Informe Final Parte 2

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  • PROCEDIMIENTO 4 Objetivos

    1. Medir el ngulo de fase entre el voltaje aplicado, V, y la corriente, I, en un circuito RC serie.

    2. Verificar que las relaciones entre el voltaje aplicado, V, el voltaje en R, VR, y el voltaje en C, VC, se describen por las formulas

    MATERIAL NECESARIO

    Instrumentos

    Resistores ( W, 5%)

    Capacitores

  • 1. Mida con un hmetro la resistencia de los resistores de 1 k y 6.8 k. Anote los

    valores en la tabla 7.

    2. Con el generador de funciones apagado arme el circuito de la figura 4.

    3. Encienda el generador de funciones y con el canal 1 del osciloscopio ajuste su

    salida en 10 Vpp a una frecuencia de 1kHz. Ajuste los controles del osciloscopio

    para desplegar un ciclo completo que ocupe la retcula en forma horizontal.

    4. Para la entrada de disparo debe seleccionarse el canal 2. En un circuito en serie

    la corriente es la misma en todo el circuito. Por tanto, en un circuito en serie la

    corriente se usar como lnea de referencia o de base (0) cuando se hagan las

    mediciones y se dibujen los diagramas fasoriales. La cada de voltaje en R1 se

    debe a la corriente que fluye por ella.

    5. Ajuste los controles de NIVEL (LEVEL) y PENDIENTE (SLOPE) del osciloscopio

    de modo que VR1 cubra la retcula con un ciclo completo. La mayora de los

    osciloscopios tienen 10 divisiones horizontales y un ciclo completo ocurre en 360.

    Si el despliegue se ajusta a 10 divisiones, en el osciloscopio habr 36/div.

  • En nuestro caso serian 20 divisiones para 360 y cada divisin corresponde a 18

    6. Con el selector de MODO (MODE) vertical puesto en DUAL-ALT, mida el

    desfasamiento que resulta entre la corriente del circuito (representada por la onda

    VR1) y el voltaje de entrada (Vent). Registre los resultados en la tabla 7, rengln 1

    k. Apague el osciloscopio y el generador de funciones.

    El desfasamiento entre el voltaje (la onda verde Vent) y la corriente (la onda Roja VR) es de 4.3 cuadros igual a 77.4

    7. Repita los pasos del 2 al 6 con el resistor de 6.8 k. No apague el generador de

    funciones.

  • El desfasamiento entre el voltaje (la onda verde Vent) y la corriente (la onda Roja VR) es de 2 cuadros igual a 36

    8. Mida la cada de voltaje en el resistor de 6.8 k (VR) y en el capacitor (Vc).

    Registre estos valores en la tabla 8, rengln 6.8 k. Apague el generador de

    funciones.

    9. Calcule la corriente en el circuito para cada valor de V mediante la ley de Ohm

    con los valores medidos de VR y R. Registre sus respuestas en la tabla 45-2 para

    el resistor de 6.8 k.

    10. Calcule la reactancia capacitiva, XC del capacitor con la ley de Ohm para

    capacitores con el valor medido de VC y el valor calculado de I. Registre sus

    respuestas en la tabla 8 para el resistor de 6.8 k.

  • 11. A partir de los valores calculados de XC en el paso 10 y el valor medido de R,

    calcule el ngulo de fase, , para cada valor de Vpp.

    Anote sus respuestas en la tabla 8 para el resistor de 6.8 k.

    12. Encienda el generador de funciones y ajuste la salida como en el paso 3.

    Repita los pasos del 8 al 11 para el resistor de 1 k.

    13. Con los valores medidos de VR y VC para el resistor de 1 k, calcule la Vpp

    con la frmula de la raz cuadrada

    9.96Vpp

    Registre sus respuestas en la columna.

    Voltaje aplicado (calculado) de la tabla 8. Repita el clculo de VR y VC con el

    resistor de 6.8 k y anote sus respuestas en la tabla 8.

    9.96Vpp

    14. En el espacio bajo la tabla 8 trace los diagramas fasoriales de impedancia y

    voltaje para los circuitos de 1 k y 6.8 k.

  • Tabla 7. Uso del osciloscopio para hallar el ngulo de fase, , en un circuito RC

    serie

    Resistencia R, Capacitancia C, uF

    Ancho de la onda senoidal D, divisiones

    Distancia entre puntos cero d,

    divisiones

    Angulo de fase , grados

    Valor Nominal Valor medido

    1k 1k 0.033 20 4.3 -77.4 6.8k 6.8k 0.033 20 2 -36

    Tabla 8. ngulo de fase, , y relaciones de voltaje en un circuito RC serie

    Valor Nominal

    del Resistor

    Cap uF

    Voltaje aplicado Vpp, V

    Voltaje en el Resistor

    VR, Vpp

    Voltaje en el Cap. VC, Vpp

    Corriente calculada

    I, mA

    Reactancia Inductiva

    XC Calculada

    Angulo de fase ,

    Calculado, En grados

    Voltaje aplicado

    Vpp, V

    1k 0.033 10 2.05 9.75 2.05 4.756K -78.12 9.9

    6.8k 0.033 10 8.1 5.7 1.19 4.799K -35.21 9.96

    Impedancia 1K

  • Impedancia 6.8K

    Voltaje 1K

  • Voltaje 6.8K

    PROCEDIMIENTO 5

    Objetivos 1. Diferenciar Potencia real de potencia aparente en circuitos AC 2. Medir la potencia en un circuito AC

    MATERIAL NECESARIO

    Instrumentos

    ermetro de 0 25 mA o un segundo MMD con escalas de ampermetro de CA

    Resistor ( W, 5%)

    Capacitores

    Otros

  • A. Medicin de la potencia por el mtodo de voltaje-corriente A1. Con un hmetro mida la resistencia del resistor de 100 y anote el valor en la tabla 9. A2. Con S1 abierto, arme el circuito de la figura 5. Ponga la fuente en su voltaje de salida mnimo y el ampermetro de CA en la escala de 25 mA.

    A3. Cierre S1. Aumente el voltaje de salida de la fuente hasta que VAB = 50 V.

    Mida el voltaje en el resistor, VR, y la corriente I. Registre los valores en la tabla 9

    en el rengln de 5 F. Abra S1 y desconecte el capacitor de 5 F.

  • A4. Calcule la potencia aparente, PA, la potencia real, P, el factor de potencia y el

    ngulo de fase del circuito. Utilice de manera adecuada los valores medidos de

    VAB, VR e I en sus clculos. Registre las respuestas en la tabla 9 en el rengln 5

    F.

    A5. Con S1 abierto y la fuente en su voltaje de salida menor, conecte el capacitor

    de 10 F. en serie con el resistor de 100 .

    e I y registre los valores en la tabla 9 en el rengln de 10 F. Despus de la ltima

    medicin, abra S1.

  • A7. Repita el paso A4 para el circuito en serie de 100 / 10 F. Registre sus

    respuestas en la tabla 9 en el rengln de 10 F.

    B. Determinacin del factor de potencia con un osciloscopio

    figura 6. La fuente debe estar en su voltaje de salida menor. El selector de disparo

    debe ponerse en EXT.

    canal 1 es el de

    referencia de voltaje; encienda el osciloscopio. Ajuste sus controles de modo que

    una sola onda senoidal, de unas 6 divisiones de pico a pico, ocupe el ancho de la

    pantalla. Utilice los controles vertical y horizontal para centrar la onda en la

    pantalla.

  • B3. Cambie al canal 2, que es el canal de corriente. Ajuste los controles de forma

    que una sola onda senoidal, de unas 4 divisiones de pico a pico, ocupe el ancho

    de la pantalla. Use el control vertical para centrar la onda de manera vertical. No

    utilice el control horizontal.

    B4. Ponga el osciloscopio en el modo de doble canal. Las seales de los canales

    1 y 2 deben aparecer juntas. Observe donde las curvas cruzan el eje horizontal

    (x). Estos son los puntos cero de las dos ondas senoidales. Con una escala en

    centmetros mida con precisin la distancia horizontal, d, entre los dos picos

    positivos o negativos de las ondas senoidales. Compruebe su medicin midiendo

    la distancia entre los puntos cero correspondientes a las dos ondas (figura 6).

    Registre la medicin en la tabla 10 en el rengln de 5 F. Tambin mida la

    distancia, D, de 0 a 360 de la onda senoidal de voltaje. Registre el valor en la

    tabla 10 para el resistor de 100 . Apague el osciloscopio; abra S1; desconecte el

    capacitor de 5 F.

    B5. Con la formula de la figura 7 calcule el ngulo de fase, , entre voltaje y

    corriente en el circuito de la figura 6. Con el valor de , calcule el factor de

    potencia, FP, del circuito. Registre sus respuestas en la tabla 10.

  • B6. Reemplace el capacitor de 5 F por uno de 10 F en el circuito de la figura 6.

    B7. Cierre S1. Repita los pasos del B3 al B5 para el capacitor de 10 F. despus

    de la ultima medicin, apague el osciloscopio, 5 F, abra, S1 y desconecte el

    osciloscopio del circuito.

    B8. Repita el paso B5 para el circuito serie de 10 F y 100 .

    Tabla 9. Medicin de potencia por el mtodo de voltaje-corriente

    Resistencia

    Capacitancia uF

    Voltaje Aplicado

    V

    Voltaje en el

    Resistor VR,V

    Corriente I

    mA

    Potencia Aparente

    PA VA

    Potencia Real P

    W

    Factor de

    potencia FP

    Angulo de fase

    Nominal Medido

    100 100 5 50 9.37 93.7 4.685 0.878 0.1896 79.07

    100 100 10 25 8.89 88.9 2.2225 0.79 0.3556 69.17

    Tabla 10. Determinacin del factor de potencia con osciloscopio

    Resistencia

    Capacitancia uF

    Distancia d

    Ancho de onda

    D

    Angulo de fase Grados

    Factor de potencia

    %

    100 5 3.5 16.5 76.36 23.57

    100 10 3.5 16.6 78.07 20.66

  • PROCEDIMIENTO 6

    Objetivos

    1. Verificar que la impedancia, Z, de un circuito RLC serie

    MATERIAL NECESARIO

    Instrumentos

    Resistor

    Capacitor

    Inductor

    1. Con el generador de funciones apagado, arme el circuito de la figura 8a. Ajuste

    el generador en su voltaje de salida ms bajo.

    2. Encienda el generador de funciones. Aumente el voltaje de salida hasta que

    VAB = 10 Vpp. Mantenga este voltaje en todo el experimento. Verifq