practica 3 nueva lab circuito 2
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Profesora: Ing. Ana María Gallardo Jiménez, Msc.
Laboratorio de Circuitos Eléctricos II 1
Laboratorio de Circuitos Eléctricos II
Práctica 3
Inductores en Corriente alterna
Objetivos:
1. Completar el estudio de los inductores en corriente alterna
2. Determinar la reactancia inductiva de un circuito.
3. Determinar la inductancia equivalente de un circuito.
Herramientas:
Software de Simulación
Marco Teórico:
Un inductor o bobina es un componente pasivo de un circuito eléctrico que,
debido al fenómeno de la autoinducción, almacena energía en forma de
campo eléctrico.
Están formados por un arrollamiento de cable (básicamente cobre
esmaltado) sobre un núcleo que puede ser hueco, o estar relleno con algún
material ferroso para aumentar el campo magnético.
Comportamiento en corriente alterna:
La bobina presentará oposición al paso de la corriente eléctrica y ésta será
reactiva, de manera similar al caso capacitivo. Sin embargo, la naturaleza de
la reactancia inductiva no es de carácter electrostático, sino de carácter
electromagnético. Una bobina inducirá en sus extremos (debido a su
autoinducción) una tensión que se opondrá a la tensión que se le aplique, al
menos durante unos instantes. Ello provoca que no pueda circular corriente
libremente. Cuanto mayor sea la velocidad de variación de la tensión
aplicada mayor valor tendrá la tensión inducida en la bobina y,
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consecuentemente, menor corriente podrá circular por ella. Así, a mayor
frecuencia de la tensión aplicada mayor será la reactancia de la bobina y, a
la inversa, a menor frecuencia de la tensión aplicada menor será la
reactancia de la bobina.
Figura Nro. 1
La impedancia que presenta la bobina, y por ende el circuito, será la
siguiente:
Z = 0 +jXL
Donde XL es la reactancia inductiva que se calcula así:
XL = 2πfL
La bobina en corriente alterna atrasa a la tensión presente en sus extremos
en 90º. Esto se puede ver en la siguiente gráfica:
Figura Nro. 2
Por otra parte la a inductancia (L), es una medida de la oposición a un cambio
de corriente de un inductor o bobina que almacena energía en presencia de
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un campo magnético, y se define como la relación entre el flujo magnético
(Ø) y la intensidad de corriente eléctrica (I) que circula por la bobina y el
numero de vueltas (N) de el devanado.
La inductancia depende de las características físicas del conductor y de la
longitud del mismo. Si se enrolla un conductor, la inductancia aumenta. Con
muchas espiras se tendrá más inductancia que con pocas. Si a esto añadimos
un núcleo de ferrita, aumentaremos considerablemente la inductancia.
Inductancia equivalente de un circuito:
En muchas ocasiones es necesario agrupar el valor de varias bobinas o
inductores que están conectadas en serie o paralelo.
Se presenta de seguidamente el método a seguir para su simplificación.
En serie: El cálculo del inductor o bobina equivalente (LT) de inductores en
serie es similar al método de cálculo del equivalente de resistencias en
serie, sólo es necesario sumarlas. En el diagrama que sigue, hay 3 inductores
o bobinas en serie. La fórmula a utilizar es: (sumatoria de los valores de los
inductores).
LT = L1 + L2 + L3
Figura Nro. 3
Paralelo: El cálculo del inductor equivalente de varias bobinas en paralelo es
similar al cálculo que se hace cuando se trabaja con resistencias. El caso que
se presenta es para 3 inductores y se calcula con la siguiente fórmula:
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1/LT = 1/L1 + 1/L2 + 1/L3 +....+1/LN
Figura Nro. 4
Actividades de Laboratorio (Simulación):
Primera Parte:
1. Seleccione el simulador con el que desea trabajar.
2. Conecte el circuito que se muestra en la figura Nro.5.
3. Utilice los valores medidos por los instrumentos y determine la
Reactancia Inductiva del circuito (XL1), para una frecuencia de 60 Hz.
4. Con el valor obtenido de la reactancia calcule la inductancia (L) del
circuito.
5. Reduzca el valor de capacitancia a 0.30 H y vuelva a calcular el valor de
reactancia inductiva (XL2), para la misma frecuencia.
6. Con el valor obtenido responda como cambia la reactancia inductiva con
respecto a la inductancia.
7. Conecte el osciloscopio al circuito y ajuste convenientemente las escalas
del equipo para visualizar la forma de onda senoidal del voltaje y corriente.
8. Realice un (Imp Pant) de las onda obtenida y anéxelo a las actividades del
post-laboratorio.
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Figura Nro. 5
Segunda Parte
1. Conecte el circuito que se muestra en la figura Nro.6
2. Calcule la inductancia equivalente (Leq) del circuito.
3. Con los valores medidos por los instrumentos calcule la inductancia
equivalente para una frecuencia de 60 Hz.
4. Con los datos nominales de las inductancias, calcule la inductancia
equivalente y compárela que los resultados obtenidos en el punto 3.
5. Si se varía la frecuencia de la red a 120 Hz, ¿Cómo influye la frecuencia
en la inductancia equivalente del circuito? Explique
Figura Nro. 6
Actividades de Post-Laboratorio:
Realice un informe donde especifique todas las actividades realizadas en la
simulación, incluya los valores que determinó y las respuestas a todas las
preguntas, adicionalmente incluya el (Imp Pant) de las graficas obtenidas
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Bibliografía:
1. Boy Lestad, Roberth. Análisis Introductorio de Circuitos Eléctricos.
Octava Edición. Prentice Hall. México. 1998.
2. Brewer, Egon y Mansour, Jarid. Análisis de Circuito Eléctricos. Primera
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Edición. Alfaomega. México. 1993.
4. Edminister, Joseph. Circuitos Eléctricos. Segunda Edición (Serie Shaum).
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5. Hayt, J. R, William Kemmerly, Jack. Análisis de Circuitos en Ingeniería.
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6. Hilburn, Jhonson David, Jhon y Jhonson Johnny. Análisis Básico de
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7. Navarro, Rafael y Sánchez, Eduardo. Teoría de Circuitos Eléctricos. Mc
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8. Nilsson, James E. Circuitos Eléctricos. Cuarta Edición. Addison –Wesley
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9. Scott Donald E. Introducción al Análisis de Circuitos: Un Enfoque
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