L4, CEAC 3, Merchan, Castro, Melo, Diaz
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Circuitos Eléctricos AC +
Prácticas de Laboratorio de Circuitos Eléctricos AC
Práctica 4 - Virtual
Circuito RL en AC
1. Introducción
En la presente práctica se estudiará cómo se comporta la tensión, corriente y ángulo de
desfase del circuito RL en serie, mediante el uso del osciloscopio.
2. Objetivos
1. Comprobar el comportamiento de un circuito RL alimentado con AC
2. Entender y visualizar el ángulo de desfasaje de un circuito RL, mediante el
simulador LTspice en el tiempo y en Lissajouss.
3. Equipos y Software
1. Software de simulación LTspice.
2. 1 VARIAC.
3. 1 osciloscopio.
4. 2 multímetros.
5. 2 sondas de medición para el osciloscopio.
6. 1 inductor L > 300mH
7. Resistencias de potencia.
4. Marco teórico
4.1 Circuitos RL en serie.
Circuito eléctrico compuesto por resistencias e inductores en conexión serie. La forma más
sencilla de analizar es el circuito RL de primer orden, que se compone de solo una
resistencia y un solo inductor. El triángulo de impedancias de este circuito se observa en la
Figura 1, en este se puede observar la siguiente relación para encontrar el ángulo de desfase
del circuito:
R (1
φ=φ v −φi =arctan ( )
XL )
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Prácticas de Laboratorio de Circuitos Eléctricos AC
Para encontrar el desfase del circuito, se debe realizar la conexión que se presenta en la
figura 5 y al igual que lo comentado en la Práctica 3 – Medición de señales en el
osciloscopio, para encontrar este desfase que dependen del tiempo, se debe contar las
divisiones presentes, tanto las de los dos puntos de las señales a comparar, como la del
periodo, ver Figura 2. De esta manera se utiliza la ecuación 2, en la cual se basa en el hecho
que el periodo de una señal sinusoidal abarca 360°.
T (divisiones) a(divisiones) (2
=
360 ° φ )
Por la figura de Lissajous, se puede determinar también el desfase del circuito, para esto se
debe medir las distancias a y b (Figura 3) y se realiza el siguiente cálculo de la ecuación 3.
φ=arcsin ( ab ) (3
)
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Prácticas de Laboratorio de Circuitos Eléctricos AC
Seguir los correspondientes esquemas y tablas para cada uno de los siguientes
experimentos. Para tener en cuenta antes del inicio del laboratorio, se plantea el siguiente
ejercicio:
Experimento 1. Simulación
2.1 Con los valores de R, Rint, f y L de la Tabla 2, determine el ángulo de desfase del
circuito equivalente. Grafique el triángulo de impedancias (especificando valores):
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Prácticas de Laboratorio de Circuitos Eléctricos AC
Xl Xl
tanφ= tanφ=
R+60 R+60
150.796 Ω 150.796 Ω
φ=tan−1 φ=tan−1
90.796+60 91+60
RTA: RTA:
φ=45 ° φ=44.96 °
2.2 Halle el ángulo interno θint de la bobina con los valores de L y Rint y grafique el
triángulo de impedancias:
Z=60+ j ( wL )
w=2∗π∗60 Hz
L=400 mH
Z=60+ j150.796
150.796
δ =arctan ( 60 )
δ =68.3029 °
j150.796
60
2.3 Con el valor de θint y el valor VB medido, halle el voltaje sobre la inductancia real y
sobre la resistencia interna (grafique el triángulo de voltajes):
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(Valores simulados)
φ=68.3029
x=Vb∗cos (φ)
y=Vb∗sen ( φ)
x=21.262∗cos (68.3029)
y=21.262∗sen ( 68.3029 )
x=7.86
y=19.7556
Vb = 21.262 V
Y
X
2.4 Con el valor de Ic, VL real y f, de la Tabla 2, halle el valor de la inductancia:
L = 371.65 mH
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2.6 Usando la función del osciloscopio “XY” para visualizar las figuras de Lissajous, halle
nuevamente el ángulo de desfase entre las 2 señales, en el simulador cambie el eje x del
tiempo por el voltaje de salida V R, de tal manera que se pueda observar Vf vs V R.
(Indique claramente los cálculos usados para determinar el ángulo).
A
φ=arcsin ( )
B
φ=arcsin ( 21.182166
29.989182 )
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φ=44.9368 °
6. Conclusiones
Realizar una conclusión referente a cada uno de los tres objetivos planteados en el actual
laboratorio.
7. Bibliografía
[1] Boylestad, Robert. Introducción al análisis de circuitos. Décima Edición. Pearson
Education, Inc.