resonancia en circuito rlc
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Universidad Santo Tomás, Colombia, Bogotá,
Laboratorio No. 3, Noviembre 2012
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Resumen—Este informe de laboratorio describe el diseño y comportamiento de un Circuito RLC serie en
base a tener la igualdad en magnitud de sus reactancias
inductiva y capacitiva, llegando a condición de
resonancia.
Palabras clave — Circuito RLC serie, Reactancia
inductiva y capacitiva, Resonancia.
I. OBJETIVOS
General
- Diseñar un circuito resonante RLC serie con una
inductancia y frecuencia fijas.
Específicos
- Analizar la respuesta en frecuencia de un circuito
resonante RLC serie. - Determinar el ancho de banda del diseño del
circuito resonante y verificarlo en la práctica.
- Llevar a la práctica las explicaciones de circuitos resonantes o sintonizados vistas en clase.
II. INTRODUCCION
Un circuito resonante esta formado por la conexión de
una bobina, un condensador y una resistencia que tiene
una característica de respuesta en frecuencia. Un elemento resistivo siempre estará presente debido a la
resistencia interna de la fuente y el inductor en serie que
son alimentados por un generador de tensión de frecuencia variable o frecuencia de resonancia.
La resonancia se presenta cuando se aplica la frecuencia
adecuada ya que la potencia absorbida por un elemento
reactivo es la misma que la liberada por otro elemento reactivo ya que la reactancia inductiva es igual a la reactancia
capacitiva (𝑋𝐿 = 𝑋𝐶).
III. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Se empleó un generador de funciones como fuente de voltaje
e inducción de frecuencia (10kHz); y un osciloscopio digital de dos canales para visualizar la forma de onda o la señal de
salida.
A. Diseño
𝑆𝑒 𝑎𝑠𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑙𝑜𝑠 𝑠𝑖𝑔𝑢𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟𝑒𝑠 𝑓𝑖𝑗𝑜𝑠:
𝐿 = 10𝑚𝐻 𝐹𝑜 = 10𝑘𝐻𝑧 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝐶𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 (𝑄) = 2
A partir de estos valores ya es posible hallar el valor del
ancho de banda, condensador y resistencia entre otros:
𝑊𝑜 = 2𝜋 ∗ 𝐹𝑜 = 62831.85𝑟𝑎𝑑
𝑠𝑒𝑔
𝐶 =1
𝑊𝑜2 ∗ 𝐿= 25𝑛𝐹
𝐵𝑤 =𝑊𝑜
𝑄= 31415.925
𝑟𝑎𝑑
𝑠𝑒𝑔= 5𝑘𝐻𝑧
𝑓1 = 𝑓𝑜 −𝐵𝑤
2= 7499,99𝐻𝑧
𝑓2 = 𝑓𝑜 +𝐵𝑊
2= 12500𝐻𝑧
𝑅 = 𝑊𝑜 ∗ 𝐿 = 314Ω
RESONANCIA EN CIRCUITO RLC SERIE
Serna T. Lizeth Carolina1, Corredor C. Angie Carolina
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1,2Departamento de Ingeniería de Telecomunicaciones, Universidad Santo Tomas, Bogotá – sede
principal, Colombia
Universidad Santo Tomás, Colombia, Bogotá,
Laboratorio No. 3, Noviembre 2012
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B. Simulación en Orcad
Fig.1. Circuito RLC serie
Fig.2 Señal de salida Voltaje Vs Frecuencia
Fig.3. Circuito RLC Serie
Fig.4. Señal de Salida Voltaje Vs tiempo
0
V VV1
1Vac
0Vdc
L2
10mH
1 2C1
25n
R1
314
C1
25n
V1
FREQ = 10kVAMPL = 1VOFF = 0
V V
R1
314
L2
10mH
1 2
0
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Laboratorio No. 3, Noviembre 2012
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C. Resultados Obtenidos
Las figuras 5 y 6 muestran la señal de salida vista
en el osciloscopio y se puede observar como el
diseño del circuito con una frecuencia de 10kHz
esta sintonizado.
Fig. 5. Señal de salida del circuito en Resonancia
Fig.6
Para poder cerciorarse si el diseño del circuito era
optimo se vario la frecuencia para observar el
desfase de la señal de salida respecto a la señal de
entrada.
IV. CONCLUSIONES
Al variar la frecuencia del generador se observa como
cambia la reactancia de la impedancia y capacitancia ya
que solo se puede optimizar a una sola frecuencia.
Cuando la frecuencia disminuye la reactancia de la bobina
se va atenuando y la del condensador aumenta.
Al incrementar la frecuencia la reactancia del inductor va
creciendo y la de la capacitancia se disminuye.
El factor de calidad se aumentara si el valor de la
resistencia va disminuyendo.
V. REFERENCIAS
[1] Hayt W. y otros. “Análisis de Circuitos en Ingeniería.” Mc Graw Hill. 7ª edición. México, 2007.
[2] Boylestad R. y Nashelsky L. “Introducción al Análisis de
Circuitosos”. Pearson Education, 10ª edición. México, 2008.