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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V. CUE S T I O N A R IO
Parte I
1# Para cada $uego de "alores de resistencias % condensador calcule
te&rica!ente la constante de tie!po del circuito RC % "eri'(uelo en'or!a e)peri!ental#
Circuito
Constante de tiempo Constante de tiempo
15.88 15.38
8.460 8.433
3.855 3.846
1.191 1.190
1.226 1.219
0.383 0.383
0.158 0.158
Circuito
Constante de tiempo Constante de tiempo
1.1 1.176
1.55 1.666
1.00 3.333
5.9 6.666
4.2 51.03 2
2.2 10
2# Co!parar la constante de tie!po te&rica con la *allada
e)peri!ental!ente+ *allando sus errores relati"os porcentuales % ela,ore
una ta,la de resultados#
DERIVAD
FRECUENCIA(hz)
RESISTENCIA(KΩ
CONDENSADOR(F)
CONST
! TIEM"O TEORIC
VOLTA%
EDE LAFUENT
CONST
! TIEM"O
E'"ERIMENT
ERRO
RCONST
!
65 67! !23 15!**2 146 15!3*46 3!136
12 55! !15 *!46+ 14* *!4333 !326
26 5!7 !7 3!*553 156 3!*461 !23*
*4 5!7 !23* 1!1+16 76 1!1+5 !+2
+2 35!75 !343 1!2262 216 1!21+5 !546
261 23!*3 !161 !3*36 72!* !3*31 !13
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63 +!* !161 !15*+ 32 !15*7 !125
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INTE,RAD
FRECUENCIA(hz)
RESISTENCIA
(KΩ
CONDENSADOR (F)
CONST! TIEM"
O TEORIC
VOLTA%E DELA
FUENT
CONST! TIEM"O
E'"ERIMENTAL (#$)
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
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FIN%&3.curva del circuito inte*rador
FIN%&4.onda subamorti*uada
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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