Experiencia 2 de Laboratorio de Circuitos Electricos 2

UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI
INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
Guía de laboratorio
circuitos Eléctricos
2
EXPERIENCIA N° 02
APELLIDOS Y NOMBRES: QUIJANDRÍA JIMENEZ, GENARO ALONSO
DOCENTE: ING. OSWALDO FUENTES MENDOZA
SEMESTRE: VII
SEDE: ILO
2020- I
.
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS II EXPERIENCIA N° 10
EXPERIENCIA N° 2
DESFASAMIENTO DE ONDAS SINUSOIDALES EN CIRCUITOS R-L Y R-C
I. OBJETIVOS
Determinar el ángulo de fase entre la tensión e intensidad de corriente

en un circuito R-L y R-C por medio del osciloscopio
II. EQUIPOS Y MATERIALES
Osciloscopio
Generador de señal
Multímetro digital
Punta de prueba de osciloscopio
Resistor de 1KΩ
Bobina de 2.8H
Condensador de 0.01uF
Protoboard
Cables de conexión diversos
Computadora con Multisim
III. INFORME PREVIO
1. Explique las leyes de Lenz y Faraday

2. ¿Qué es un diagrama fasorial?
3. ¿Qué elementos en un circuito eléctrico introducen desfasamiento en

ondas sinusoidales?
Capacitores y bobinas.
4. ¿De qué manera se mide el desfasaje entre dos señales haciendo uso de
un osciloscopio?
- Ubicando en el gráfico el periodo = 1T.

- Este espacio entre picos (el periodo) equivale a 360°
- Se ubica el espacio de desfasaje gráficamente.
- Se saca una proporción entre estos 2 espacios.
IV. PROCEDIMIENTO
1. Analice teóricamente el circuito de la figura 2.1 y realice su simulación. Llene

los campos correspondientes de la tabla 2.1
Figura 2.1
Figure 1: CIRCUITO DE FIGURA 2.1
2. Conecte el generador de señal y regúlelo para una señal sinusoidal de

frecuencia 1KHz y una amplitud de 10Vpp
3. Coloque el osciloscopio en una escala adecuada para medir la tensión V R1 y así

obtener la intensidad de corriente en forma indirecta I.
4 Tome valores de VR1 y VL1. Calcule asimismo ZL considerando que ZL = VL/I.

.
VALORES ENCONTRADOS POR DATOS DEL

OSCILOSCOPIO
5 Varíe la tensión de la fuente a 2Vpp y 6Vpp y llene la tabla 2.1

.
CALCULOS TEORICIOS PARA LOS 3 CASOS, 2, 6, 10 Vpp
PARA Vpp=6V
Un voltaje pico a pico de 6v es igual a 2.1201 Vrms

Los valores observados en el grafico del osciloscopio se deben multiplicar por 2, puesto que el osciloscopio
usa voltajes pico, y para llevarlos de pico a pico a pico se multiplica por 2.
PARA Vpp=2V
Un voltaje pico de 2v es igual a 0.7067 Vrms

2 6 10
V(Vpp) V V V
Vt Vm Vt Vm Vt Vm
s s s
VR1(Vp 0.119e- 0.119e- 0.322 0.356e- 0.356e- 0.596e-

0.1074 0.537 0.596e-9
p) 12 12 2 12 12 9
VL1(Vp
1.8894 1.978 1.978 5.668 5.936 5.936 9.447 9.898 9.898
p)
I(mA) 107.4 107.4 107.4 322.2 322.2 322.2 537 537 537
ZL(KΩ 17.59
17.593 17.593 17.593 17.593 17.593 17.593 17.593 17.593
) 3
Nota: Vt = valor teórico, Vs = valor simulado, Vm = valor medido
6. Reemplace la bobina por un condensador de 0.01uF. Construya la tabla 2.2,

repitiendo los pasos anteriores.
CIRCUITO A TRABAJAR CON Vpp=10V = Vrms=3.5335V

Para todos los casos, debemos calcular Zc:
Esta Xc aplicará para todos los casos, puesto que para que varíe tendría que
cambiar la frecuencia, y ese dato no cambia en este ejercicio al igual que en el
anterior.


CÁLCULOS TEORICOS:
Primero hallamos la corriente q circula por el circuito:
Los valores introducidos en tabla correspondientes a valores medidos y simulados

son producto de los valores pico que nos muestra el osciloscopio multiplicados por
2 porque así obtenemos valores en pico a pico.
Tabla 2.2
2 6 10
V(Vpp)
V V Vm V V Vm V V Vm
t s t s t s
VR1(Vpp) 0.11823 0.215e-9 0.215e-9 0.3547 0.645e-9 0.645e-9 0.59119 1.077e-9 1.077e-9
VC1(Vpp) 1.8817 1.963 1.963 5.6452 5.892 5.892 9.4087 9.82 9.82
I(mA) 118.23 118.23 118.23 354.71 354.71 354.71 591.19 591.19 591.19
ZC(KΩ) 15.915 15.915 15.915 15.915 15.915 15.915 15.915 15.915 15.915
Nota: Vt = valor teórico, Vs = valor simulado, Vm = valor medido
7. Coloque el osciloscopio en modo alterno (ALT para observar dos señales

(BOTH) y haga la medición del desfasaje entre VR1 y VC1, Θc, tomando como
referencia horizontal el periodo de la señal como 360°, centrando y dándoles una
amplificación adecuada a las señales en la pantalla.
El periodo desde el lado izquierdo hasta el lado derecho es 2.00 microsegundos

Ahora se ubicaron los puntos para enfocar el periodo 1T entre ondas.

Se puede apreciar que este periodo equivale a 1 microsegundo.
 Como indica el ejercicio la horizontal de este periodo en la gráfica equivale a 360°.
Entonces, hacemos el cálculo en base a los cuadrados observables en el
gráfico.
1T = 360° = 5cuadrados observables en la grafica

Obtenemos 1.12 cuadrados aproximadamente. Haciendo regla de 3 simples:
Obtenemos un ángulo de desfase = 80.64° en adelanto respecto a R
Θc1 = 80.64°
Coloque nuevamente la bobina en reemplazo del condensador y mida como en el paso anterior el
desfasaje entre VL1 y VR1, ΘL.
Se realizaron los mismos procedimientos y se obtuvo que:
ΘL1 = 80.64° en retraso respecto a R

V. CUESTIONARIO
1. Con la señal de intensidad de corriente expresada en forma

trigonométrica, determine por aplicación de las leyes de Lenz y Faraday,
las tensiones en las impedancias reactivas para la bobina y condensador.
2. ¿En qué difiere la impedancia Z de la resistencia R?
La impedancia posee magnitud y fase, la resistencia solo magnitud.
3. Describa cómo se relaciona la representación fasorial de una onda de

intensidad de corriente alterna, con su representación instantánea
Ambos muestran el valor máximo de corriente y su desfase, pero en el

instantáneo queda en función del tiempo, mientras que fasorialmente está en
función del desfase.
4. ¿Cómo influye en el cálculo de Z las unidades de V e I si se expresa en V pp

o en Vrms?
Si usamos valores pp obtendremos resultados pp, respectivamente sucede lo

mismo con valores eficaces.
5. De acuerdo a las tablas 2.1 y 2.2, tome un valor promedio de las

impedancias en cada caso y calcule el valor de L 1 y C1 respectivamente.
Explique las posibles causas de las variaciones
- El valor de impedancia es ligeramente distinto por lo que L1 y C1 también lo

serán.
- Estamos partiendo del valor de Z para hallar L1 y C1, anteriormente se usó
el voltaje y corriente obtenidos a partir del osciloscopio.
6. Con los gráficos obtenidos:

Graficar en papel milimetrado el diagrama fasorial de ambos circuitos,
indicando el ángulo de desfasaje existente entre VR1-VC1 y VR1-VL1. Tomar
como referencia a la señal de corriente.
7. Para un ángulo de desfasaje de 45°, ¿Qué valor debería tener la

inductancia L si es que se mantiene la frecuencia constante? y ¿qué valor
debería tener la frecuencia si es que la inductancia L1 se mantiene
constante? Igualmente hallar los valores para el caso del capacitor.
8. Explique las ventajas y desventajas de la medición de desfasajes

utilizando el osciloscopio. Muestre los valores así hallados y compárelos
con los cálculos a partir del diagrama fasorial. Hallar el valor absoluto y
relativo
9. Explique otros métodos que conozca para determinar el ángulo de fase de

dos señales sinusoidales
VI. OBSERVACIONES
Anote sus observaciones o recomendaciones (si las tuviera)
VII. BIBLIOGRAFÍA
Listar la bibliografía considerada

3/3

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APELLIDOS Y NOMBRES: QUIJANDRÍA JIMENEZ, GENARO ALONSO

DOCENTE: ING. OSWALDO FUENTES MENDOZA

Determinar el ángulo de fase entre la tensión e intensidad de corriente

II. EQUIPOS Y MATERIALES

III. INFORME PREVIO

1. Explique las leyes de Lenz y Faraday

3. ¿Qué elementos en un circuito eléctrico introducen desfasamiento en

- Ubicando en el gráfico el periodo = 1T.

1. Analice teóricamente el circuito de la figura 2.1 y realice su simulación. Llene

Figure 1: CIRCUITO DE FIGURA 2.1

2. Conecte el generador de señal y regúlelo para una señal sinusoidal de

3. Coloque el osciloscopio en una escala adecuada para medir la tensión V R1 y así

4 Tome valores de VR1 y VL1. Calcule asimismo ZL considerando que ZL = VL/I.

VALORES ENCONTRADOS POR DATOS DEL

5 Varíe la tensión de la fuente a 2Vpp y 6Vpp y llene la tabla 2.1

Un voltaje pico a pico de 6v es igual a 2.1201 Vrms

Un voltaje pico de 2v es igual a 0.7067 Vrms

VR1(Vp 0.119e- 0.119e- 0.322 0.356e- 0.356e- 0.596e-

Nota: Vt = valor teórico, Vs = valor simulado, Vm = valor medido

6. Reemplace la bobina por un condensador de 0.01uF. Construya la tabla 2.2,

CIRCUITO A TRABAJAR CON Vpp=10V = Vrms=3.5335V

Para todos los casos, debemos calcular Zc:

CIRCUITO A TRABAJAR CON Vpp=6V = Vrms=2.1201V

CIRCUITO A TRABAJAR CON Vpp=2V = Vrms=0.7067V

Primero hallamos la corriente q circula por el circuito:

Los valores introducidos en tabla correspondientes a valores medidos y simulados

Nota: Vt = valor teórico, Vs = valor simulado, Vm = valor medido

7. Coloque el osciloscopio en modo alterno (ALT para observar dos señales

El periodo desde el lado izquierdo hasta el lado derecho es 2.00 microsegundos

Ahora se ubicaron los puntos para enfocar el periodo 1T entre ondas.

1T = 360° = 5cuadrados observables en la grafica

Obtenemos 1.12 cuadrados aproximadamente. Haciendo regla de 3 simples:

Obtenemos un ángulo de desfase = 80.64° en adelanto respecto a R

ΘL1 = 80.64° en retraso respecto a R

1. Con la señal de intensidad de corriente expresada en forma

2. ¿En qué difiere la impedancia Z de la resistencia R?

La impedancia posee magnitud y fase, la resistencia solo magnitud.

3. Describa cómo se relaciona la representación fasorial de una onda de

Ambos muestran el valor máximo de corriente y su desfase, pero en el

4. ¿Cómo influye en el cálculo de Z las unidades de V e I si se expresa en V pp

Si usamos valores pp obtendremos resultados pp, respectivamente sucede lo

5. De acuerdo a las tablas 2.1 y 2.2, tome un valor promedio de las

- El valor de impedancia es ligeramente distinto por lo que L1 y C1 también lo

6. Con los gráficos obtenidos:

7. Para un ángulo de desfasaje de 45°, ¿Qué valor debería tener la

8. Explique las ventajas y desventajas de la medición de desfasajes

9. Explique otros métodos que conozca para determinar el ángulo de fase de

Anote sus observaciones o recomendaciones (si las tuviera)

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