UNIVERSIDAD CATOLICA DE SANTA MARIA

FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERIAS FISICAS Y FORMALES

PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERIA INDUSTRIAL

PRCTICA N4: CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA

MATERIA : ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

DOCENTE: LUIS A. CHIRINOS

ALUMNO:MIGUEL ANGEL FLORES CORNEJO

CUARTO SEMESTRE20151.-OBJETIVO: Determinar la corriente de una red monofsica cuando opera en configuracin serie y cuando los mismos componentes estn configurados en paralelo, en ambos casos se toma como ngulo de referencia el de la fuente de tensin a 0. En ambos casos los elementos del circuito sern del tipo R-L -C. El manejo vectorial de todos los parmetros y su representacin en el plano cartesiano es indispensable.

2.-FUNDAMENTO TERICO: Desarrollar la teora que permita la explicacin de la forma de responder de los componentes R-L-C cuando estn operando en configuracin serie y cuando estn operando en configuracin paralelo y son alimentados por una seal de tensin estable en mdulo y frecuencia (Corriente alterna)

Explicacin de la ecuacin bsica que los relaciona:

Circuito con resistencia:

Supongamos una resistencia hmicamente pura (desprovista de autoinduccin y de capacidad a la que se aplica una tensin alterna senoidal. Esta tensin originar por el circuito una corriente, tambin senoidal, totalmente en fase con la tensin aplicada y de su misma frecuencia.

En la figura 6.5 se ha representado el circuito elctrico (figura a), el diagrama vectorial formado por la tensin y la corriente (figura b) que se puede observar estn en fase y, por ltimo, las senoides de la tensin aplicada (o cada de tensin en la resistencia

y la corriente que recorre el circuito (figura c).

Circuito con inductancia pura.

Sea la bobina, supuestamente ideal, de la figura 6.6 a la que se aplica una tensin alterna senoidal. Ya dijimos que una bobina ideal retrasa 90 la corriente respecto de la tensin aplicada (figuras b y c).

En este circuito la nica "resistencia" que aparece es la reactancia inductiva, por lo que la corriente eficaz que circula por el circuito ser:

La corriente instantnea que circula por el circuito es : i = Io sen (t 90)

Circuito con condensador ideal:

Al conectar un condensador ideal (recordemos que es el que est totalmente desprovisto de resistencia) como el de la figura 6.7 a una fuente de tensin alterna, ocurre que a medida que la tensin va aumentando, el condensador se va cargando, y cuando aquella va disminuyendo, el condensador se va descargando. Todo esto ocurre con la misma rapidez con que cambia el sentido de la tensin aplicada.

Como consecuencia, se establece en el circuito una corriente alterna de la misma frecuencia que la de la tensin de alimentacin.

Teniendo en cuenta que el valor mximo de la tensin tiene lugar al cuarto de periodo (90), -ver figura 6.7,c- y que la cantidad de electricidad -en culombios si C viene en Faradios y V en voltios- acumulada en cada armadura del condensador es tendremos que al cabo de los 90 la cantidad de electricidad acumulada ser :

Por tanto, el valor medio de la intensidad ser:

Pero como 1/T = f, tendremos que:

Pasando a valores eficaces la corriente y la tensin tendremos que:

La corriente va 90 en adelanto respecto de la tensin, o lo que es lo mismo, la tensin va 90 en retraso respecto de la corriente.Los condensadores hacen lo contrario que las bobinas. La corriente instantnea circulante en el circuito es:

Todo lo tratado se puede observar en la figura 6.7.

Circuito con resistencia y autoinduccin. Circuito R-L:

Sea el circuito de la figura 6.8,a constituido por una resistencia y una bobina. Tambin se puede considerar este circuito formado por una bobina real; es decir, considerando la resistencia hmica de la misma. (Desconsideramos la capacidad de la bobina

por ser la frecuencia de la tensin aplicada pequea) . Al aplicarle una tensin alterna senoidal, el circuito ser recorrido por una corriente tambin alterna senoidal de la misma frecuencia.

Circuito con resistencia y capacitancia. Circuito R-C:

Circuito con resistencia inductancia y capacitancia. Circuito R-L-C:

Corrientes. Tringulo de corrientes:

Antes vimos como la corriente queda retrasada un ngulo n con respecto de la tensin. Este valor queda descompuesto en dos componentes: una, en fase con la tensin, otra,

adelantada 90 respecto de una tercera, retrasada 90 respecto de la de la resistencia; y, finalmente Ver figura 6.15.

3.-ELEMENTOS A UTILIZAR:

-Voltmetro -Ampermetro-Fuentes de alimentacin de frecuencia variable -Resistencias de 80

-Multmetro digital

- Capacitancias de 20 F -Elementos inductivos.

4.-PROCEDIMIENTO DE EJECUCIN:

__________

ZT= RR + RL + JX L JX CI T= IC + IL + I R

4.1. Registrar los datos de los componentes R-L-C que sern utilizados.

4.2. Utilizando una fuente de tensin sinusoidal de frecuencia estable (60 Hz), calibrada

en 100 Vrms, alimentar al circuito configurado en serie. Registrando la tensin en cada componente y la tensn de alimentacin, representar los resultados en el plano cartesiano. Para el caso de las bobinas tomar toda la informacin para determinar su impedancia.

4.3. Manteniendo constante la tensin de la fuente de alimentacin, alimentar al circuito que esta vez estar configurado en paralelo, registrando la intensidad de corriente en cada uno de los componentes y la corriente total que entrega la fuente, los resultados graficarlos en el plano cartesiano.

5.-CUESTIONARIO

5.1. Describa y analice la operacin del circuito R-L-C cuando est configurado en serie, aplicndola la ley de tensiones de Kirchoff, comparar los resultados con los valores experimentales, justificando las discrepancias.

5.2. Describa y analice la operacin del circuito R-L-C, cuando est configurado en paralelo, aplicando la ley de corrientes de Kirchoff, comparando los resultados con los obtenidos en 4.3 , en caso de presentar incongruencias explique las razones.

5.3. Analizar los circuitos ensayados cuando en la red hay presencia de armnicos de alta frecuencia.

6.-OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES

7. BIBLIOGRAFA:.

Indicar la bibliografa consultada en la elaboracin del informe, y de haberse utilizado informacin de la red indicar la direccin WWW.

NOTA: Los informes se presentarn en la sesin inmediata posterior a la ejecucin de la prctica, son de carcter personal.