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• Jhon Jairo Anaya

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LABORATORIO DE CIRCUITOS II. LABORATORIO N° 2. IMPEDANCIA EN UN CIRCUITO RC SERIE. 1.

OBJETIVOS Al terminar el presente Laboratorio el estudiante conocerá el circuito serie RC de múltiples aplicaciones en el campo de la electrónica como por ejemplo: Filtros pasivos, diferenciador, integrador, temporizador etc. Además le permitirá medir a partir del voltaje y la corriente la impedancia de un circuito RC serie y compararla contra los cálculos teóricos, donde en su análisis matemático gráfico, revisará sus conocimientos de números complejos, representación polar, triángulos de voltaje e impedancia y medir el ángulo de desfase.

2.

EQUIPOS Y DISPOSITIVOS UTILIZADOS Osciloscopio Multímetro Digital Generador de Audiofrecuencia Capacitor de 0.47 µF Resistencia de 1 kΩ ½ wat. Compás y papel milimetrado.

3.

DESARROLLO De los muchos circuitos complejos que pueden ser producidos al interconectar resistencias y reactancias, el circuito serie es uno de los más importantes, debido a esto debemos comprender sus propiedades. Observe el circuito mostrado en la figura 2.1. En este circuito se sabe que el voltaje a través del Capacitor atrasa en 90° (grados) a la corriente del circuito. Dado que el voltaje a través del resistor está en fase con la corriente, podemos concluir que el voltaje resistivo adelanta 90° al voltaje capacitivo. Esta relación se muestra en el diagrama vectorial en la figura 2-1d

AUTOR: JOSE TORRES ARIZA UNIAUTONOMA

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R ET C

Figura 2.1 TRIANGULO FASORIAL DE VOLTAJES ER = iR EC = i XC

ER θ ET

EC

ET — θ = ER — jEC (ER)2 + (XC)2

ET =

Figura 2.1d

(2.1)

En un circuito serie los fasores EC y ER están desfasados 90° formando un triángulo rectángulo → E — θ = ER — jEC (2.1) Podemos observar por la ley de Ohm que: ET = i * Z Sustituyendo en (2.1):

ER = i * R

EC = i * Xc

IZ — θ = i * R — j * i * XC dividiendo por i: Z

— θ = R — j * XC

(2.2)

Esta ecuación nos permite calcular la impedancia de un circuito sí R y XC son conocidas.

AUTOR: JOSE TORRES ARIZA UNIAUTONOMA

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La XC puede ser calculada si la frecuencia y la capacitancia son conocidas: como:

XC = 1/2π*F*C

entonces se puede escribir la ecuación (2.2)

Z — θ = R — j/ 2π* F*C. El ángulo de fase θ entre ET y ER se expresa de acuerdo a la siguiente ecuación: Tan θ = — EC /ER entonces θ = arctan(—EC/ER)

3.1 Arme el circuito de la figura 2.2

GND. Osciloscopio

GEN AF

R1

-6/6V

Canal 1 1kHz C1

Canal 2 R1 = 1KΩ; C1 = 0,47µF Figura 2.2 3.2.

Ajuste el generador de AF a seis (6) voltios pico pico (6 Vpp) a una frecuencia de 1khzt. Medidos con el Osciloscopio. Anote el voltaje en la tabla 2.1 como ET

3.3

Mida con el Osciloscopio la caída de tensión en la resistencia y el Capacitor; anótelos en la tabla 2.1 como ER y EC respectivamente.

3.4

Calcule el valor de la corriente del circuito con la ecuación IT = ER / R. Anótela en la tabla 2.1 como intensidad medida

AUTOR: JOSE TORRES ARIZA UNIAUTONOMA

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3.5

Mida con el Osciloscopio el ángulo de fase θ entre ET y ER, observe la figura 2.1 para conectar el Osciloscopio. Anote el valor del ángulo en la tabla 2.1.

3.6

Resuelva el circuito teóricamente y anote los valores solicitados en la tabla 2.1.

3.7

Anote en la tabla 2.1 el error porcentual entre los valores medidos y calculados.

3.8

Repita el procedimiento para los valores de: 5; 3; 2 voltios.

ET Vpp 6V 5V

VALORES MEDIDOS ER EC IT Z Vpp Vpp App