UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚ CURSO Análisis de Circuitos en Corriente Alterna INFORME DE LABORATORIO Nro. 1 “Circu
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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚ
CURSO Análisis de Circuitos en Corriente Alterna
INFORME DE LABORATORIO Nro. 1 “Circuito Serie y Paralelo de Corriente Alterna”
Profesor ALCÁNTARA BEJUMEA, Francisco Javier
Alumnos PALACIOS ROMERO, Enmanuel PASTOR BECERRA, Luis Alfredo SASAI PIZANGO, David Alberto VILLAGOMEZ MENDO, Edgar Andrés
Lima, 14 de junio 2017
-0-
ÍNDICE
1. Mediciones de Circuitos 1.1.
Circuito RC Serie
1.2.
Circuito RL Serie
1.3.
Circuito RLC Serie
1.4.
Circuito RC Paralelo
1.5.
Circuito RL Paralelo
1.6.
Circuito RLC Paralelo
2. Cuestionario 3. Cálculo Teórico de circuitos 3.1.
Circuito RC Serie
3.2.
Circuito RL Serie
3.3.
Circuito RLC Serie
3.4.
Circuito RC Paralelo
3.5.
Circuito RL Paralelo
3.6.
Circuito RLC Paralelo
3.7.
Cuadros Comparativos entre Datos Experimentales y Datos Teóricos
4. Triángulo de Impedancias 5. Diagramas Fasoriales 6. Simulación Asistida por Computadora (Proteus 8) 7. Observaciones y Conclusiones 7.1.
Observaciones
7.2.
Conclusiones
8. ANEXO 8.1.
Diagramas Fasoriales de Tensión
8.2.
Diagramas Fasoriales de Corriente
-1-
1. Mediciones de Circuitos
A continuación, se mostrarán los resultados obtenidos en la experiencia de laboratorio, pero previamente, se realizarán dos cálculos (reactancias capacitiva e inductiva) necesarios para el rellenado completo de cada una de las tablas.
𝑋𝑐 =
1 ; 𝑋𝐿 = 𝐿𝜔 𝐶𝜔
Donde: 𝑪 = 𝟏𝟔 𝝁𝑭 𝑳 = 𝟕𝟓 𝒎𝑯 (se trabajó con esta cantidad en cálculos teóricos por orden expresa del docente)
𝝎 = 2𝜋𝑓 = 2𝜋 × 60 = 𝟑𝟕𝟔. 𝟗𝟗 𝒓𝒂𝒅⁄𝒔 Luego:
𝑋𝐶 =
1 (16 ×
10−6 )
× 376.99
= 𝟏𝟔𝟓. 𝟕𝟗 𝛀
𝑋𝐿 = (75 × 10−3 ) × 376.99 = 𝟐𝟖. 𝟐𝟕 𝛀
1.1.
Circuito RC Serie
Figura 1. Circuito R – C Serie. Fuente: UTP.
-2-
Tabla 1 Datos
Valores Medidos
𝑼
𝑹
𝑿𝑪
𝒇
𝑽
𝑼𝑪
𝑼𝑹
𝑨
(𝑽)
(𝛀)
(𝛀)
(𝑯𝒛)
(𝑽)
(𝑽)
(𝑽)
(𝑨)
45
100
165.79
60
46.1
39.33
23.69
0.237
Tabla 1. Circuito R – C Serie. Fuente: Datos obtenidos en laboratorio.
1.2.
Circuito RL Serie
Figura 2. Circuito R – L Serie. Fuente: UTP.
Tabla 2 Datos
Valores Medidos
𝑼
𝑹
𝑿𝑳
𝒇
𝑽
𝑼𝑳
𝑼𝑹
𝑨
(𝑽)
(𝛀)
(𝛀)
(𝑯𝒛)
(𝑽)
(𝑽)
(𝑽)
(𝑨)
45
100
28.27
60
45.4
12.15
43.1
0.432
Tabla 2. Circuito R – L Serie. Fuente: Datos obtenidos en laboratorio.
1.3.
Circuito RLC Serie
Figura 3. Circuito R – L – C Serie. Fuente: UTP.
-3-
Tabla 3 Datos
Valores Medidos
𝑼
𝑹
𝑿𝑳
𝑿𝑪
𝒇
𝑽
𝑼𝑳
𝑼𝑪
𝑼𝑹
𝑨
(𝑽)
(𝛀)
(𝛀)
(𝛀)
(𝑯𝒛)
(𝑽)
(𝑽)
(𝑽)
(𝑽)
(𝑨)
45
100
28.27
165.79
60
45.8
7.43
43.2
26.06
0.26
Tabla 3. Circuito R – L – C Serie. Fuente: Datos obtenidos en laboratorio.
1.4.
Circuito RC Paralelo
Figura 4. Circuito R – C Paralelo. Fuente: UTP.
Tabla 4 Datos
Valores Medidos
𝑼
𝑹
𝑿𝑪
𝒇
𝑽
𝑰𝑹
𝑰𝑪
𝑰
(𝑽)
(𝛀)
(𝛀)
(𝑯𝒛)
(𝑽)
(𝑨)
(𝑨)
(𝑨)
45
100
165.79
60
45.6
0.455
0.282
0.543
Tabla 4. Circuito R – C Paralelo. Fuente: Datos obtenidos en laboratorio.
1.5.
Circuito RL Paralelo
Figura 5. Circuito R – L Paralelo. Fuente: UTP.
-4-
Tabla 5 Datos
Valores Medidos
𝑼
𝑹
𝑿𝑳
𝒇
𝑽
𝑰𝑹
𝑰𝑳
𝑰
(𝑽)
(𝛀)
(𝛀)
(𝑯𝒛)
(𝑽)
(𝑨)
(𝑨)
(𝑨)
45
100
28.27
60
44.9
0.445
1.59
1.648
Tabla 5. Circuito R – L Paralelo. Fuente: Datos obtenidos en laboratorio.
1.6.
Circuito RLC Paralelo
Figura 6. Circuito R – L – C Paralelo. Fuente: UTP.
Tabla 6 Datos
Valores Medidos
𝑼
𝑹
𝑿𝑳
𝑿𝑪
𝒇
𝑽
𝑰𝑹
𝑰𝑳
𝑰𝑪
𝑨
(𝑽)
(𝛀)
(𝛀)
(𝛀)
(𝑯𝒛)
(𝑽)
(𝑨)
(𝑨)
(𝑨)
(𝑨)
45
100
28.27
165.79
60
44.7
0.441
1.582
0.275
1.385
Tabla 6. Circuito R – L – C Paralelo. Fuente: Datos obtenidos en laboratorio.
2. Cuestionario
¿Se cumple la segunda Ley de Kircchoff con los valores RMS de tensión? Respuesta: NO
¿Se cumple la segunda Ley de Kircchoff con los valores RMS de corriente? Respuesta: NO
-5-
Justificación de las respuestas: -
Los valores RMS son valores eficaces, o módulos del fasor de tensión o corriente dependiendo del caso.
-
Cada fasor se encuentran en distinta fase uno del otro, por ende, no es posible hacer la suma algebraica de los valores RMS.
-
No obstante, es posible hacer el cálculo utilizando la forma rectangular de los fasores y así realizar la sumatoria. Como resultado, se obtendrá el fasor de tensión o corriente totales, como expondremos en un ejemplo a continuación:
𝒊(𝒕)
Figura 7. Circuito R – L – C Serie y corriente a través del circuito. Fuente: UTP.
En el circuito mostrado, trabajaremos con los fasores de voltaje de cada uno de los parámetros indicados: 𝑉𝑓𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 = 45 𝑉 = 45∠0° 𝑋𝐿 = 28.27 → 𝑍𝐿 = 𝑗28.27 = 28.27∠90° 𝑋𝐶 = 165.79 → 𝑍𝐶 = −𝑗165.79 = 165.79∠ − 90° Sabemos que: 𝑉 =𝑍×𝐼
-6-
Entonces, de la figura 7, podemos obtener la siguiente ecuación del circuito: 𝑉𝑓𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 = 𝑉𝑅 + 𝑉𝐿 + 𝑉𝐶 𝑉𝑓𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 = 𝑖(𝑡) 𝑍𝑅 + 𝑖(𝑡) 𝑍𝐿 + 𝑖(𝑡) 𝑍𝐶 𝑽𝒇𝒖𝒆𝒏𝒕𝒆 = 𝒊(𝒕) (𝒁𝑹 + 𝒁𝑳 + 𝒁𝑪 ) 45∠0° = 𝑖(𝑡) (100∠0° + 28.27∠90° + 165.79∠ − 90°) 45∠0° = 𝑖(𝑡) (100 + 𝑗28.27 − 𝑗165.79) 45∠0° = 𝑖(𝑡) (100 − 𝑗137.52) 45∠0° = 𝑖(𝑡) (170∠ − 53.98°) ∴ 𝒊(𝒕) = 𝟎. 𝟐𝟔𝟓∠𝟓𝟑. 𝟗𝟖°
Luego: 𝑽𝑹 = 𝑖(𝑡) 𝑍𝑅 = (0.265∠53.98°)(100∠0°) = 26.5∠53.98° = 𝟏𝟓. 𝟓𝟖 + 𝒋𝟐𝟏. 𝟒𝟑 𝑽𝑳 = 𝑖(𝑡) 𝑍𝐿 = (0.265∠53.98°)(28.27∠90°) = 7.49∠143.98° = −𝟔. 𝟎𝟔 + 𝒋𝟒. 𝟒 𝑽𝑪 = 𝑖(𝑡) 𝑍𝐶 = (0.265∠53.98°)(165.7∠ − 90°) = 43.9∠ − 36.02° = 𝟑𝟓. 𝟓 − 𝒋𝟐𝟓. 𝟖𝟐
Realizando la sumatoria de los tres voltajes en forma rectangular:
∑ 𝑉 = 15.58 + 𝑗21.43 − 6.06 + 𝑗4.435.5 − 𝑗25.82
∑ 𝑉 = 45.02 + 𝑗0.01 = 𝟒𝟓. 𝟎𝟐∠𝟎. 𝟎𝟏𝟐𝟕° ≈ 𝟒𝟓∠𝟎° = 𝑽𝒇𝒖𝒆𝒏𝒕𝒆
-7-
3. Cálculo Teórico de circuitos
A continuación, veremos uno a uno, los cálculos teóricos respectivos para cada circuito trabajado en laboratorio.
Nota: Los cálculos teóricos se realizan con los parámetros indicados previamente en la hoja de laboratorio.
Previamente, conocemos lo siguiente: 𝑽𝒇𝒖𝒆𝒏𝒕𝒆 = 45 𝑉 = 45∠0° 𝑿𝑳 = 28.27 → 𝒁𝑳 = 𝑗28.27 = 28.27∠90° 𝑿𝑪 = 165.79 → 𝒁𝑪 = −𝑗165.79 = 165.79 ∠ − 90° También: 1
1
𝑌𝑅 = 𝑍 = 100 = 0.01 = 0.01∠0° 𝑅
1
1∠0°
𝑌𝐿 = 𝑍 = 28.27∠90° = 3.54 × 10−2 ∠ − 90° 𝐿
1
1∠0°
𝑌𝐶 = 𝑍 = 165.79∠−90° = 6.03 × 10−3 ∠90° 𝐿
Además, sabemos que: 𝑉 = 𝑍×𝐼 → 𝐼 = 𝑌×𝑉
En base a los datos anteriormente expuestos, procedemos a operar en cada circuito, dependiendo de sus características
-8-
3.1.
Circuito RC Serie 𝑉𝑓𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 = 𝑉𝑅 + 𝑉𝐶 𝑉𝑓𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 = 𝑖(𝑡) 𝑍𝑅 + 𝑖(𝑡) 𝑍𝐶 𝑽𝒇𝒖𝒆𝒏𝒕𝒆 = 𝒊(𝒕) (𝒁𝑹 + 𝒁𝑪 ) 45∠0° = 𝑖(𝑡) (100 − 𝑗165.79) 45∠0° = 𝑖(𝑡) (193.61∠ − 58.90°) ∴ 𝒊(𝒕) = 𝟎. 𝟐𝟑𝟐∠𝟓𝟖. 𝟗𝟎°
Luego: 𝑽𝑹 = 𝑖(𝑡) 𝑍𝑅 = (0.265∠53.98°)(100∠0°) = 26.5∠53.98° 𝑽𝑪 = 𝑖(𝑡) 𝑍𝐶 = (0.232∠58.90°)(165.79∠ − 90°) = 38.46∠ − 31.10°
El valor del voltaje RMS, será el módulo de cada fasor hallado, por lo tanto: 𝑉𝑅𝑀𝑆 𝑅 = 26.5 𝑉 𝑉𝑅𝑀𝑆 𝐶 = 38.46 𝑉
3.2.
Circuito RL Serie 𝑉𝑓𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 = 𝑉𝑅 + 𝑉𝐿 𝑉𝑓𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 = 𝑖(𝑡) 𝑍𝑅 + 𝑖(𝑡) 𝑍𝐿 𝑽𝒇𝒖𝒆𝒏𝒕𝒆 = 𝒊(𝒕) (𝒁𝑹 + 𝒁𝑳 )
-9-
45∠0° = 𝑖(𝑡) (100 + 𝑗28.27) 45∠0° = 𝑖(𝑡) (103.92∠15.79°) ∴ 𝒊(𝒕) = 𝟎. 𝟒𝟑3∠𝟏𝟓. 𝟕𝟗°
Luego: 𝑽𝑹 = 𝑖(𝑡) 𝑍𝑅 = (0.433∠15.79°)(100∠0°) = 43.3∠15.79°
𝑽𝑳 = 𝑖(𝑡) 𝑍𝐿 = (0.433∠15.79°)(28.27∠90°) = 12.24∠105.79°
El valor del voltaje RMS, será el módulo de cada fasor hallado, por lo tanto: 𝑉𝑅𝑀𝑆 𝑅 = 43.3 𝑉 𝑉𝑅𝑀𝑆 𝐿 = 12.24 𝑉
3.3.
Circuito RLC Serie 𝑉𝑓𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 = 𝑉𝑅 + 𝑉𝐿 + 𝑉𝐶 𝑉𝑓𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 = 𝑖(𝑡) 𝑍𝑅 + 𝑖(𝑡) 𝑍𝐿 + 𝑖(𝑡) 𝑍𝐶 𝑽𝒇𝒖𝒆𝒏𝒕𝒆 = 𝒊(𝒕) (𝒁𝑹 + 𝒁𝑳 + 𝒁𝑪 ) 45∠0° = 𝑖(𝑡) (100 + 𝑗28.27 − 𝑗165.79) 45∠0° = 𝑖(𝑡) (100 − 𝑗137.52) 45∠0° = 𝑖(𝑡) (170.03∠ − 53.98°) ∴ 𝒊(𝒕) = 𝟎. 𝟐𝟔𝟓∠𝟓𝟑. 𝟗𝟖° - 10 -
Luego: 𝑽𝑹 = 𝑖(𝑡) 𝑍𝑅 = (0.265∠53.98°)(100∠0°) = 26.5∠53.98° = 𝟏𝟓. 𝟓𝟖 + 𝒋𝟐𝟏. 𝟒𝟑 𝑽𝑳 = 𝑖(𝑡) 𝑍𝐿 = (0.265∠53.98°)(28.27∠90°) = 7.49∠143.98° = −𝟔. 𝟎𝟔 + 𝒋𝟒. 𝟒 𝑽𝑪 = 𝑖(𝑡) 𝑍𝐶 = (0.265∠53.98°)(165.79∠ − 90°) = 43.9∠ − 36.02° = 𝟑𝟓. 𝟓 − 𝒋𝟐𝟓. 𝟖𝟐
El valor del voltaje RMS, será el módulo de cada fasor hallado, por lo tanto: 𝑉𝑅𝑀𝑆 𝑅 = 26.5 𝑉 𝑉𝑅𝑀𝑆 𝐿 = 7.49 𝑉 𝑉𝑅𝑀𝑆 𝐶 = 43.9 𝑉
3.4.
Circuito RC Paralelo
Debido a que la tensión es igual para R y para C, hallamos las corrientes para cada una: 𝒊𝑹 (𝒕) = 𝑉𝑌𝑅 𝒊𝑹 (𝒕) = (𝟒𝟓∠0°)(0.01∠0°) 𝒊𝑹 (𝒕) = 𝟎. 𝟒𝟓∠0° 𝒊𝑪 (𝒕) = 𝑉𝑌𝐶 𝒊𝑪 (𝒕) = (𝟒𝟓∠0°)(6.03 × 10−3 ∠90°) 𝒊𝑪 (𝒕) = 𝟎. 𝟐𝟕∠90° 𝒊(𝒕) = 𝒊𝑹 (𝒕) + 𝒊𝑪 (𝒕) 𝒊(𝒕) = 𝟎. 𝟒𝟓∠0° + 𝟎. 𝟐𝟕∠90° 𝒊(𝒕) = 𝟎. 𝟒𝟓 + 𝒋𝟎. 𝟐𝟕 = 𝟎. 𝟓𝟐𝟓∠𝟑𝟎. 𝟗𝟔° - 11 -
3.5.
Circuito RL Paralelo
Debido a que la tensión es igual para R y para L, hallamos las corrientes para cada una: 𝒊𝑹 (𝒕) = 𝑉𝑌𝑅 𝒊𝑹 (𝒕) = (𝟒𝟓∠0°)(0.01∠0°) 𝒊𝑹 (𝒕) = 𝟎. 𝟒𝟓∠0° 𝒊𝑳 (𝒕) = 𝑉𝑌𝐶 𝒊𝑳 (𝒕) = (𝟒𝟓∠0°)(3.54 × 10−2 ∠ − 90°) 𝒊𝑳 (𝒕) = 𝟏. 𝟓𝟗𝟑∠ − 90° 𝒊(𝒕) = 𝒊𝑹 (𝒕) + 𝒊𝑳 (𝒕) 𝒊(𝒕) = 𝟎. 𝟒𝟓∠0° + 𝟏. 𝟓𝟗𝟑∠ − 90° 𝒊(𝒕) = 𝟎. 𝟒𝟓 − 𝒋𝟏. 𝟓𝟗𝟑 = 𝟏. 𝟔𝟓𝟓∠ − 𝟕𝟒. 𝟐𝟑°
3.6.
Circuito RLC Paralelo 𝒊𝑹 (𝒕) = 𝑉𝑌𝑅 𝒊𝑹 (𝒕) = (𝟒𝟓∠0°)(0.01∠0°) 𝒊𝑹 (𝒕) = 𝟎. 𝟒𝟓∠0° 𝒊𝑳 (𝒕) = 𝑉𝑌𝐶 𝒊𝑳 (𝒕) = (𝟒𝟓∠0°)(3.54 × 10−2 ∠ − 90°) 𝒊𝑳 (𝒕) = 𝟏. 𝟓𝟗𝟑∠ − 90° 𝒊𝑪 (𝒕) = 𝑉𝑌𝐶 𝒊𝑪 (𝒕) = (𝟒𝟓∠0°)(6.03 × 10−3 ∠90°) - 12 -
𝒊𝑪 (𝒕) = 𝟎. 𝟐𝟕∠90° 𝒊(𝒕) = 𝒊𝑹 (𝒕) + 𝒊𝑳 (𝒕) + 𝒊𝑪 (𝒕) 𝒊(𝒕) = 𝟎. 𝟒𝟓∠0° + 𝟏. 𝟓𝟗𝟑∠ − 90° + 𝟎. 𝟐𝟕∠90° 𝒊(𝒕) = 𝟎. 𝟒𝟓 − 𝒋𝟏. 𝟑𝟐𝟑 = 𝟏. 𝟑𝟗𝟕∠ − 𝟕𝟏. 𝟐𝟏°
3.7.
Cuadros Comparativos entre Datos Experimentales y Datos Teóricos TABLA 7 Valores Teóricos
Circuito
RC
Valores Experimentales
𝑽
𝑼𝑹
𝑼𝑳
𝑼𝑪
𝑨
𝑽
𝑼𝑹
𝑼𝑳
𝑼𝑪
𝑨
(𝑽)
(𝑽)
(𝑽)
(𝑽)
(𝑨)
(𝑽)
(𝑽)
(𝑽)
(𝑽)
(𝑨)
45
26.5
38.46
0.232
46.1
23.69
39.33
0.237
2.4
10.6
2.26
2.16
45.4
43.1
12.15
0.432
0.89
0.46
0.74
0.23
45.8
26.06
7.43
43.2
0.26
1.78
1.66
0.8
1.59
1.89
%𝑬𝒓𝒓𝒆𝒍
RL
45
43.3
12.24
0.433
%𝑬𝒓𝒓𝒆𝒍
RLC
45
26.5
7.49
43.9
0.265
%𝑬𝒓𝒓𝒆𝒍
Tabla 7. Cuadro comparativo entre valores teóricos y experimentales para los circuitos en serie. Fuente: Elaborado por los autores.
TABLA 8 Valores Teóricos Circuito
RC
Valores Experimentales
𝑽
𝑰𝑹
𝑰𝑳
𝑰𝑪
𝑨
𝑽
𝑰𝑹
𝑰𝑳
𝑰𝑪
𝑨
(𝑽)
(𝑽)
(𝑽)
(𝑽)
(𝑨)
(𝑽)
(𝑽)
(𝑽)
(𝑽)
(𝑨)
45
0.45
0.27
0.525
45.6
0.455
0.282
0.543
1.33
1.11
4.44
3.43
44.9
0.445
1.59
1.648
2.22
1.11
0.19
0.42
44.7
0.441
1.582
0.275
1.385
0.67
2
0.69
1.85
0.86
%𝑬𝒓𝒓𝒆𝒍
RL
45
0.45
1.593
1.655
%𝑬𝒓𝒓𝒆𝒍
RLC
45
0.45
1.593
0.27
%𝑬𝒓𝒓𝒆𝒍
1.397
Tabla 8. Cuadro comparativo entre valores teóricos y experimentales para los circuitos en paralelo. Fuente: Elaborado por los autores.
- 13 -
4. Triángulo de Impedancias
4.1.
Circuito R – C Serie
𝑿𝑪 = 165.79 Ω → 𝒁𝑪 = −𝑗165.79 = 165.79 ∠ − 90° 𝑅 = 100 Ω
Figura 8. Triángulo de Impedancias de Circuito R – C Serie. Fuente: Elaborado por los autores.
𝝋 = tan−1(
−165.79 ) = −𝟓𝟖. 𝟗° 100
𝒁 = 𝟏𝟗𝟑. 𝟔𝟏∠ − 𝟓𝟖. 𝟗°
4.2.
Circuito R – L Serie 𝑿𝑳 = 28.27 Ω → 𝒁𝑳 = 𝑗28.27 = 28.27∠90° 𝑅 = 100 Ω
- 14 -
Figura 9. Triángulo de Impendancias de Circuito R – L Serie. Fuente: Elaborado por los autores
𝝋 = tan−1 (
28.27 ) = 𝟏𝟓. 𝟕𝟗° 100
𝒁 = 𝟏𝟎𝟑. 𝟗𝟐∠𝟏𝟓. 𝟕𝟗°
4.3.
Circuito R – L – C Serie 𝑿𝑪 = 165.79 Ω → 𝒁𝑪 = −𝑗165.79 = 165.79 ∠ − 90° 𝑿𝑳 = 28.27 Ω → 𝒁𝑳 = 𝑗28.27 = 28.27∠90° 𝑅 = 100 Ω
Figura 10. Triángulo de Impedancias de Circuito R – L – C Serie. Fuente: Elaborado por los autores.
- 15 -
𝝋 = tan−1(
−137.52 ) = −𝟓𝟑. 𝟗𝟖° 100
𝒁 = 𝟏𝟕𝟎. 𝟎𝟑∠ − 𝟓𝟑. 𝟗𝟖°
5. Diagramas Fasoriales
Los Diagramas Fasoriales de Tensión y Corriente, se encuentran en el ANEXO del presente documento.
6. Simulación Asistida por Computadora (Proteus 8)
Figura 11. Circuito R – C Serie simulado en Proteus 8. Fuente: Elaborado por los autores.
- 16 -
Figura 12. Circuito R – L Serie simulado en Proteus 8. Fuente: Elaborado por los autores.
Figura 13. Circuito R – L – C Serie simulado en Proteus 8. Fuente: Elaborado por los autores.
- 17 -
Figura 14. Circuito R – C Paralelo simulado en Proteus 8. Fuente: Elaborado por los autores.
Figura 15. Circuito R – L Paralelo simulado en Proteus 8. Fuente: Elaborado por los autores.
- 18 -
Figura 16. Circuito R – L – C Paralelo simulado en Proteus 8. Fuente: Elaborado por los autores.
7. Observaciones y Conclusiones
7.1.
Observaciones
Los cables de conexión tipo banano estaban gastados en sus puntas, esto provocaba falso contacto al momento de hacer la conexión y afectaba las mediciones.
El valor eficaz del voltaje utilizado de la fuente de alimentación para cada circuito, difería ligeramente de los 45 VAC que se pide. En ocasiones se midió 44.7, 44.9, 45.4, 0 46 VAC.
Figura 17. Medida de la tensión en la alimentación. Fuente: Los autores.
- 19 -
Esto de por sí, representa un porcentaje relativo de error de entre 0.89 % y 2.4% en la medición del voltaje, sin mencionar en la injerencia que esta medida tiene en el trabajo en general y las demás medidas tomadas.
Se pudo observar también que, la frecuencia teórica difiere de la real, puesto que, en ocasiones, la señal marcaba un diminuto incremento de un orden de decimales en su frecuencia.
Figura 18. Medida de la frecuencia de la señal en la alimentación. Fuente: Los autores.
7.2.
Conclusiones
Se corrobora que las Leyes de Kircchoff no aplican de manera algebraica para las tensiones ni para las corrientes. Se requiere de la operación de las magnitudes en su forma fasorial.
Teóricamente, la reactancia inductiva y capacitiva, poseen sentidos opuestos y por ende se restan. Esta es una base de la compensación de la energía reactiva con capacitores. - 20 -
En los Diagramas Fasoriales de Tensión, se corrobora que el ángulo de desfase entre la corriente y la tensión en bobina y en capacitor es 90. Dependiendo del caso, está adelantada o retrasada respectivamente.
Las mediciones realizadas no difieren mucho de los cálculos realizados y la simulación por ordenador. Esto quiere decir que, la base teórica es coherente con la práctica.
El porcentaje relativo de error se debe a que en la práctica, tanto la bobina como el capacitor, no son dispositivos ideales y también poseen una componente resistiva en su bobinado o en su dieléctrico, dependiendo del caso.
- 21 -
8. ANEXO
8.1.
Diagramas Fasoriales de Tensión
A 1. Diagrama Fasorial de Tensiones de Circuito R – C Serie. Fuente: Elaborado por los autores.
- 22 -
A 2. Diagrama Fasorial de Tensiones de Circuito R – L Serie. Fuente: Elaborado por los autores.
- 23 -
A 3. Diagrama Fasorial de Tensiones de Circuito R – L – C Serie. Fuente: Elaborado por los autores.
- 24 -
8.2.
Diagrama Fasorial de Corrientes
A 4. Diagrama Fasorial de Corrientes de Circuito R – C Paralelo. Fuente: Elaborado por los autores.
- 25 -
A 5. Diagrama Fasorial de Corrientes de Circuito R – L Paralelo. Fuente: Elaborado por los autores.
- 26 -
A 6. Diagrama Fasorial de Corrientes de Circuito R – L – C Paralelo. Fuente: Elaborado por los autores.
- 27 -