FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRONICA Y ELECTRICA

ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA ELECTRICA

EXPERIMENTON°01

RELACIONES ESCALARES Y COMPLEJAS EN CIRCUITOS LINEALES

I. OBJETIVODeducir experimentalmente la variabilidad de las corrientes y caídas de tensión a través de los elementos R-C-L, al aplicarles una señal sinusoidal

II. FUNDAMENTOEs de utilidad en los circuitos serie, paralelo, o combinación de los mismos, determinar su comportamiento cuando uno o más parámetros son variables.Como los circuitos de corriente alterna por lo general contienen resistencias, bobinas o condensadores la variación de uno de estos elementos puede generar los siguientes resultados:

Variaciones de corriente o cosθ, o ambos, cuando la tensión se mantiene constante.

Variaciones de tensión y cosθ, o ambos, cuando la corriente se mantiene constante.

Se demostrará en esta experiencia que los circuitos formados por resistencias, inductancia y capacitancias donde al menos uno de los elementos experimenta un aumento o disminución uniformes, los diagramas representados gráficamente para determinar variaciones continuas, se llaman Lugares Geométricos, y toman generalmente la forma de círculos o líneas rectas. El análisis de esos circuitos brinda informaciones importantes, tales como los valores máximos, o mínimos de corriente, tensiones o factores de potencia, y en casos como ciertos circuitos en paralelo, indica si es o no posible una condición de resonancia.

En el caso del circuitos de la figura 1 corresponde a un circuito de resistencia variables y reactancia variables y reactancia constante, donde la resistencia es variable. La corriente E/X1 es la corriente máxima cuando R=0 y disminuirá cuando la resistencia aumenta progresivamente. El diagrama circular de corrientes es como se muestra.

Para el caso del circuito de la figura 2 se demuestra igualmente que los diagramas de corriente son circulares cuando la reactancia capacitiva es variable, pero como la corriente capacitiva siempre adelanta respecto de la tensión aplicada, los círculos estarán situados por encima del fasor horizontal de referencias.

III. EQUIPOS Y /O INSTRUMENTOS A UTILIZAR1. 1 Autotransformador 220v – 6A2. 1 Reóstato (300ohm)3. 1 Caja de condensadores (variable de 0 a 30uf)4. 2 Multímetros, escalas 0-250v AC.(V1,V2)5. 1 Amperimetro (AC), escala 2-3A6. 1 Voltimetro (AC) de cuadro de 0-250v7. 1 Reactor de Núcleo de hierro de 0.25Hr-(3A-1A)

IV. PROCEDIMIENTO Caso 1

En base al circuito 1, con el amperímetro en la escala pedida y R1 en su máximo valor energiza al circuito hasta lograr 220 V en la salida del autotransformador.

Reducir el valor de R1 hasta obtener 0.8Amp. y tomar las lecturas de V1,V2 y A. Variando la resistencia, reducir la corriente de 0.05 en 0.05Amp y tomar las lecturas de los instrumentos para por lo menos 10 puntos

Caso 2Armar el circuito N°2, con la resistencia en su máximo valor y el condensador de 30 uf. Regular el autotransformador a 220v y luego reducir la corriente con R2 hasta que A indique 1.3Amp. Variando C (Caja de condensadores), reducir la corriente de 0.05 en 0.05Amp. Tomar 10 puntos.

V. CUESTIONARIO

1. Sobre un par de ejes coordenados, graficar en función de R y Xc las lecturas de V1,V2 y A, tomadas experimentalmente. Tomar las curvas obtenidas.

3.29 5.45 7.4 9.44 11.550

50

100

150

200

250

300

VOLTAJE EN LA RESISTENCIA VS RESISTENCIA

VOLTAJE DE LA RESISTENCIA

RESI

STEN

CIA

(ohm

ios)

99.6 98.9 98.4 97.9 97.50

50

100

150

200

250

300

VOLTAJE DE LA BOBINA VS RE-SISTENCIA

VOLTAJE DE LA BOBINA

RESI

STEN

CIA

(ohm

ios)

0.28 0.42 0.54 0.64 0.7202468

101214161820

CAPACITANCIA VS CORRIENTE

CORRIENTE ( Amperios )

CAPA

CITO

R(uF

)

5.6 8.28 11.3 14.2 17.50

1020304050607080

VOLTAJE EN LA RESISTENCIA VS CAPACITOR

CAPACITOR(uF)

VOLT

AJE

EN LA

RES

ITEN

CIA

5.6 8.28 11.3 14.2 17.50

20

40

60

80

100

120

VOLTAJE EN EL CAPACITOR VS CAPACITOR

CAPACITOR (uF)

VOLT

AJE

EN E

L CAP

ACIT

OR

2. Dibujar en cada caso el lugar geométrico de la impedancia del circuito, en el plano R, X (Milimetrado).

Suponiendo que la bobina presente una resistencia de 10 ohm y la bobina valga 0.11henrios

CIRCUITO 1 Z=R+JX V ⟨∅1 90+j41.46 99.09<24.732 140+j41.46 146.01<16.503 190+j41.46 194.47<12.314 240+j41.46 243.55<9.805 290+j41.46 292.95<8.14

CIRCUITO 2 Z=R+JX V ⟨∅1 150-j473.68 496.86<72.432 150-j316.54 350.28<64.643 150-j234.74 277.95<57.424 150-j186.80 239.57<51.245 150-j151.58 213.25<45.30

3. Graficar el lugar geométrico del fasor corriente para ambos casos, tomando como referencia el fasor tensión (220v) en el mismo diagrama de los fasores V1 y V2.

TABLA DE DATOS

Circuito 1

VE (Voltios) A (Amperios) VR (Voltios) VL (Voltios) R (ohmios)100.1 - 3.29 99.6 80100.1 - 5.45 98.9 130100.1 - 7.40 98.4 180100.1 - 9.44 97.9 230100.1 - 11.55 97.5 280

Circuito 2

VE (Voltios) A (Amperios) VR (Voltios) VC (Voltios) R (ohmios) C (uF)

100.6 0.28 30.54 96.9 150 5.60100.6 0.42 43.14 92.3 150 8.28100.6 0.54 54.30 86.4 150 11.3100.6 0.64 63.02 80.0 150 14.2100.6 0.72 70.00 74.0 150 17.5

VI. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES

En el primer circuitos, al variar la resistencia se observa que la corriente del circuito también varia.

En el circuitos 2, al variar el valor de la capacitancia se observa que la corriente del circuito también varia.

VII. BIBLIOGRAFIA Circuitos Eléctricos II Colección Schaum Circuitos Eléctricos II Spiegel Maquinas Eléctricas Rotativas Harper Transformadores Harper Instrumentación Metrológicas Andrés Cardz Análisis de Circuitos Eléctricos Biela Bianchi Motores Eléctricos Rossemberg Calculo de Rebobinado de Motores Eléctrico Camarena