, voltaje RMS, voltaje pico, desfase. (en lo posible acompañadas de una imagen y todo debidamente referenciado bajo las normas APA).  FASOR: Un fasor es una representación en el plano complejo de la magnitud y fase de la señal en el tiempo asociada al fasor. Como este representa una condición de inicio no depende del tiempo, un número complejo que presenta información sobre la amplitud y el ángulo de fase de una función senoidal. El concepto del fasor se establece a partir de la identidad de Euler, la cual relaciona el exponencial de un número complejo con la función trigonométrica (a veces llamada cis) La función coseno es la parte real de la función exponencial, mientras que la función seno es la parte imaginaria. Considerado como número complejo, el exponencial tiene magnitud unitaria y su ángulo es f. Por lo anterior, considerando que la frecuencia se mantiene constante, se considera al número complejo

 IMPEDANCIA: Se denomina impedancia a la resistencia al paso de una corriente alterna. Es similar al concepto de resistencia en circuitos de corriente continua pero, a diferencia de la resistencia, la impedancia se representa mediante un número complejo. Las impedancias, al igual que los números complejos, poseen una parte real y una parte imaginaria. La impedancia se representa con la letra Z y se expresa de la siguiente manera:

R es la parte real de la impedancia y corresponde al valor resistivo del elemento. X es la parte imaginaria y corresponde a la reactancia total, que se calcula

como

la

diferencia

de

las

reactancias

inductivas

y

capacitivas.

 REACTANCIA INDUCTIVA: (Xl) es la capacidad de un inductor para reducir la corriente en un circuito de CA. De acuerdo con la Ley de Lenz, la acción de un inductor es tal que se opone a cualquier cambio en la corriente. Como la corriente alterna cambia constantemente, un inductor también se opone a ella, por lo que reduce la corriente en un circuito de corriente alterna. A medida que aumenta el valor de la inductancia, mayor es la reducción de corriente.

 REACTANCIA CAPACITIVA: (Xc) es la propiedad que tiene un condensador para reducir la corriente en un circuito de CA. Cuando un condensador o condensador eléctrico se inserta en un circuito de corriente alterna, las placas se cargan y la corriente eléctrica disminuye a cero. Por lo tanto, el condensador se comporta como una resistencia aparente.

 VOLTAJE PICO A PICO: El voltaje pico a pico no es otra cosa que la suma de las dos amplitudes máximas de la corriente alterna, la del sentido directo y la del inverso.Debido a que el voltaje de pico tiene una duración muy breve, no tiene la potencia suficiente para la mayoría de las aplicaciones. Hablamos entonces de un nivel de amplitud promedio, en otras palabras, voltios RMS los que equivalen a la amplitud que debería tener una corriente eléctrica continua para realizar un mismo trabajo de tipo resistivo, no inductivo y no capacitivo, tal como calentar una resistencia de un horno o bien, iluminar una bombilla.

 VOLTAJE PICO: Es el valor máximo que alcanza la señal. Existen dos valores pico; el valor de pico positivo y negativo. El Valor pico positivo corresponde a la región positiva de la señal, mientras que el valor pico negativo a la región negativa.

 VOLTAJE RMS: El voltaje RMS, o el cuadrado medio de la raíz (también llamado el voltaje eficaz), es un método de denotar una forma de onda senoidal de voltaje (forma de onda de CA) como un voltaje equivalente que representa el valor de voltaje DC que producirá el mismo efecto de calentamiento o disipación de potencia en el circuito, como esta tensión de CA. En otras palabras, la forma de onda es una forma de onda AC, pero el valor RMS permite que esta forma de onda se especifique como DC, porque es la

tensión DC equivalente que entrega la misma cantidad de energía a una carga en un circuito como la señal AC hace sobre su ciclo.

 DESFASE: Es la diferencia entre las fases de dos funciones sinusoidales con la misma frecuencia, en donde no coinciden su magnitud en el tiempo al pasar por puntos equivalentes de ambas señales.

Circuito 1

a. Determine el voltaje en C1 (Salida) Calcule el desplazamiento de fase, del circuito (Salida respecto a la entrada). b. Indique si el desplazamiento de fase es de adelanto o de retraso. c. Realice las respectivas simulaciones de estas señales.  𝐼=

−𝑗 2∗𝜋∗𝑓∗𝑐

𝑋𝑐 =

−𝑗 = −𝟕𝟗𝟓𝟕, 𝟕𝟒 𝒊Ω 2𝜋(500)(40 𝑛𝑓)

𝑋𝑐 = −𝟕𝟗𝟓𝟕, 𝟕𝟒 𝒊Ω  𝑋𝑙 = 𝑗 ∗ 2 ∗ 𝜋 ∗ 𝑓 ∗ 𝑙 𝑋𝐿 = 𝑗2𝜋 ∗ 500 ∗ 120 ∗ 10−3 ∗ 𝑗 𝑋𝐿 = 𝟑𝟕𝟔, 𝟗𝟗𝟐 𝒊 Ω XL1

R2

376,992j

470

R1

XC1

330

-7957,74j

 Reduciremos R2 y XC1 lo llamaremos Z1 𝑍1 = 𝑅2 + 𝑋𝐶1 𝑍1 = 470 + (−7957,74) 𝑍1 = 470 − 7957,74 𝒁𝟏 = 𝟒𝟕𝟎 − 𝟕𝟗𝟓𝟕, 𝟕𝟒 𝒊 Ω

XL1 376,992j

R1

Z1

330

470-7957,74j

 Reduciremos Z1 y R1, lo llamaremos Z2 𝑍2 =

𝑅1 ∗ 𝑍1 𝑅1 + 𝑍1

𝑍2 =

330 ∗ (470 − 7957,74𝑖) 330 + (470 − 7957,74𝑖)

𝒁𝟐 = 𝟑𝟐𝟖, 𝟔𝟑 − 𝟏𝟑, 𝟓𝟒 Ω

XL1 376,992j

Z2 328,63-13,54

 Reducimos Z2 y XL1, lo llamaremos Zt 𝑍𝑡 = 𝑋𝐿1 + 𝑍2 𝑍𝑡 = 376,992𝑗 + 328,63 − 13,54Ω 𝒁𝒕 = 𝟑𝟐𝟖, 𝟔𝟑 + 𝟑𝟔𝟑, 𝟒𝟒𝒋 Ω

ZT 328,63+363,44j

 Ahora hallaremos a corriente total 𝐼𝑡 =

𝑉 𝑍𝑡

10 𝑣 328,63 + 363,44𝑗 Ω 𝑰𝒕 = 𝟎, 𝟎𝟏 − 𝟎, 𝟎𝟏𝟓𝒋 𝑨𝒎𝒑 𝐼𝑡 =

 Hallaremos el Voltaje que pasa por Z2 𝑉(𝑍2) = 𝐼𝑡 ∗ 𝑍2 𝑉(𝑍2) = 0,01 − 0,015𝑗 𝐴𝑚𝑝 ∗ 328,63 − 13,54𝑗 Ω 𝑽(𝒁𝟐) = 𝟒, 𝟐𝟕 − 𝟓, 𝟏𝟓𝒋 𝑽𝒐𝒍𝒕  R1 y Z1 están en paralelo por tal razón el voltaje es el mismo, ya que tenemos el voltaje y la impedancia procederemos a calcular la corriente en Z1 𝑉(𝑍2) 𝑍1 4,27 − 5,15𝑗 𝑉𝑜𝑙𝑡 𝐼(𝑍1) = 470 − 7957,74𝑗 Ω 𝑰(𝒁𝟏) = 𝟔, 𝟕𝟔 ∗ 𝟏𝟎−𝟒 + 𝟒, 𝟗𝟔 ∗ 𝟏𝟎−𝟒 𝒋 𝐼(𝑍1) =

 Hallaremos voltaje en XC1 ya que tenemos el valor de la reactancia y corriente en Z1

𝑉(𝑋𝐶1) = 𝐼(𝑍1) ∗ 𝑋𝐶1 𝑉(𝑋𝐶1) = 6,76 ∗ 10−4 + 4,96 ∗ 10−4 𝑗 ∗ 470 − 7957,74𝑗 𝑽(𝑿𝑪𝟏) = 𝟑, 𝟗𝟓 − 𝟓, 𝟑𝟖𝒋 𝑽𝒐𝒍𝒕 𝑽(𝑿𝑪𝟏) = 𝟔, 𝟔𝟖 ⊾ − 𝟓𝟑 𝑽𝒐𝒍𝒕

Componente Unidad

Resistencia (Ω)

Voltaje (V)

Corriente (I)

Valor R1

R2

Teórico

330

470

Práctico

330

470

% Error

0%

0%

Teórico

10V

10V

Práctico

6.40V

6.60V

% Error

0.36%

0.34%

Teórico

Escriba aquí la ecuación.

Práctico

Escriba aquí la ecuación.

0.25I

% Error

0.80%

0.50%

Conclusiones: Al terminar el taller propuesto por el tutor me doy cuenta que es importante saber sobre cómo es el flujo de la electricidad cada patrón que recorre como es su movimiento a través de los conductos, como una carga positiva y una negativa van y vienen haciendo un clico para que la corriente pueda fluir y tengamos energía. Cada punto de taller nos enseña algo nuevo, algo que quizás no sabíamos, en mi caso no sabía cómo se daba el flujo de la corriente eléctrica y lo aprendí elaborando el taller fue muy gratificante para mí, cabe resaltar la importancia que nos da el investigar antes cada punto que vamos aplicar al momento de hacer nuestro propio circuito ya que con esto tenemos unas bases con las cuales nos podemos guiar para el momento de la elaboración de el nuestro no solo en el taller si no también siempre que necesitemos la ayuda en alguna circunstancia.

BIBLIOGRAFIA RECUPERADO DE: https://www.youtube.com/watch?v=7CqM8ofYZo&feature=youtu.be RECUPERADO DE : https://www.youtube.com/watch?v=7CqM8ofYZo&feature=youtu.be RECUPERADO DE: https://www.youtube.com/watch?v=pPA-eyJtJPk&feature=youtu.be DEFINICION Y CONCEPTO RECUPERADO DE: https://conceptodefinicion.de/reactancia/ RECUPERADO DE: https://www.construmatica.com/construpedia/Electricidad__Circuitos_Monof%C3%A1sicos_y_Polif%C3%A1sicos._Proyecto_B%C3%A1sico_de_E lectrificaci%C3%B3n:_%C3%81ngulo_de_Desfase_en_Circuitos_en_Serie,_Resistencia_y _Bobina http://everycircuit.com/app/ http://usuaris.tinet.cat/fbd/electricidad/ca/ca.html http://www.learningaboutelectronics.com/Articulos/Voltaje-pico-a-pico.php https://www.ecured.cu/Impedancia http://www.learningaboutelectronics.com/Articulos/Voltaje-RMS.php