Serie_RLC

Ciclo Superior de Mantenimiento de Equipos Industriales

Módulo: Montaje y mantenimiento de los sistemas eléctrico y electrónico.

Curso 2009/2010 IES Joan Miró/ San Sebastián de los Reyes Página 1

AC1

820pF

1 2

L1

56mH

R1

22k

+ E1

10V

10KHz

IT

CB

M M

max

Objetivos:

Manejar el osciloscopio y el generador de B.F.

Aprender a medir los desfases de las señales.

Materiales:

Un ordenador con el Simulador Virtual Electrónico llamado Proteus.

Un generador de baja frecuencia.

Un osciloscopio.

Un polímetro. Esquema: Proceso de trabajo:

1.- En el circuito de la figura calcular teóricamente:

XL1 , XC1 y ZT.

IT

VL1, VC1 y VR1.

Frecuencia de Resonancia.

2.- Visualizar con el Osciloscopio VE1 y VR1 con Proteus.

3.- Visualizar las señales VR1 y VE1(Pon la en fase) con el Osciloscopio real

y dibujarlas en la gráfica.

Halla el desfase de VR1 con respecto a VE1, expresarla en grados, radianes.

Realizar una representación instantánea y módulo-argumental de VE1 y VR1.

4.- Cambiar de sitio R1 por C1, y visualizar con el Osciloscopio VE1 y VC1

con Proteus.

Práctica Nº8: Serie RLC

Grupo Nombre y Apellidos




5.- Visualizar las señales VC1 y VE1(Pon la en fase) con el Osciloscopio real


Halla el desfase de VC1 con respecto a VE1, expresarla en grados, radianes.

Realizar una representación instantánea y módulo-argumental de VE1 y VC1.

6.- Cambiar de sitio C1 por L1, y visualizar con el Osciloscopio VE1 y VL1

con Proteus.

7.- Visualizar las señales VL1 y VE1(Pon la en fase) con el Osciloscopio real


Halla el desfase de VL1 con respecto a VE1, expresarla en grados, radianes.

Realizar una representación instantánea y módulo-argumental de VE1 y VL1.

8.- Visualizar IT con respecto VE1 en el Proteus y dibujarlas en la gráfica.

9.- Dibuja las señales IT y VE1(Pon la en fase) en la gráfica.

Halla el desfase de IT con respecto a VE1, expresarla en grados, radianes.

Realizar una representación instantánea y módulo-argumental de VE1 y IT.

10.- Dibujar el diagrama vectorial práctico de VC1, VL1 y VR1 e IT (Simulada)

11.- Hallar la frecuencia de resonancia (Visualizar VR1 y VE1 y variar la frecuencia

del Generador de Funciones “E1” hasta que VE1= VR1. En ese instante el módulo

de XC1= XL1 y se anulan las impedancias). Otra forma de ver la frecuencia de

resonancia es ver cuando VC1=VL1

12.- Calcular la ganancia de la tensión en función de la frecuencia en proteus.

13.- Rellena la siguiente tabla VR1 en función de la frecuencia.

F(Hz) 100 200 500 1K 1,5K 2K 3K 5K 10K 50K

VR1(V)

14.- Hacer una gráfica de la GV en función de la frecuencia desde 100Hz hasta

50KHz. Anotar la Frecuencia de Corte Inferior, la Frecuencia de Corte

Superior y el Ancho de Banda.

Se calificará de la siguiente manera:

Apartado 1 …….… (2,2 puntos).

El resto de los apartados 0,6 puntos.




Ejemplo (Modelo): Esquema:

Proceso de trabajo:

1.- En el circuito de la figura calcular teóricamente:

XL1 , XC1 y ZT.

IT

VL1, VC1 y VR1.

Frecuencia de Resonancia.

AC1

470nF

1 2

L1

56 mH

R1

1k

+ ALT1

5V

500Hz

D

IT

CB




2.- Visualizar con el Osciloscopio VE1 y VR1 con Proteus.

3.- Visualizar las señales VR1 y VE1(Pon la en fase) con el Osciloscopio real


Halla el desfase de VR1 con respecto a VE1, expresarla en grados, radianes.

Realizar una representación instantánea y módulo-argumental de VE1 y VR1.

VE1

VR1

T

T1

Poner en fase. (La señal empieza en 0V.)

AC1

470nF

1 2

L1

56mH

R1

1k

+ E1

5V

500Hz

IT

CB

Masa

A

B

OSCILOSCOPIOVAM

VCM

VE1VR1

Desfase de VR1 con respecto a VE1

= VE1

= VR1

M M




Desfase en grados:

Ø1= T1

T x 360º =

0,145 mS

2 mS x 360º= 26,1º

Desfase en radianes:

Ø1(Rad) = π

180° x Ø1=

π

180° x 26,1º= 0,455 rad.

Representación instantánea:

VE1= Vmax sen(2𝝅ft)v = 5 sen(2𝝅500Hzt)v

VR1= Vmax sen(2𝝅ft + Ø1(Rad))v = 4,47 sen(2𝝅500Hzt+0,455 rad.)v

Representación módulo-argumental:

VE1= Vmax Ø1 = 5 0º Vmax

VR1= Vmax Ø1 = 4,47 26,1º Vmax

4.- Cambiar de sitio R1 por C1, y visualizar con el Osciloscopio VE1 y VC1

con Proteus.

AC1

470nF

1 2

L1

56mH

R1

1k

+ E1

5V

500Hz

IT

CB

Masa

A

B

OSCILOSCOPIOVAM

VCM

VE1VC1

Desfase de VC1 con respecto a VE1

= VE1

= VC1

M M




5.- Visualizar las señales VC1 y VE1(Pon la en fase) con el Osciloscopio real


Halla el desfase de VC1 con respecto a VE1, expresarla en grados, radianes.

Realizar una representación instantánea y módulo-argumental de VE1 y VC1.

Desfase en grados:

Ø1= −T1

T x 360º =

−0,355 mS

2 mS x 360º= - 63,9º


Ø1(Rad) = π

180° x Ø1=

π

180° x (-63,9º)= -1,115 rad.



VC1= Vmax sen(2𝝅ft + Ø1(Rad))v = 3,01 sen(2𝝅500Hzt -1,115 rad.)v



VC1= Vmax Ø1 = 3,01 -63,9º Vmax


VE1

VC1

T

T1

(-)




AC1

470nF

1 2

L1

56mH

R1

1k

+ E1

5V

500Hz

IT

CB

Masa

A

B

OSCILOSCOPIOVAM

VCM

VE1VL1

Desfase de VL1 con respecto a VE1

= VE1

= VL1

M M

6.- Cambiar de sitio C1 por L1, y visualizar con el Osciloscopio VE1 y VL1

con Proteus.

7.- Visualizar las señales VL1 y VE1(Pon la en fase) con el Osciloscopio real


Halla el desfase de VL1 con respecto a VE1, expresarla en grados, radianes.

Realizar una representación instantánea y módulo-argumental de VE1 y VL1.


VE1

T

VL1

T1




Desfase en grados:

Ø1= −T1

T x 360º =

0,650 mS

2 mS x 360º= 117,1º


Ø1(Rad) = π

180° x Ø1=

π

180° x (117,1º)= 2,043 rad.



VL1= Vmax sen(2𝝅ft + Ø1(Rad))v = 0,79 sen(2𝝅500Hzt +2,043 rad.)v



VL1= Vmax Ø1 = 0,79 117,1º Vmax

8.- Visualizar IT con respecto VE1 en el Proteus y dibujarlas en la gráfica.

AC1

470nF

1 2

L1

56mH

R1

1k

+ E1

5V

500Hz

IT

CB

Desfase de IT con respecto a VE1

M M

IT

VE1




9.- Dibuja las señales IT y VE1(Pon la en fase) en la gráfica.

Halla el desfase de IT con respecto a VE1, expresarla en grados, radianes.

Realizar una representación instantánea y módulo-argumental de VE1 y IT.

Desfase en grados:

Ø1= −T1

T x 360º =

0,145mS

2 mS x 360º= 26,1º


Ø1(Rad) = π

180° x Ø1=

π

180° x (26,1º)= 0,455 rad.



IT = Imax sen(2𝝅ft + Ø1(Rad)) mA = 4,47 sen(2𝝅500Hzt +0,455 rad.) mA


VE1= Vmax Ø1 = 5 0º vmax

IT = Imax Ø1 = 4,47 26,1º mA (max)

T

VE1

IT


T1




x

y

1 2 3 4 5 6

1

2

VE1= 5 0 Vmax

VR1= 4,47 26,1 Vmax

-3

-2

-1

VC1= 3,01 -63,9 Vmax

VL1= 0,79 117,1 Vmax

I T = 4,47 26,1 mA (max)

10.- Dibujar el diagrama vectorial práctico de VC1, VL1 y VR1 e IT (Simulada)

11.- Hallar la frecuencia de resonancia (Visualizar VR1 y VE1 y variar la frecuencia

del Generador de Funciones “E1” hasta que VE1= VR1. En ese instante el módulo

de XC1= XL1 y se anulan las impedancias). Otra forma de ver la frecuencia de

resonancia es ver cuando VC1=VL1

CBA

C1

470nF

1 2

L1

56mH

R1

1k

AC Volts

+0.61

VL1

AC Volts

+0.61

VC1

AC Volts

+1.76

VR1

VBV=0.862836

VCV=0.00372679

VAV=2.7858e-11

Analisis de las Tensiones para una fr=970 Hz.

AC Volts

+1.77

VA

Frecuencia de Resonancia

AM FM

+

-

E1

Masa

A

B

OSCILOSCOPIO




12.- Calcular la ganancia de la tensión en función de la frecuencia en proteus.

13.- Rellena la siguiente tabla VR1 en función de la frecuencia.

F(Hz) 100 200 500 1K 1,5K 2K 3K 5K 10K 50K

VR1(V) 1,45 2,6 4,45 5 4,7 4,35 3,55 2,5 1,35 0,3

C1

470nF

1 2

L1

56mH

R11k

Analis de un circuito RLC (Serie)

VR1

VE1AMP=5

OFFSET=0

FREQ=1k

PHASE=0

THETA=0

GV =V R1

V E1

(frecuencia)

Ganancia de Tensión en función de la frecuencia

f

C1

470nF

1 2

L1

56mH

R11k

VR1 en función de la frecuencia

AM FM

+

-

E1

+88.8

AC Volts

VR1




14.- Hacer una gráfica de la GV en función de la frecuencia desde 100Hz hasta

50KHz. Anotar la Frecuencia de Corte Inferior, la Frecuencia de Corte

Superior y el Ancho de Banda.

0,7 GV

Fci= 333 Hz Fcs= 2,85 KHz

AB= Fcs-Fci= 2850 Hz - 333 Hz= 2517 Hz

AB

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