experiencia de condensadores

8/17/2019 Experiencia de Condensadores

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UNI-FIM INFORME DE LABORATORIODE CIRCUITOS

ÍNDICE

1. Introducción…………………………………………………………..…………..2

2. Objetivos…………………………………….………….……………..…………..3

3. Fundamento teórico……………………………………………...………………3

4. Equipo a utilizar…………………………………………………………….…….

!. "uestionario…………………………….…………………………………………#

. "onclusiones…………………………………………………………..…….…..11

$. %ecomendaciones………………………………………………..……………..11

#. &ne'os …………………………………………………………………..……….12

(. )iblio*ra+,a……………………………………………………………….……….14


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E-E%IE/"I& 0E &)O%&O%IO /2

“Circuitos transitorios de primer orden

diferenciador e integrador”

“Circuitos transitorios de segundo orden

RLC serie”

I. INTRODUCCIÓN

o5 en d,a el uso de los condensadores se 6a vuelto una parte mu5 importanteen la +abricación de aparatos electrónicos7 5a sea para almacenar car*a o paradar una car*a inicial que 6a*a +uncionar una m8quina 9condensadores dearranque:. ero no solo los condensadores7 sino tambi;n el uso de inductores.

El si*uiente in+orme analizar8 el comportamiento de dic6os elementos bajo laaplicación de di+erentes +ormas de corriente7 5 as, poder comprender un pocom8s sobre el comportamiento de los mismos.


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II. OBJ E TIV O S

Pa r te I

• Observar 5 analizar en +orma e'perimental las caracter,sticas de car*a

5 descar*a de un circuito %".

Pa r te I I

• Observar la respuesta de un sistema de se*undo orden


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"omo7

Be obtieneG

a tensión en los bornes del condensador inte*rado se comporta como un

+iltro de pasoHbajo.

C I RCU I T O D E R I V A D O R

El "ircuito 0erivador realiza la operación matem8tica de derivación7 de

modo que la salida de este circuito es proporcional a la derivada en el tiempo

de la seCal de entrada. En otras palabras7 la salida es proporcional a la

velocidad de variación de la seCal de entrada.

a ma*nitud de su salida se determina por la velocidad a la que se

aplica el voltaje a los cambios de la entrada. "uanto m8s r8pido se produzcan

los cambios en la entrada7 ma5or ser8 la tensión de salida.

& baja +recuencia7 es decir cuando D 1%"7 el condensador

tiene el tiempo de car*arse casi completamente.

Entonces7

&6ora7

.

a tensión en los bornes de la resistencia derivado se comporta como un +iltro de pasoHalto.


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Fi*ura 1G circuitoderivador

CIR C UITO R L C

?uc6os de los circuitos de ca usados en sistemas electrónicos pr8cticos

implican resistencia7 reactancia inductiva 5 reactancia capacitiva.

ara analizar este circuito 5 otros similares se emplear8 un dia*rama

de +asores que inclu5e los +asores de voltaje 5 de corriente para cada uno

de los componentes. En este circuito7 en virtud de la re*la de Jirc66o++ de las

espiras7 el voltaje total instant8neo vad entre las terminales de los tres

componentes es i*ual al voltaje de la +uente en ese instante. 0emostraremos

que el +asor que representa este voltaje total es la suma vectorial de los +asores

de los voltajes individuales. En las +i*uras 31.13b 5 31.13c se ilustran losdia*ramas de +asores completos para este circuito. Kuiz8 parezcan

complejos7 pero los e'plicaremos paso a

paso. Bupon*amos que la +uente suministra una corriente i dada por i ! I cos vt.

"omo los elementos de circuito est8n conectados en serie7 la corriente en

cualquier instante es la misma en cada punto del circuito. &s,7 un solo +asor I7

con lon*itud proporcional a la amplitud de la corriente7 representa la corriente

en todos los elementos de circuito. &l i*ual que en la sección 31.27

representaremos los voltajes instant8neos entre los e'tremos de %7 5 "

mediante los s,mbolos v%7 v 5 v"7 5 los voltajes m8'imos con los s,mbolosL%7 L 5 L". 0enotaremos los voltajes instant8neos 5 m8'imo de la +uente

con v 5 L.

Fi*ura 2G

circuito %"


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IV. EQUIPOS A UTILIZAR

Osciloscopio digital

Instrumento que permite visualizar 5 medir una

seCal el;ctrica7 con la di+erencia que utiliza la

di*italización de la seCal de entrada. a

di*italización consiste en asi*nar un códi*o

binario a muestras que se toman de la seCal de

entrada an8lo*a. Estos códi*os se ordenan 5

almacenan secuencialmente de modo que pueda

reproducir la seCal de entrada en cualquier

momento.

Generador de ondas

a +unción de un *enerador de seCal es

producir una seCal dependiente del tiempo

con unas caracter,sticas determinadas de

+recuencia7 amplitud 5 +orma. &l*unas veces

estas caracter,sticas son e'ternamentecontroladas a trav;s de seCales de control> el

oscilador controlado por tensión 9L"O: es un

claro ejemplo.

Mult!etro

Es un instrumento el;ctrico port8til para medir directamente

ma*nitudes el;ctricas activas como corrientes 5 potenciales

9tensiones: o pasivas como resistencias7 capacidades 5 otras.

as medidas pueden realizarse para corriente continua o

alterna 5 en varios m8r*enes de medida cada una.


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Panel Resisti"o

Es una caja de pl8stico que contiene resistencia a utilizar

5 conectar en el circuito. a5 dos tipos de resistenciasG

+ijas de carbón7 las a*lomeradas 5 de capa o pel,cula.


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UNI-FIM INFORME DE LABORATORIO DECIRCUITOS

V. CUE S T I O N A R IO

Parte I

1# Para cada $uego de "alores de resistencias % condensador calcule

te&rica!ente la constante de tie!po del circuito RC % "eri'(uelo en'or!a e)peri!ental#

Circuito

Constante de tiempo Constante de tiempo

15.88 15.38

8.460 8.433

3.855 3.846

1.191 1.190

1.226 1.219

0.383 0.383

0.158 0.158

Circuito

Constante de tiempo Constante de tiempo

1.1 1.176

1.55 1.666

1.00 3.333

5.9 6.666

4.2 51.03 2

2.2 10

2# Co!parar la constante de tie!po te&rica con la *allada

e)peri!ental!ente+ *allando sus errores relati"os porcentuales % ela,ore

una ta,la de resultados#

DERIVAD

FRECUENCIA(hz)

RESISTENCIA(KΩ

CONDENSADOR(F)

CONST

! TIEM"O TEORIC

VOLTA%

EDE LAFUENT

CONST

! TIEM"O

E'"ERIMENT

ERRO

RCONST

!

65 67! !23 15!**2 146 15!3*46 3!136

12 55! !15 *!46+ 14* *!4333 !326

26 5!7 !7 3!*553 156 3!*461 !23*

*4 5!7 !23* 1!1+16 76 1!1+5 !+2

+2 35!75 !343 1!2262 216 1!21+5 !546

261 23!*3 !161 !3*36 72!* !3*31 !13


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UNI-FIM INFORME DE LABORATORIO DECIRCUITOS

63 +!* !161 !15*+ 32 !15*7 !125


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INTE,RAD

FRECUENCIA(hz)

RESISTENCIA

(KΩ

CONDENSADOR (F)

CONST! TIEM"

O TEORIC

VOLTA%E DELA

FUENT

CONST! TIEM"O

E'"ERIMENTAL (#$)

ERROR

CONST!DE

*5 2 56 1!12 1+ 1!1764 5!3576 33 47 1!551 76!* 1!6667 7!45+

3 56 1* 1!* +2 3!3333 23!6*

15 27 22 5!+4 * 6!6667 12!23

2 3+ 11 4!2+ 76!* 5 16!55

5 47 22 1!34 ** 2 +3!423

1 15 15 2!25 1+ 1 344!44

-# E)pli(ue por(ue a los circuitos utili.ados se les deno!ina deri"ador

e integrador#

Circuit !eri"a!r

orque el voltaje del condensador produce una salida de tensión que es

proporcional a la velocidad de variación de la tensión de entrada 5 se da

a bajas +recuencias por debajo de %"2M.

Circuit i#te$ra!r

orque el voltaje del condensador produce una salida de tensión que esproporcional a la inte*ral en el tiempo de la tensión de entrada 5 se da

a altas +recuencias por encima de %"2M.

4# E)pli(ue la in'luencia (ue tiene la 'recuencia de la se/al en los circuitos

integrador % deri"ador#

En el circuito inte*rador a altas +recuencias el condensador no tiene tiempo

su+iciente de car*arse completamente 5 la tensión en los bornes permanece

pequeCa 5 se comporta como un +iltro de paso bajo.

En el circuito derivador a bajas +recuencias el condensador tiene tiempo

su+iciente de car*arse casi completamente 5 se comporta como un +iltro

de paso alto.


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!# E)pli(ue (u0 sucede con la a!plitud de la se/al de salida cuando se "ara

la 'recuencia de la se/al de entrada#

0el inciso anterior se conclu5e que en el circuito derivador el voltaje

aumenta con+orme disminu5e la +recuencia7 caso contrario en el circuito

inte*rador el voltaje disminu5e con+orme aumenta la +recuencia.

PARTE II

"omo se observa el comportamiento del circuito %" en serie es subamorti*uado7variando el potenciómetro se lo*ra desaparecer las oscilaciones como se

observaG


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LI. C O N CLUS I O N E S

• Be observa que para di+erentes valores de resistencia 5 capacitancia las *r8+icas

en el osciloscopio toman valores di+erentes.

• ara di+erentes valores de resistencia 5 capacitancia la +recuencia de corte toman

valores di+erentes por lo cual el *enerador debe ajustarse.

• ambi;n se observa que para un c ircu it o i n t e *ra d o r 7 si 6acemos el *enerador de

+unciones ten*a una +recuencia ma5or a 1%" la *r8+ica en el oscilador nos

muestra la *r8+ica descrita teóricamente para el capacitor.

• &s, mismo se observa que para un c ircu it o i n t e * ra d o r 7 si 6acemos el *enerador de

+unciones ten*a una +recuencia esta vez menor a 1%" la *r8+ica en el osciladornos muestra una *r8+ica di+erente a la descrita teóricamente capacitor

VII. RECOMENDACIONES

• Lemos que para un c irc u it o de r iv a d o r7 si 6acemos el *enerador de +unciones ten*a

una +recuencia menor a 1%" la *r8+ica en el oscilador nos muestra la *r8+ica

descrita teóricamente para el resistor.

• Be observa tambi;n que para un c ircu it o d e r iv a d o r 7 si 6acemos el *enerador de

+unciones ten*a una +recuencia esta vez ma5or a 1%" la *r8+ica en el oscilador

nos muestra una *r8+ica di+erente a la descrita teóricamente para resistor.

• En el circuito %" al variar el potenciómetro se observó la onda sub amorti*uada

• &l cambiar el potenciómetro se observó en un momento dado que las oscilaciones

desaparecieron.

•

os datos 5 *ra+icas e'perimentales se ajustan a los resultados obtenidosteóricamente.


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LIII. ANE%OS

FIN%&1.resistencias

FIN%&2.curva del circuito derivador


14/15

FIN%&3.curva del circuito inte*rador

FIN%&4.onda subamorti*uada


15/15

I-. BIBL I O & R A FÍA

1. Bears PemansQ57 Roun*7 Freedman S Fisica niversitaria Lol 2 S 8*. ##H

##$ S nd;cima edición S earson educación Ine 2TT4.

2. UUU.circuitoselectrónicos.or*2TT$11elHmultimetroHdi*italHtesterHTH1T.6tml.

3. UUU.edured.cu+uenteHdeHcorrienteHdirecta.

4. . "uesta7 &.Nil adilla7 F. %emiro7

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