Download Práctica 4: Transitorios (laboratorio)

2º Ingeniería Industrial
curso 2005-2006
Prácticas de Teoría de Circuitos: Transitorios de 1er y 2º orden
Prácticas de Teoría de Circuitos: Transitorios de 1er y 2º orden
1. Introducción
•
Transitorios de 1er y 2º orden
•
Presentación del circuito
2. Montaje del circuito
•
Elementos
•
Circuito
3. Determinación de tensiones
•
Transitorio 1er orden
•
Transitorio 2º orden
4. Mediciones con el osciloscopio
5. Determinación experimental de L
Prácticas de Teoría de Circuitos: Transitorios de 1er y 2º orden
1. Introducción
Thévenin visto desde el
condensador
Circuito
Activo
dvc (t )
1
1

vc (t ) 
V
dt
Req  C
Req  C
Req
C
C
VC(t)
V
VC(t)
Resistencias
Y Fuentes
vc (0)  V0 vc ()  V
vc (t )  V  (V0  V )  et /
Respuesta
Respuesta
forzada=permanente
natural=transitorio
  Req  C
El condensador evoluciona desde su valor inicial
hasta el nuevo régimen permanente siguiendo una
exponencial

Cte de tiempo
Prácticas de Teoría de Circuitos: Transitorios de 1er y 2º orden
1. Introducción
Presentación del circuito: El objetivo de la presente práctica es el estudio de los transitorios de 1er y 2º orden que
se producen en los circuitos debido a cambios topológicos o de los valores de las fuentes que alimentan al mismo.
R
2º orden serie
RL
R
Doff
DIODO
1er orden
C1
Vg
Vg
C1
L
R
C2
Ig Vg
Don
L
C2
2º orden paralelo
C1
R
LL
C2 C
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2. Montaje del circuito: Elementos
Resistencias:
Diodo:
Bobina:
Condensadores: C1 y C2
Generador de Ondas
Voltímetro
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2. Montaje del circuito
R
medida
Diodo
B
A
C1
L
C2
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3. Determinación de tensiones. Transitorio 1er orden
Pinchando en A:
Medidas a realizar
Doff: 1er orden
V
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3. Determinación de tensiones. Transitorio 2º orden
Medidas a realizar
Pinchando en B:
N
Don: 2º orden paralelo
Doff: 2º orden serie
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3. Mediciones con el osciloscopio
Una vez conectados los canales 1 y 2 del
osciloscopio se obtendrá una imagen como la
de la figura
Lo primero que habrá que conseguir es
centrar ambas señales a la misma referencia.
Para ello se anularán ambas señales
poniéndolas a tierra
Prácticas de Teoría de Circuitos: Transitorios de 1er y 2º orden
Seguidamente se ajustarán ambos canales al
nivel de tensión 0 mediante los mandos
POSITION de los ejes Y de los canales 1 y 2.
Ahora se pueden visualizar ambos canales,
que estarán ya perfectamente calibrados. En
ambos la posición DC, con objeto de no
filtrar la señal.
Prácticas de Teoría de Circuitos: Transitorios de 1er y 2º orden
Para medir el canal 2, en cuya señal estamos
interesados, se pondrá el selector de canales
en el canal 2.
Se observa dos partes distintas en la señal,
que corresponden a los dos transitorios que
se producen en el nudo B. Nos centraremos
en lo que sigue en la medida del transitorio
que aparece dentro del recuadro señalado.
Para medir el otro, sólo habría que conmutar
el mando SLOPE, y repetir los pasos que se
indican para éste transitorio. Hay que tener
en cuenta, que el otro caso la primera
sobreoscilación va en sentido negativo.
Prácticas de Teoría de Circuitos: Transitorios de 1er y 2º orden
En primer lugar se amplia la escala de
tiempos, SEC/DIV, para ver la señal con
más detalle.
Para medir el nivel de tensión del primer
pico, se utiliza la rejilla del osciloscopio a
modo de regla. Se lleva el cero de la señal
a la parte inferior de la pantalla con el
mando POSITION del canal 2. Para ello,
habrá que anular la señal (como se hizo en
el punto 2) y desplazarla hasta la parte
inferior de la pantalla (como se hizo en el
punto 3). Una vez hecho esto, se vuelve a
activar la señal (como se hizo en el punto
4).
Prácticas de Teoría de Circuitos: Transitorios de 1er y 2º orden
A continuación, se puede ampliar la escala de
la señal usando el mando VOLTS/DIV hasta
la posición deseada. En el caso de la figura,
se observa que el pico de la señal, V0 , está a
9 cuadros del nivel fijado como 0. Como el
mando señala .2 V, se tiene entonces
9x.2=1.8 V.
Para medir la diferencia de tensión, por
ejemplo entre el primer y el quinto pico,
podemos ampliar más todavía la señal,
utilizando el mismo mando que antes.
Prácticas de Teoría de Circuitos: Transitorios de 1er y 2º orden
Como la señal se sale del cuadro, podemos
con el mando POSITION centrarla en la
pantalla. En este caso, al igual que antes, se
observa que entre ambos picos (1 y 2), hay
nueve cuadros de diferencia. Como el
mando del canal 2 señala .1 V/DIV, se tiene
DV=9x0.1=0.9 V.
Para medir el tiempo entre ambos picos, se
desplaza la señal en la dirección del eje X con
objeto de utilizar la rejilla de la pantalla a modo
de regla. En este caso, se utiliza el mando
POSITION de desplazamiento horizontal.
Como entre ambos picos existen 8 cuadros y
el mando de SEC/DIV señala 50 ms, se tiene
Dt=8x50mS=400ms.
N será igual al número de ciclos entre ambos
máximos.
ΔV
Δt
N
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5. Ajuste de la fuente de tensión
Generador de ondas
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6. Determinación experimental de L
El módulo de la tensión de la bobina conocida
la tensión de la fuente me permite determinar
la inductancia de la bobina. Este valor se
considera el dato de partida en el problema
teórico.
R
L
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Prácticas de Teoría de Circuitos: Transitorios de 1er y 2º orden