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Práctica 1 Respuesta senoidal en estado permanente para circuitos con impedancias capacitivas. Material: Además de los elementos requeridos en cada uno de los 3 experimentos, un protoboard, 2 puntas de osciloscopio, y unas puntas para el generador de funciones. Nota: Conteste a todas las preguntas que se hacen y llene las tablas (y no olvide incluirlas en el reporte). Experimento I: ANGULO DE FASE ENTRE vc e i. 1. Para el circuito de la figura 1 calcule Zc. Determine: vc e i, el ángulo de desfasamiento de la corriente con respecto a vc. Determine el valor máximo de la potencia instantánea (p(t)max) y la potencia promedio (P). (Estos cálculo son teóricos y deben realizarse antes del día de la práctica) 2. Arme el circuito. a) Observe en el osciloscopio el voltaje de alimentación v y la corriente i al mismo tiempo. Para observar la corriente basta observar el voltaje a través de la resistencia de 1 (recuerde que según la ley de ohm, i=vR/R). ¿La corriente se encuentra desfasada con respecto a v?, ¿de cuántos grados?, ¿la corriente observada en el osciloscopio tiene la magnitud esperada según los cálculos teóricos? b) Observe en el osciloscopio el voltaje de alimentación v y el voltaje en el capacitor al mismo tiempo. ¿El voltaje a través del capacitor se encuentra desfasado con respecto al voltaje de la fuente?, ¿De cuántos grados?, ¿El voltaje en el capacitor tiene la magnitud esperada según los cálculos teóricos? c) De acuerdo a lo observado en este experimento, ¿Cuál es el ángulo de fase entre el voltaje a través del capacitor y la corriente?, ¿Quién se adelanta, i o vc? Figura 1. No olvidar incluir en el reporte : El diagrama del circuito indicando los valores de los elementos utilizados, los valores teóricos calculados (en el punto 1 de este experimento) de Zc, , vc, i, p(t)max y P. Experimento II: RELACIÓN AMPLITUD-FRECUENCIA-FASE. 1. Para el circuito de la figura 2 calcule Zc. Determine: vc, vR e i. (Estos calculo son teóricos y deben realizarse antes del día de la practica) 2. Arme el circuito. a) Observe en el osciloscopio el voltaje de alimentación v y la corriente i al mismo tiempo.¿La corriente se encuentra desfasada con respecto a v?, ¿de cuántos grados?, ¿la corriente observada en el osciloscopio tiene la magnitud esperada según los cálculos teóricos? b) Observe en el osciloscopio el voltaje de alimentación v y el voltaje en el capacitor al mismo tiempo. ¿El voltaje a través del capacitor se encuentra desfasado con respecto al voltaje de la fuente?, ¿ De cuantos grados?, ¿El voltaje en el capacitor tiene la magnitud esperada según los cálculos teóricos? c) De acuerdo a lo observado en este experimento, ¿Cuál es el ángulo de fase entre el voltaje a través del capacitor y la corriente?, ¿Quién se adelanta, i o vc?. 3. Repita los puntos 1 y 2 de éste experimento II, utilizando los siguientes valores de frecuencia: 25 kHz y 100 kHz. (recuerde ω = 2 π f ) Llene las tablas siguientes: Tabla I. Datos teóricos Frcuencia ( f ) Zc ZT Amplitud de i Amplitud de vc Amplitud de vR 1 2 vc) (vR) (i) 25 kHz 50 kHz 100 kHz Tabla II. Datos prácticos Frcuencia 25 kHz 50 kHz 100 kHz Amplitud de i Amplitud de vc Amplitud de vR 1 2 vc) (vR) (i) 1 = Angulo de fase entre vc e i (vc) = Angulo de fase de vc con respecto a v 2 = Angulo de fase entre vR e i (vR) = Angulo de fase de vR con respecto a v ZT = Impedancia total Preguntas: 1.- para una frecuencia cualquiera (25, 50 o 100 kHz) ¿la amplitud de los voltajes en el capacitor y en la resistencia son proporcionales a sus respectivos valores de impedancia? 2.- ¿Qué pasa con la amplitud de vc al aumentar la frecuencia? 3.- ¿Qué pasa con la amplitud de vR al aumentar la frecuencia? 4.- ¿Qué pasa con 1 al aumentar la frecuencia? 5.- ¿Qué pasa con 2 al aumentar la frecuencia? 6.- ¿Qué pasa con (vc) al aumentar la frecuencia? 7.- ¿Qué pasa con (i) al aumentar la frecuencia? En el reporte deberá incluir : El diagrama del circuito indicando los valores de los elementos utilizados y las gráficas del punto 2 (a y b) de este experimento (No olvide indicar las aplitudes de las graficas). Experimento III. RELACIÓN AMPLITUD-CAPACITANCIA-FASE. 1. Repita los puntos 1 y 2 del experimento II, pero ahora utilice un capacitor de 4.4 nf. Y llene las tablas III y IV. Tabla III. Datos teóricos Frcuencia Zc 50 kHz Tabla IV. Datos prácticos ZT Frcuencia Amplitud de i Amplitud de i Amplitud de vc Amplitud de vc Amplitud de vR Amplitud de vR 1 1 2 2 vc) vc) (vR) (vR) (i) (i) 50 kHz Observe los datos de las tables I y III (a 50 kHz), ¿qué pasa con Zc?, ¿Qué otros parámetros se ven afectados por el incremento de la capacitancia?.
