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CORPORACION UNIVERSITARIA AUTONOMA DE NARIÑO
FACULTAD DE INGENIERIA
PROGRAMA DE INGENIERIA ELECTRONICA – SEMESTRE 2
CIRCUITOS ELECTRICOS II
PRACTICA DE LABORATORIO No. 7
DOCENTE: ING. JOHN DARIO ESTRADA
DESCRIPCION:
La Resonancia, es cuando se produce el camino de menor resistencia para la componente reactiva
o si las reactancias inductiva y capacitiva son iguales dando como resultado un reactancia total igual
a 0; eso quiere decir que el campo magnético se puede intercambiar con el campo eléctrico más
fácilmente, lo cual, obviamente, se produce a una determinada frecuencia. Hay que pensarlo de este
modo, para que 'todo el campo magnético' tenga tiempo de formarse en el espacio y luego retornar al
circuito, requiere de un tiempo, cuando tal campo se ha convertido en electricidad, le llevará otro
tiempo en que 'toda la corriente' forme el campo eléctrico en el capacitor y nuevamente, salga 'del
espacio del capacitor' y se vuelva a generar como corriente. Este mecanismo solo se produce
totalmente a la frecuencia de resonancia y por ende fuerza la frecuencia a la que resonará el tanque y
se producirá la oscilación.
El péndulo eléctrico: Si se conectan un capacitor y un inductor cualquiera de los dos en estado de
carga, intercambiaran energía en forma fuerte o débil, dependiendo del nivel de voltaje o corriente;
por lo tanto se complementan uno a otro produciendo un señal de forma senoidal la cual oscila a una
frecuencia de resonancia en donde la reactancia total es mínima. A continuación se indica la
estructura circuital del péndulo eléctrico o circuito tanque:
Frecuencia de resonancia: Es la frecuencia en la cual las reactancias inductiva (Xl) y capacitiva (Xc)
son iguales. Dicha frecuencia se calcula con la siguiente ecuación:
f = Frecuencia resonante (Hz)
L = Inductancia (H)
C = Capacitancia (F)
OBJETIVOS:
Abordar el estudio de los elementos almacenadores de energía, a través de la práctica de laboratorio
y la visualización numérica y grafica de los parámetros eléctricos de los mismos.
Familiarizarse con el uso y aplicación de los circuitos resonantes en la Ingeniería electrónica.
Identificar y diferenciar las características y funcionamiento de los resonadores serie y paralelo.
Aplicar los conceptos de reactancia e impedancia en el análisis de los circuitos resonantes.
Realizar mediciones de voltaje a diferentes frecuencias y valores reactancia.
Elaborar el informe de la práctica de laboratorio, en donde consten diagramas, Graficas, cálculos
teóricos y los valores de las mediciones con su respectivo error relativo. Utilizar tablas comparativas y
editor de ecuaciones. Formule sus conclusiones con respecto al laboratorio.
MATERIALES E INSTRUMENTOS:
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Resistencias.
Condensadores cerámicos.
Cable UTP.
Protoboard.
Multimetro.
Pinza y cortafrío.
Generador de señales.
Osciloscopio.
RECOMENDACIONES:
Los montajes circuitales deben realizarse de una manera ordenada, con el fin de facilitar su
entendimiento. Verifique la tensión de trabajo de los capacitores con el fin de no sobrepasarla al
aplicarse potencia a los circuitos planteados. Verificar las sondas de los equipos a utilizar en la
práctica. Calibre el osciloscopio y generador de señales.
1) Circuito resonante en serie:
A frecuencia resonante Xl (reactancia inductiva) es igual a Xc (reactancia capacitiva) y por lo tanto
se cancelan, produciendo una reactancia total de 0. Esto dará como resultado un flujo máximo de
corriente porque la impedancia es solo la resistencia. En resumen en un circuito resonante en serie,
la corriente es alta y esta limitada solo por cualquier resistencia pura que se encuentre presente.
Procedimiento:
a) Calcule Vrms a partir del valor pico a pico (Vp-p) entregado.
b) Con los valores de L y C calcule la frecuencia de resonancia (f) utilizando la ecuación
anteriormente descrita.
c) Si a frecuencia de resonancia la impedancia (Z) del circuito es la resistencia (R), calcule la
corriente del circuito. Para ello utilice la siguiente expresión de la ley de ohm:
Z=R
I
V
Z
d) Calibre el Vrms calculado en el generador de señales.
e) Ajuste el Generador de señales a la frecuencia de resonancia calculada.
f) observe y mida la señal de voltaje con el osciloscopio.
g) Mida la corriente con el multimetro.
h) Exprese sus conclusiones al respecto en el informe de laboratorio.
Para realizar ordenadamente lo anterior utilice la siguiente tabla:
Frecuencia
entrada (Hz)
Frecuencia
resonarte
Fr =
de
Xc
(ohmios)
Xl
(ohmios)
XT
(ohmios)
Hertz
Voltaje
medido
(V)
I
I
calculada medida
(A)
(A)
%
Error
2) Circuito resonante en paralelo:
En esta configuración, cuando la corriente que pasa por el capacitor cancele a la corriente que pase
por el inductor, habrá un flujo de corriente muy pequeño, o no habrá corriente. En este caso la
impedancia debe ser muy alta; por lo que la corriente pasara principalmente por cualquier resistencia
pura que se encuentre en un circuito.
Procedimiento:
a) Calcule Vrms a partir del valor pico a pico (Vp-p) entregado.
b) Con los valores de L y C calcule la frecuencia de resonancia (f) utilizando la ecuación
anteriormente descrita.
c) Si a frecuencia de resonancia la impedancia (Z) del circuito es la resistencia (R), calcule la
corriente del circuito. Para ello utilice la siguiente expresión de la ley de ohm:
Z=R
IR=IT
I
V
Z
d) Calibre el Vrms calculado en el generador de señales.
e) Ajuste el Generador de señales a la frecuencia de resonancia calculada.
f) observe y mida la señal de voltaje con el osciloscopio.
g) Mida las corrientes I1, I2 con el multimetro y diga que sucede. Coloque estos valores fuera de la
tabla.
h) Mida la corriente IR con el multimetro y compare con el valor calculado de la misma.
i) Exprese sus conclusiones al respecto en el informe de laboratorio.
Para realizar ordenadamente lo anterior utilice la siguiente tabla:
Frecuencia
entrada (Hz)
Frecuencia
resonarte
Fr =
de
Xc
(ohmios)
Xl
(ohmios)
XT
(ohmios)
Hertz
Voltaje
medido
(V)
IR
IR
calculada medida
(A)
(A)
%
Error
Preguntas:
1. ¿En un circuito RLC serie resonante, Cómo se calcula la corriente para valores de frecuencia
diferentes a la frecuencia de resonancia?
2. ¿Que aplicaciones tienen los circuitos resonantes?
Nota:
La ausencia de resistencia en los circuitos resonantes puede causar altas caídas voltajes y corriente.
Es por ello que se deben seleccionara adecuados valores de resistencia.
Formule muy bien sus conclusiones, ya que de ello se comprueba la buena compresión en el
desarrollo de la práctica.