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RELACIONES ESCALARES Y COMPLEJAS EN CIRCUITOSLINEALES AC
I. OBJETIVO:
Determinar experimentalmente la variacin de la intensidad y el
voltaje a travs
de los elementos R-L-C, al aplicarles un voltaje alterno
sinusoidal.
II. ELEMENTOS A UTILIZAR:
1 Autotransformador (Variac) AC 220 V5 Amp.
2 Resistencias variables AC (R1 y R2).
1 Banco de Condensadores AC.
1 Pinza amperimtrica (A, A1y A2). 1 Multmetro digital
(c/voltmetro) (V, V1, y V2)
1 Bobina (L) AC 220V- 3A
III. CIRCUITOS A UTILIZAR:
A
V220 V
60 HZ
CIRCUITO N1
V2
V1
R1
L
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A
V
220 V
60 HZ
CIRCUITO N 3
V
V
R1
1
2
A2
A1
R2
LC
IV. PROCEDIMIENTO:
Medir las resistencias, capacitancias e inductancias de los
elementos que se
utilizarn en la experiencia asimismo medir la resistencia
interna de la bobina.
CASO I
1. Establecer el circuito N 1. La resistencia R1est en su mximo
valor.
2. Verificar la escala de los instrumentos para evitar posibles
daos
3. Regular el autotransformador hasta obtener 150 voltios en su
salida.
4. Vare el valor de R procurando que la corriente que registra
el ampermetro
(A) aumente de 0,2 a en 0,2 A; hasta el valor mximo de 2
Amperios
(Tomando en cuenta los valores de R1y la reactancia de la
bobina, calcular
la corriente que circular por el circuito a fin de no sobrepasar
este valor
mximo).
A
V C220 V
60 HZ
CIRCUITO N2
V2
V1
R1
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5. Tomar las lecturas de los instrumentos en por lo menos 10
valores
diferentes.
CASO II
1. Montar el circuito como se muestra en la figura N 2. Con la
resistencia R1
est en su mximo valor.
2. Verificar la escala de los instrumentos para evitar posibles
daos.
3. Regular el autotransformador hasta obtener 100 voltios en su
salida.
4. Regular la resistencia R1 y la capacidad C hasta que la
corriente que
registra el ampermetro (A) sea de 1 Amperio (De acuerdo a los
valores de
R1y la reactancia del condensador calcular la corriente que
circular por el
circuito a fin de no sobrepasar este valor mximo).
5. Manteniendo R1 constante, vare el valor de C (en el banco
de
condensadores) conectando en serie o paralelo, segn sea el caso,
con la
finalidad de disminuir la lectura que registra el
ampermetro.
6. Tomar las lecturas de los instrumentos en por lo menos 10
puntos y anotar
las conexiones de los condensadores utilizadas.
CASO III
1.Montar el circuito como se muestra en la figura N 3. Regular
la resistencia
R1y R2en su mximo valor.
2.Repetir los pasos dados en el caso II,
3.De ser necesario, tambin regular el valor de la resistencia
R2, tomando en
cuenta de que por la bobina debe circular como mximo una
corriente de 1
amperio.
Nota:
Al finalizar la experiencia no olvidarse de medir la resistencia
interna de la
bobina L.
IV. CUESTIONARIO:
1) Sobre un par de ejes coordenadas graficar en funcin de R
(caso 1) y C (caso
2 y 3) las lecturas de V1, V2y A tomadas en la experiencia.
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2) Graficar en cada caso el lugar geomtrico de la impedancia del
circuito (Z),
en el plano R-X.
3) Graficar el lugar geomtrico de los fasores corriente para los
tres casos,
tomando como referencia el fasor tensin (V) En el mismo diagrama
graficar
el lugar geomtrico de los fasores V1y V2.
4) Para el caso I, graficar el voltaje V2en funcin de la
corriente registrada por
el ampermetro A.
5) Para el caso II, graficar los voltajes V1 en funcin de la
corriente registrada
por el ampermetro A.
6) Para el caso III, graficar el voltaje V2en funcin de la
corriente registradas
por el ampermetro A1.
7) Para los tres casos: plantear y verificar el cumplimiento de
las Leyes de
Kirchhoff y la Ley de ohm en cada uno de los circuitos
empleados, asimismo,
elaborar un cuadro con los valores de los voltajes y corrientes
obtenidos en
cada caso y compararlo con los obtenidos tericamente, indicando
el % de
error del voltaje y corriente suministrada por la fuente
(obtenida al resolver
cada circuito).
Explicar e indicar la forma como se obtuvieron dichos valores
tomando en cuenta
un juego de valores para cada caso.
NOTAS:
En cada una de las preguntas anteriores, explicar los diagramas
y/o grficos
obtenidos.
Todos los grficos pedidos en el cuestionario son grficos
experimentales,
es decir, deben ser obtenidos a partir de los valores medidos en
el
laboratorio.
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DESFASAMIENTO DE ONDAS SINUSOIDALES
EN CIRCUITOS R-C y R-L
I. OBJETIVO:
Determinar el ngulo de desfasaje entre el voltaje y corriente en
un circuito R-
C y un circuito R-L mediante un osciloscopio digital.
II. ELEMENTOS A UTILIZAR:
1 Generador Ondas.
1 Panel de Resistencias de Carbn.
1 Panel de Condensadores Cermicos.
1 Panel de Condensadores AC.
1 Resistencia Variable de 1 A.
1 Bobina de 1 A.
1 Osciloscopio Digital.
Cables conectores.
III. CIRCUITO A UTILIZAR:
CH 1 CH 2
Generador
de
Ondas
Osciloscopio
C
R
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sen = A / B
: ngulo de desfasaje
Y
X
= Tg-1
(Xc/R)
IV. PROCEDIMIENTO:
1) Armar el circuito de la figura 1.
2) Conectar el generador de frecuencias en la salida main out en
la funcin de
ondas senoidales en 60 Hz y regular la amplitud en 5
voltios.
3) Colocar la sonda del canal 1 a la salida del generador de
frecuencias tanto
en como lo indica la figura; Luego la salida del canal 2 entre
el condensador
y el resistor conectar los bornes de tierra de los canales al
borne de tierra del
generador.
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4) Presionar el botn AUTOSET del osciloscopio digital para poder
iniciar la
lectura de datos a graficar correctamente. (Esto ha de
realizarse cada vez
que hay un cambio en el circuito analizarse).
5) Graduar la escala V/div correctamente; con el uso de las
perillas
correspondientes para cada canal, ajustarlo a la misma escala
para ambos
canales.
6) Coloque las dos ondas superpuestas en el monitor de tal
manera que se
pueda apreciar con mayor facilidad el desfasaje entre las ondas
y medir dicho
desfasaje (mtodo de Superposicin de ondas).
7) Presionar el botn DISPLAY del osciloscopio, observando en la
parte
derecha del monitor las opciones de formato, eljase el formato
Y(X), el cual
presentar una de las figuras de Lissajous (Mtodo de
Lissajous).
8) Centrar la figura lissajous por medio de la perilla posicin
vertical de ambos
canales, desplazndose por medio de estas perillas horizontal
y
verticalmente.
9) Una vez armado el circuito y con el osciloscopio, mantener un
valor constante
para C y tomar 5 mediciones variando las resistencias.
Centrar
perfectamente la figura, medir para cada valor de R las
distancias de "A" y
"B". Ver fig.2.
10) Manteniendo R constante variar el valor de C y tomar 5
mediciones variando
las resistencias. Tomar los valores de "A" y "B" para cada valor
de "C" ver
fig. 2.
11) Reemplazar el generador de ondas por un autotransformador,
regular ste
ltimo en 15 voltios, luego, realizar 5 mediciones empleando
diferentes
resistencias y condensadores utilizados en corriente alterna
(AC) y medir el
desfasaje aplicando los pasos anteriores.
12) Reemplazar el condensador del paso 11. por una bobina,
luego, realizar 5
mediciones empleando diferentes valores de resistencias y la
inductancia de
la bobina y medir el desfasaje aplicando los pasos
anteriores.
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V. CUESTIONARIO:
1. Describir los elementos y equipos usados en la
experiencia.
2. Cundo se observa un crculo en la pantalla?
3. Por qu cuando el desfasaje aumenta de 90 a 180 la elipse se
inclina en
sentido contrario?
4. Elaborar un cuadro indicando el desfasaje terico y
experimental para los
datos tomados con el generador de ondas (mtodos de superposicin
de
ondas y mtodo de Lissajjous.
5. Adems del desfasaje entre las ondas para qu nos puede servir
las curvas
de Lissajjous.6. Explicar Por qu se mide el desfase entre la
tensin en los bornes de la
resistencia y la tensin de entrada?
7. Cules son las posibles causas de error en las mediciones?
8. Explicar qu otros mtodos existen para medir el desfasaje de
dos ondas
sinusoidales?
9. Qu diferencias existen en las ondas sinusoidales obtenidas al
utilizar el
generador de ondas y el autotransformador? A qu se deben
estas
diferencias?
10. Elaborar un cuadro indicando el desfasaje terico y
experimental para los
datos tomados con el autotransformador (mtodos de superposicin
de
ondas y mtodo de Lissajjous.
