Circuito Serie y Paralelo en AC
Circuito Serie y Paralelo en AC
Circuito Serie y Paralelo en AC
Integrantes:
MATTA DAVILA, JORGE IVAN
Grupo:
B - LUNES 6 DE JUNIO: 20:15 - 21:45
Experiencia:
Laboratorio N. 1
2016-II
1
RESUMEN:
NDICE
Pg.
Introduccin...4
Teora del tema............5
Parte experimental......11
Conclusiones.......28
Observaciones.....28
Recomendaciones...28
Bibliografa.28
INTRODUCCIN
Cuando hablamos de energa elctrica nos interesamos en conocer dos
terminologas importantes, entre estas tenemos la corriente alterna en la cual el
movimiento de los electrones cambia de sentido del orden 60 veces por segundo,
como un movimiento oscilatorio armnico.
La ventaja de la corriente alterna proviene del hecho que la energa elctrica en
forma de corriente alterna se puede transmitir a grandes distancias por medio de
fciles elevaciones de voltaje que reducen las prdidas de calor en los cables.
Para conocer el funcionamiento de un circuito se aplican las leyes de Kirchhoff,
resolviendo un sistema de ecuaciones diferenciales, para determinar la tensin e
intensidad en cada una de las ramas. Como este proceso se hace
extremadamente laborioso cuando el circuito tiene ms de dos bobinas o
condensadores (se estara frente a ecuaciones diferenciales de ms de segundo
orden), lo que se hace en la prctica es escribir las ecuaciones del circuito y
despus simplificarlas a travs de la Transformada de Laplace, en la que
derivadas e integrales son sumas y restas con nmeros complejos, se le suele
llamar dominio complejo, resolver un sistema de ecuaciones lineales complejo y
luego aplicarle la Anti transformada de Laplace, y finalmente, devolverlo al dominio
del tiempo.
MARCO TEORICO
Cuando a Los extremos de una resistencia hmica se aplica una tensin alterna,
V = Vm.sent, la intensidad de la corriente que se origina se deduce a partir de la
ley de Ohm:
Vm
sent I m sent
R
(1)
V,I
V
I
Fig.1
Resultando que la intensidad tambin vara sinusoidalmente con el tiempo, con
la misma frecuencia que la tensin aplicada, y que su valor mximo vale
Im
Vm
R
(2)
i I m sen(t )
(3)
I ef
Im
2
0.707I m
(4)
Vef
Vm
0.707Vm
2
(5)
corrientes continuas
Im
Vm
Z
(6)
V
Z
(7)
La relacin que existe entre la impedancia Z del circuito RLC en serie y las
caractersticas R, L y C de los tres elementos considerados es
Z R 2 (L (1 / C ))2
(8)
XL = L
XC = 1/C
X = XL-XC
(9)
Se escribe:
R2 X 2
(10)
arctg
X
R
(11)
XL
X
XC
Z
R
Fig.2
V
I
Fig.3
La intensidad de la corriente tiene la misma fase en todas las partes de un circuito
en serie. Es decir: es mxima en la resistencia, autoinduccin y condensador al
mismo tiempo; nula en los tres un instante despus; mxima, pero de sentido
opuesto, otro instante todava posterior, y as sucesivamente.
La diferencia de potencial (d.d.p.) entre dos puntos cualesquiera de un circuito es
igual al producto de la intensidad por la impedancia del mismo entre los dos
puntos considerados, siempre que no exista ninguna f.e.m.
Comprendida entre dichos puntos. As,
b
R
c
L
d
C
Fig.4
Vab=IZab
(12)
= arctg (Xab/Rab)
(13)
VL
VLC
VC
VR
Fig.5
10
PARTE EXPERIMENTAL
OBJETIVOS
1. Verificar las relaciones de tensin, corriente e impedancia en un circuito de
corriente alterna serie.
2. Verificar las relaciones de corriente, tensin e impedancia en un circuito de
corriente alterna paralelo.
3. Construir los diagramas fasoriales en circuitos RL, RC y RLC paralelo.
4. Construir los diagramas fasoriales en circuitos RL, RC y RLC serie y
paralelo.
EQUIPOS Y MATERIALES
-
Multmetro digital.
11
Condensador 16F.
Inductor 100mH.
PROCEDIMIENTO
A.CALCULOS TEORICOS
Datos:
VRMS = 45V
Vm = 45 2
Vm = 63.64V
= 60Hz
= 2
= 120
R = 110
C = 16F
L = 100mH
12
1. CIRCUITO RC SERIE
Datos:
VRMS = 45V
Xc =
1
c
= 120
R = 110
C = 16F
= 165,786
165,786 -90
c = -165,786j
r = 110
T = 110 165,786j
T = 198,96< -56,435
It =
Vrms
T
45
198,96<56,435
It = 0.226<56,435 A
Vr = (0,226<56,435)x110
Vr = 24,86<56,435 V
Vc = (0,226<56,435)x(165,786<-90)
Vc = 37,468<-33,565 V
13
2. CIRCUITO RL SERIE
Datos:
VRMS = 45V
= 120
R = 110
L = 100mF
XL = .L = 37,7
37,790
L = 37,7j
r = 110
T = 110 + 37,7j
T = 116,281<18,918
It =
Vrms
T
45
116,281< 18,918
It = 0.387<-18,918 A
Vr = (0,387<-18,918)x110
Vr = 42,57<-18,918
VL = (0,387<-18,918)x(37,7<90)
VL = 14,59<71,082 V
14
Datos:
VRMS = 45V
= 120
R = 110
c = -165,786j
165,786 -90
L = 37,7j
37,7 90
L = 100mf
C = 16F
r = 110
T = 110 + 37,7j 165,786j
T = 168,837<-49,344
It =
Vrms
T
45
168,837<49,344
It = 0,267<49,344 A
15
Vr = (0,267<49,344)x110
Vr = 29,37<49,344 V
VL = (0,267<49,344)x(37,7<90)
VL = 10,06<139,344
Vc = (0,267<49,344)x(165,786<-90)
Vc = 44,265<-40,656 V
4. CIRCUITO RC PARALELO
Datos:
VRMS = 45V
c = -165,786j
= 120
R = 110
C = 16F
165,786 -90
r = 110
16
T =
110 X (165,786<90 )
110165,786 j
T = 91,66< -33,56
Ir =
Vrms
r
45
110
Ir = 0,409 A
Ic =
Vrms
c
45
165,786<90
Ic = 0,271<90 A
IT = IR + IC
IT = 0,409 + 0,271j
IT = 0,491<33,528 A
VT = IT.ZT = (0,491<33,528)x(91,66<-33,56)
VT = 45,005<-0,032 V
5. CIRCUITO RL PARALELO
17
Datos:
VRMS = 45V
= 120
R = 110
L = 100mH
37,7 90
L = 37,7j
r = 110
T =
110 X (37,7< 90 )
110 +37,7 j
T = 35,66<71,082
Ir =
Vrms
r
45
110
Ir = 0,409 A
IL =
Vrms
L
45
37,7 <90
IL = 1,194<-90 A
IT = IR + IL
IT = 0,409 1,194j
IT = 1,262<-71,091 A
18
VT = IT.ZT = (1,262<-71,091)x(35,66<71,082)
VT = 45,003<-0,01 V
Datos:
VRMS = 45V
= 120
R = 110
c = -165,786j
165,786 -90
L = 37,7j
37,7 90
C= 16F
L = 100mH
r = 110
T =
110 X (37,7< 90 )
110 +37,7 j
// -165,786j
T = 44,6<66,078
Ir =
Vrms
r
45
110
Ir = 0,409 A
19
IL =
Vrms
L
45
37,7 <90
Ic = 1,194<-90 A
Ic =
Vrms
c
45
165,786<90
Ic = 0,271<90 A
IT = IR + IL + IC
IT = 0,409 1,194j + 0,271j
IT = 1,01<-66,101 A
VT = IT.ZT = (1,01<-66,101)x(44,6<66,068)
VT = 45,046<-0,033 V
RES
CAP
CORRI
ENTE
VOLTAJES
20
V
(VOLTIO)
R()
C(F)
I(mA)
Vc
(VOLTI
O)
VALOR
EXP
46,1
110
16
0,232
38,82
25,63
45,3
VALOR
TEORI
CO
45V
110
16
0,226
37,468
24,86
45
VR
(VOLTI
O)
(Hz
)
(rad/se
g)
Xc
60
120
165,78
6
110
165,79j
198,96<56,435
V
(voltio
)
CORRI
ENTE
RES
IND
VOLTAJES
V
(VOLTIO)
R()
L(m
H)
I(mA)
VL
(VOLTI
O)
VALOR
EXP
46,1
110
100
0,382
14,58
41,3
45,3
VALOR
TEORIC
O
45V
110
100
0,387
14,59
42,57
45
VR
(VOLTI
O)
(Hz
)
(rad/se
g)
XL
()
r
()
L
()
T
()
60
120
37,7
110
37,7j
116,281<18,9
18
V
(voltio
)
21
VOLTAJE
DE LA
FUENTE
IND
CA
P
COR
RIEN
TE
RES
V
(VOLTIO)
R(
)
L(m
H)
C(
F)
I(mA
)
VL
(Volt
)
VALOR
EXP
46,1
110
100
16
0,26
9
9,8
VALOR
TEORIC
O
45V
110
100
16
0,26
7
10,0
7
VOLTAJES
VC
(Volt
)
V
(Volt
)
29,2
2
43,8
45,8
29,3
7
44,2
7
45
VR
(Volt
)
(H
z)
(rad/se
g)
XL
()
XC
()
r
()
L
()
C
()
T
()
60
120
37,
7
165,78
6
110
37,
7j
165,79j
168,837<49,34
RES
CAP
VOLTA
JE
CORRIENTES
22
V
(VOLTIO)
R()
C(F)
V
(Volt)
IC
(mA)
VALOR
EXP
46,1
110
16
44,1
0,282
0,415
0,500
VALOR
TEORI
CO
45V
110
16
45,005
0,271
0,409
0,491
IR
(mA)
(Hz
)
(rad/se
g)
Xc ()
r
()
c ()
T ()
60
120
165,78
6
110
165,79j
91,66<33,56
I
(mA)
RES
IND
VOLTA
JE
V
(VOLTIO)
R()
L(mH)
V
(Volt)
IL
(mA)
VALOR
EXP
46,1
110
100
44,1
1,17
0,409
1,264
VALOR
TEORI
CO
45V
110
100
45,003
1,194
0,409
1,262
CORRIENTES
IR
(mA)
(Hz
)
(rad/se
g)
XL()
r(
)
L()
T ()
60
120
37,7
110
37,7j
35,66<71,0
82
I
(mA)
23
VOLTAJE
DE LA
FUENTE
RES
IND
CA
P
VOLT
V
(VOLTIO)
R(
)
L(m
H)
C(
F)
V(vo
lt)
IL
(mA)
VALOR
EXP
46,1
110
100
16
44,4
1,17
VALOR
TEORIC
O
45V
110
100
16
45,0
5
1,19
4
CORRIENTES
IC
(mA)
I
(mA)
0,41
1
0,27
8
0,91
0
0,40
9
0,27
1
1,01
IR
(mA)
(H
z)
(rad/se
g)
XL
()
XC
()
r
()
L
()
C
()
T
()
60
120
37,
7
165,78
6
110
37,
7j
165,79j
44,6<66,078
1. CIRCUITO RC SERIE
24
2. CIRCUITO RL SERIE
25
4. CIRCUITO RC PARALELO
26
5. CIRCUITO RL PARALELO
27
OBSERVACIONES
-
CONCLUSIONES
-
RECOMENDACIONES
-
Para un mejor anlisis cuando se armen los circuitos, se deber usar cables de
diferentes colores, para diferenciar el positivo y tierra.
BIBLIOGRAFIA
https://es.wikipedia.org/wiki/An
%C3%A1lisis_de_circuitos_de_corriente_alterna
http://www.areatecnologia.com/electricidad/circuitos-de-corrientealterna.html
http://departamento.us.es/dfisap1/mesa/ffi-old/CircCA.pdf
28