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    CIRCUITOS R-L-C SERIE Y PARALELO DE CORRIENTE

    ALTERNA

    OBJETIVOS

     

    Verificar el comportamiento de la caída de potencial en los resistores,

    inductores y capacitadores de un circuito serie de corriente alterna.

     

    Encontrar el factor de potencia del circuito R-L-C implementado.

    FUNDAMENTO TEORICO

    CORRIENTE ALTERNA

    La forma de oscilación de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la

    oscilación senoidal con la que se consiue una transmisión más eficiente de la

    enería, a tal punto que al !a"lar de corriente alterna se so"rentiende que se

    refiere a la corriente alterna senoidal.

    #in em"aro, en ciertas aplicaciones se utilizan otras formas de

    oscilación periódicas, tales como la trianular o la cuadrada.

    $tilizada en%ricamente, la C& se refiere a la forma en la cual la electricidad

    llea a los !oares y a las industrias. #in em"aro, las se'ales de audio y

    de radiotransmitidas por los ca"les el%ctricos, son tam"i%n e(emplos de

    corriente alterna. En estos usos, el fin más importante suele ser la transmisión

    y recuperación de la información codificada )o modulada* so"re la se'al de la

    C&.

    $na característica adicional de esta corriente es que su forma armónica se

    conser+a cuando la corriente es modificada por el efecto de elementos lineales,

    a sa"er resistencias, "o"inas, transformadores, etc.

    V =V  M  sen(wt )

    http://es.wikipedia.org/wiki/Sinusoidehttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_peri%C3%B3dicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Se%C3%B1al_de_audiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Radiofrecuenciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cablehttp://es.wikipedia.org/wiki/Modulaci%C3%B3n_(telecomunicaci%C3%B3n)http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_peri%C3%B3dicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Se%C3%B1al_de_audiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Radiofrecuenciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cablehttp://es.wikipedia.org/wiki/Modulaci%C3%B3n_(telecomunicaci%C3%B3n)http://es.wikipedia.org/wiki/Sinusoide

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    CIRCUITO RLC

    $n circuito RLC es un circuito en el que solo !ay resistencias, condensadores y

    "o"inas estos tres elementos tienen, por ecuaciones características una

    relación lineal )#istema lineal* entre tensión e intensidad. #e dice que no !ay

    elementos acti+os.

    • Resistencia

    • Condensador

    • o"ina

    La intensidad eficaz de una corriente alterna se define como el +alor de la

    intensidad de una corriente continua que desarrollase la misma cantidad de

    calor en la misma resistencia y en el mismo tiempo. #e demuestra que

    La intensidad máima I m  está relacionada con la tensión máima

    V m  por 

    una epresión que tiene la misma forma que la que epresa la ley de /!m para

    corrientes continuas.

     I =V m

     R  sen (wt )= I m sen(wt )

     I m=

    V m

     R

    i ( t )=C  dv (t )

    dt 

    v ( t )=i (t ) . R

    v (t )= Ldi(t )

    dt 

    V ef =V m√ 2

    =0.707V m I ef = I m√ 2

    =0.707 I m

     I m=V m

    Z   I =

    http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_linealhttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_lineal

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    IMPEDANCIA

    En los circuitos de corriente alterna )&C* los receptores presentan una

    oposición a la corriente que no depende únicamente de la resistencia ó!mica

    del mismo, puesto que los efectos de los campos man%ticos +aria"les

    )"o"inas* tienen una influencia importante. En &C, la oposición a la corriente

    reci"e el nom"re de impedancia )0*, que o"+iamente se mide en 1. La

    relación entre V, 2, 0, se determina mediante la 3Ley de /!m eneralizada3.

    4or otra parte, el desfase 5, +iene dado por la epresión

    La manitud 6 reci"e el nom"re de reactancia7 X  L  y

     X C   son la reactancia

    inducti+a o inductancia y la reactancia capaciti+a o capacitancia. 8anto la

    impedancia como la capacitancia se miden en o!mios )9*.

    Los papeles de la inductancia y de la capacitancia son contrapuestos, tanto en

    lo que se refiere a la limitación de la corriente, como al desfase que introducen

    la corriente y la tensión. &sí, mientras que un aumento de inductancia reduce la

    intensidad, un aumento de capacitancia la !ace aumentar. &demás, la

    Z =√ R2+(w X  L−(

      1

    w X C ))

    2

     ø =arctg X 

     R

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    inductancia retrasa la intensidad respecto a la tensión, en tanto que la

    capacitancia la adelanta. 8anto la inductancia como la capacitancia dependen

    de la frecuencia de la tensión alterna

    aplicada.

    La relación que eiste entra la impedancia 0

    de un circuito RLC en serie y los +alores de

    R, X  L ,

     X C    puede representarse

    ráficamente considerando estas manitudes como +ectores. La resistencia R

    se representa como un +ector situado so"re el e(eO X   en sentido positi+o del

    mismo7 y las reactancias X  L   y

     X C  , por +ectores situados so"re el e(e

    OY  , en los sentidos positi+o y neati+o, respecti+amente. La impedancia 0

    será el +ector suma de los tres +ectores.

    DIAGRAMA FASORIAL

    $n fa!"  es una representación ráfica de un número comple(o que se utiliza

    para representar una oscilación, de forma que el fasor suma de +arios fasores

    puede representar la manitud y fase de la oscilación resultante de la

    superposición de +arias oscilaciones en un proceso de interferencia.

    http://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_complejohttp://es.wikipedia.org/wiki/Oscilaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_f%C3%ADsicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fase_(onda)http://es.wikipedia.org/wiki/Interferenciahttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_complejohttp://es.wikipedia.org/wiki/Oscilaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_f%C3%ADsicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fase_(onda)http://es.wikipedia.org/wiki/Interferencia

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    La corriente alterna se suele representar con un +ector irando a la +elocidad

    anular :. Este +ector reci"e el nom"re de fasor. #u lonitud coincide con el

    +alor máimo de la tensión o corriente )seún sea la manitud que se est%

    representando*. El ánulo so"re el e(e !orizontal representa la fase. La

    +elocidad de iro : está relacionada con la frecuencia de la se'al. 

    En corriente alterna se da que en muc!as ocasiones, las tensiones y corrientes

    presentan desfasa(es entre sí )distintas fases en un determinado momento*. En

    los diaramas fasoriales esto se representa con un ánulo entre los fasores.

    FACTOR DE POTENCIA

    #e define factor de potencia, f.d.p., de un circuito de corriente alterna, como la

    relación entre la potencia acti+a, 4, y la potencia aparente, #.; .

    http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alternahttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_el%C3%A9ctrica#Potencia_activahttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_el%C3%A9ctrica#Potencia_aparentehttp://es.wikipedia.org/wiki/Factor_de_potencia#cite_note-ref_duplicada_1-1http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alternahttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_el%C3%A9ctrica#Potencia_activahttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_el%C3%A9ctrica#Potencia_aparentehttp://es.wikipedia.org/wiki/Factor_de_potencia#cite_note-ref_duplicada_1-1

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     & menudo es posi"le a(ustar el factor de potencia de un sistema a un +alor muy

    próimo a la unidad.

    Esta práctica es conocida como mejora o corrección del factor de potencia y se

    realiza mediante la coneión a tra+%s de conmutadores, en eneral

    automáticos, de "ancos de condensadores o de inductancias, seún sea el

    caso el tipo de caras que tena la instalación. 4or e(emplo, el efecto inducti+o

    de las caras de motores puede ser correido localmente mediante la coneión

    de condensadores. En determinadas ocasiones pueden instalarse motores

    síncronos con los que se puede inyectar potencia capaciti+a o reacti+a con tansolo +ariar la corriente de ecitación del motor.

    Las p%rdidas de enería en las líneas de transporte de enería el%ctrica

    aumentan con el incremento de la intensidad. Como se !a compro"ado, cuanto

    más "a(o sea el f.d.p. de una cara, se requiere más corriente para conseuir 

    la misma cantidad de enería útil. 4or tanto, como ya se !a comentado, las

    compa'ías suministradoras de electricidad, para conseuir una mayor 

    eficiencia de su red, requieren que los usuarios, especialmente aquellos que

    utilizan randes potencias, mantenan los factores de potencia de sus

    respecti+as caras dentro de límites especificados, estando su(etos, de lo

    contrario, a paos adicionales por enería reacti+a.

    La me(ora del factor de potencia de"e ser realizada de una forma cuidadosa

    con o"(eto de mantenerlo lo más alto posi"le. Es por ello que en los casos de

    randes +ariaciones en la composición de la cara es preferi"le que lacorrección se realice por medios automáticos.

    #uponamos una instalación de tipo inducti+o cuyas potencias 4, ? y # forma

    el triánulo de la fiura ;. #i se desea me(ora el cos@ a otro me(or cos@A, sin

    +ariar la potencia acti+a 4, se de"erán conectar un "anco de condensadores en

    paralelo a la entrada de la instalación para enerar una potencia reacti+a ?c de

    sino contrario al de ?, para así o"tener una potencia reacti+a final ?f.

     &nalíticamente

    http://es.wikipedia.org/wiki/Sistemahttp://es.wikipedia.org/wiki/Motor_s%C3%ADncronohttp://es.wikipedia.org/wiki/Motor_s%C3%ADncronohttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistemahttp://es.wikipedia.org/wiki/Motor_s%C3%ADncronohttp://es.wikipedia.org/wiki/Motor_s%C3%ADncrono

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    4or un lado

    B análoamente

    Lueo,

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      Capacitor Voltímetro

      alastro Iultímetro diital

    PROCEDIMIENTO$

    ;.- 2mplementamos el circuito serie R-L-C y paralelo de acuerdo a los +alores

    de resistencia )R*, inductores )L* y capacitores )C*.

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    .-Lueo !icimos +ariar la tensión de entrada y medimos en cada +ariación los

    +alores en cada elemento.

    G.-&l medir las tensiones en cada uno de los elementos o"tu+imos +alores queplasmamos en la siuiente ta"la.

    S V    A

     RV 

     XC V 

     XLV 

    % ;>.J >.>H G.JK .J ;>.F

    & >.FG >.>HM K.H F.HK >.J>

    ' G>.H >.>J ;>.K> K.J G.HH

    ( H>.>> >.>MG ;H.>; ;>.G> H.M>

    ) F>.;> >.;; ;K.FH ;.JK FH.;>

    En paralelo

    T  A 

    V  R A  XC  A  XL A

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    % >.;G ;>.K> >.>;K >.>M >.>;

    & >.HJ >.MF >.;FG >.;MH >.>;

    & >.GFG G>.F> >.;K >.JK >.>

    ( >.HF> H>.F> >.G>> >.GJ> >.>H

    ) >.> HM.M> >.G;; >.HFF >.>

    ANALISIS DE DATOS$

    DATOS DE LA TABLA N*%

    V  R= R . I 

    3.87= R .0.024

     R=160

    V  XL= X  L . I 

    10.56= X  L .0.024

     X  L=440

    V  XC = X C . I 

    2.82= X C .0.024

     X C =117.5

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     X  L=2πf . L

    440

    =2

    π .60

    . L

     L=1.2 H 

     X C =  1

    2πf .C 

    C =  1

    2 π 60.117.5

    C =0.22uF 

    La impedancia e$

    |Z |=√ 1602+(440−117.5)2

    Z =360

    En+!nce e, An.,! de impedancia e$

    ϕ=63.61

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    El

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     R=139

    V  XL= X  L . I  L

    10.70= X  L .0.01

     X  L=1070

    V  XC = X C . I C 

    10.70= X C .0.092

     X C =116.3

     X  L=2πf . L

    1070=2 π .60 . L

     L=2.8 H 

     X C =  1

    2πf .C 

    C =   12 π 60.117.5

    C =0.23uF 

    La impedancia e$

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    |Z |=√  1

    139

    2

    +(   1116.3−  1

    1070 )2

    Z =0.01

    En+!nce e, 1n.,! de impedancia e$

    ϕ=43.94

    El

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    C"s#=  1

    1.39=0.72

    CONCLUSIONES$

    • #e pudo +erificar el comportamiento de la caída de potencial en los

    resistores, inductores y capacitores de un circuito serie de corriente

    alterna y un circuito paralelo de corriente alterna.

    • #e calculó el factor de potencia del circuito R-L-C en serie y en paralelo

    de corriente alterna dado en la eperiencia.

    • Nu"o una peque'a diferencia en las comparaciones de datos !allados.

    • 4resento la característica de que !u"o un retraso de tensión, que fue

    determinada por los datos o"tenidos y desarrollado por su respecti+o

    procedimiento.

    OBSERVACIONES$

    •  &l momento de +ariar el +olta(e siempre descarar el capacitor para

    tomar nue+amente el nue+o dato.

    • #iempre tener cuidado al medir el +olta(e en los equipos de la"oratorio si

    tra"a(amos con corriente >V.• #iempre usar el uniforme adecuado para cada eperiencia del

    la"oratorio.

    BIBLIOGRAFIA$

    • Electrónica analóica

    •  !ttpOOes.PiQipedia.orOPiQiOCircuito RLC

    • !ttpOOPPP.azimadli.comO+i"manspanis!Oelconceptodefase.!tm

    • !ttpOOPPP.slides!are.netOuaslideOcorriente-alterna-presentation

    • !ttpOOes.PiQipedia.orOPiQiOCondensadorelSCGS&Mctrico

    http://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nica_anal%C3%B3gicahttp://www.azimadli.com/vibmanspanish/elconceptodefase.htmhttp://www.slideshare.net/gugaslide/corriente-alterna-presentationhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nica_anal%C3%B3gicahttp://www.azimadli.com/vibmanspanish/elconceptodefase.htmhttp://www.slideshare.net/gugaslide/corriente-alterna-presentation