PARAMETROS R-L-C EN CORRIENTE CONTINÚA Y EN CORRIENTE ALTERNA: CIRCUITOS DE ANALISIS (III)

PARAMETROS R-L-C EN CORRIENTE CONTINÚA Y EN CORRIENTE ALTERNA: CIRCUITOS DE ANALISIS (II)

PARAMETROS R-L-C EN CORRIENTE CONTINÚA Y EN CORRIENTE ALTERNA: CIRCUITOS DE ANALISIS (I)

PARAMETROS R-L-C EN CORRIENTE CONTINÚA Y EN CORRIENTE ALTERNA: EJECUCIÓN DEL EXPERIMENTO

Seleccionar los parámetros R-L-C a usar en la práctica, en función de la corriente y tensión por ellos admisible en base al circuito de análisis.
- Regular la fuente a la tensión de acuerdo al circuito de análisis tanto de Corriente Continua y corriente Alterna.
- Preparar el osciloscopio para capturar la forma de onda de corriente, referido a la amplitud. frecuencia, reóstato de censado de 1 .
- Usar una lámpara de 200 W, 220 V para aplicar en corriente continua y en corriente alterna, en esta prueba verificar que le nivel de tensión ambas fuentes es la misma y usar un amperímetro digital y luego visualizar la forma de onda.
- Usar Lina bobina de 500 espiras y 2.5 amperios para la segunda prueba, en esta se debe tener cuidado cuando la bobina va a ser sometida en corriente continua según el circuito de análisis se debe conectar en serie junto de análisis se debe conectar en serie junto a un reóstato para limitar el paso de la corriente. Leer corriente y tensión en ambos circuitos y dibujar la forma de onda de la corriente alterna, hacer variar el circuito magnético de la bobina y obsérvese la magnitud de la corriente y su forma de onda, las mismas le servirán para evaluar y concluir sobre la operación de la bobina en corriente alterna.
- Usar un condensador de 24 μF y 300 V para la tercera prueba, en esta para el caso de la Corriente Continua se debe tener cuidado de la pequeña corriente unidireccional generalmente de unos cuantos microamperios, variar el nivel de tensión de alimentación y observa la deflexión de la aguja del amperímetro para evaluar y concluir, para el caso de la Corriente Alterna, observar la corriente demandada por el condensador y comparar con el de corriente Continua, y concluir sobre la diferencia, visualizar y dibujar la forma de onda en este caso, Y variar la magnitud de la tensión de alimentación y observar la magnitud de comente demandada. principalmente la forma de onda.
- Realiza la lectura de datos y llenar la tabla correspondiente para cada caso para su posterior análisis y avaluación. .
- Tener cuidado en el uso del multimetro usado. tanto en Corriente Continua como en Comente Alterna, principalmente al cambiar los rangos de tensión y corriente.

PARAMETROS R-L-C EN CORRIENTE CONTINÚA Y EN CORRIENTE ALTERNA: MATERIAL Y EQUIPO A UTILIZAR

Fuente de Alimentación de Corriente Alterna y corriente Continua.

PARAMETROS R-L-C EN CORRIENTE CONTINÚA Y EN CORRIENTE ALTERNA: R – L – E en Corriente Continua

Mientras que el Capacitor en CORRIENTE CONTINUA puede cargarse cerrando el interruptor, con lo que circularán cargas eléctricas del polo positivo atraerá las cargas de la otra. Por tanto, el condensador almacena cargas, para lo cual precisa un determinado tiempo.
Al final del proceso de carga el condensador se encuentra sometido a la tensión de la fuente, las cargas transportadas hasta el momento se encuentran almacenadas en las placas. Esta propiedad del condensador se cuantifica en una magnitud característica de cada condensador: la Capacidad.
Si después de cargarlo se desconecta la fuente de tensión, el condensador permanecerá cargado. Si conmutamos el interruptor, el condensador se irá descargando con una corriente de sentido opuesto, y la tensión descenderá a una tensión de 0 V. Para determinar el comportamiento del Condensador en un circuito de Alterna nos servirá el experimento en el parámetro C, pero podemos explicar el resultado partiendo del comportamiento del condensador en el circuito de continua. Una tensión alterna cambia constantemente su polaridad, con lo que el condensador se estará cargando y descargando sin parar. Por tanto, circulará constantemente una corriente de carga y descarga.

PARAMETROS R-L-C EN CORRIENTE CONTINÚA Y EN CORRIENTE ALTERNA: Corriente alterna en un Capacitor

Si en un circuito de corriente alterna se coloca un capacitor la intensidad de corriente es proporciona al tamaño del condensador y a la velocidad de variación de voltaje en el mismo. En un capacitor ideal, el voltaje esta totalmente desfasado con la corriente. Cuando el voltaje es máximo no fluye intensidad porque la velocidad de cambio de voltaje es nula. La intensidad es máxima cuando el voltaje es nulo, porque en ese punto la velocidad de variación de voltaje es máxima.
A través de un capacitor circula intensidad aunque no exista una conexión eléctrica directa entre sus placas porque el voltaje de una placa induce una carga opuesta en la otra.
De los efectos indicados se deduce que si se aplica un voltaje alterno a una bobina o capacitor ideales, no se consume potencia activa. No obstante, en todos los casos prácticos los circuitos de corriente alterna presentan resistencia además de autoinducción y capacidad, y se consume potencia. Esta potencia consumida depende de la proporción relativa de las tres magnitudes del circuito.

PARAMETROS R-L-C EN CORRIENTE CONTINÚA Y EN CORRIENTE ALTERNA: Corriente alterna en una Bobina

Inductancia de la bobina.
Cuando una corriente alterna pasa por una bobina de alambre, el campo magnético alrededor de la bobina se intensifica, se anula, se vuelve intensificar con sentido opuesto y se vuelve a anular. Si se sitúa otra bobina en el campo magnético induce una corriente alterna en la secunda bobina. Si esta segunda bobina tiene un numero mayor de espiras que la primera, la tensión inducida en ella seria mayor que la tensión de la primera, ya que el campo actúa sobre un numero mayor de conductores individuales.
Al contrario, si el numero de espiras de la secunda bobina es menor, la tensión será más baja que la primera.

En un circuito de corriente alterna, el campo magnético en torno a una bobina varia constantemente, y la bobina obstaculiza continuamente el flujo de corriente en el circuito debido a la auto inducción. La relación entre el voltaje aplicado a una bobina ideal (es decir sin resistencia) y la intensidad que fluye por dicha bobina es tal que la intensidad es nula cuando el voltaje es máximo, y es máxima cuando el voltaje es cero.

PARAMETROS R-L-C EN CORRIENTE CONTINÚA Y EN CORRIENTE ALTERNA: Corriente alterna en una resistencia (II)

Circuito de corriente alterna con una sola resistencia:

La corriente efectiva lef y el voltaje efectivo Vef están relacionados con la potencia del circuito. Estas magnitudes son cantidades que se miden con amperios y voltímetros de corriente alterna.
Un ampere efectivo (en corriente alterna) es aquella que calienta un conductor con la misma rapidez que un ampere de corriente continua.

PARAMETROS R-L-C EN CORRIENTE CONTINÚA Y EN CORRIENTE ALTERNA: Corriente alterna en una resistencia (I)

Resistencia
Es la propiedad de un objeto o sustancia que hace que resista u oponga al paso de la corriente eléctrica de un circuito eléctrico determina según la llamada ley de Ohm, cuanta corriente fluye por el circuito cuando se aplica un voltaje determinado. La abreviatura habitual para la resistencia eléctrica es R, y el símbolo del Ohmio es la letra griega omega ().
La resistencia de un conductor viene determinada por una propiedad de la sustancia que lo compone, conocida como conductividad, por la longitud por la superficie transversal del objeto, así como la temperatura dada, la resistencia es proporcional a la longitud del conductor e inversamente proporcional a su conductividad y a su superficie transversal. Generalmente, la resistencia de un material aumenta cuando crece la temperatura.
Cuando y el voltaje están en base, la corriente y el voltaje instantáneos están relacionados por la ley de Ohm.

PARAMETROS R-L-C EN CORRIENTE CONTINÚA Y EN CORRIENTE ALTERNA: PUNTUALIZACION TEORICA (II)

En la industria, para fines especiales, se aplican ampliamente corrientes alternas de las mas variadas frecuencias, en los motores rápidos de 400 a 2000 Hz, en hornos eléctricos de 500 Hz a 50 MHz., Las corrientes alternas de alta frecuencia son necesarias para la transmisión sin cables de cantidades relativamente pequeñas de energía mediante ondas electromagnéticas en la radiotecnia, televisión (hasta 3*1010 Hz, y en la mayoría de los dispositivos de electrónica industrial.
La potencia en la resistencia R será máxima cuando también los sean las intensidades de la corriente y la tensión:

PARAMETROS R-L-C EN CORRIENTE CONTINÚA Y EN CORRIENTE ALTERNA: PUNTUALIZACION TEORICA (I)

Definiciones Fundamentales.
Se llama corriente alterna (o tensión alterna) a toda corriente que varia periódicamente se dirección y magnitud, con la particularidad de que el valor medio de esta corriente es igual a cero en cada intervalo de tiempo determinado 7, que se llama periodo, las variaciones de corriente se repiten. la duración del periodo se mide en segundos.

El numero de periodos en un secundo se llama Frecuencia f, por tanto, la frecuencia 1 T, se mide en hertzios (Hz), Hz=1/s, o sea, la frecuencia de la corriente alterna es igual a un hertzio. Si su periodo es igual a un segundo, la frecuencia de las instalaciones eléctricas esta normalizada. Esto se debe a que las maquinas y aparatos eléctricos de corriente alterna funcionan normalmente con una frecuencia determinada paca la cual están calculados. En la EX URSS y en la mayoría de los países del mundo la frecuencia normalizada es de 50 Hz., en los Estados Unidos es de 60 Hz.

PARAMETROS R-L-C EN CORRIENTE CONTINÚA Y EN CORRIENTE ALTERNA

Finalizada la presente práctica estaremos en condiciones básicas para analizar, evaluar y concluir satisfactoriamente las características operativas de parámetros R-L-C de corriente continua y en corriente alterna.

TEOREMA DE NORTON: Conclusiones

Finalizada la práctica podemos llegar a concluir lo siguiente:

• Para demostrar prácticamente estos teoremas, con la ayuda de un voltímetro, de un amperímetro y un ohmetro debemos tener mucho cuidado que las resistencias a usadas no calienten con lo que se garantizara que la resistencia sea constante a lo lago de la ejecución.
• Los teoremas son muy útiles por que nos permite reducir una red de configuración compleja, en una configuración sencilla.
• La exactitud se puede ver en la práctica, es decir no se presenta calentamiento alguno en las resistencias usadas que es la condición de su obtención.
• Experimentar estos teoremas con resistencias de carbón pulverizado no es recomendable por que estas cambian su valor respecto a su diferencial de temperatura (tienden a subir su temperatura).
• En el teorema de THEVENIN se concluye aplicando la ley de OHM para calcular la corriente circulante de las ramas.
• En el teorema de NORTON se concluye aplicando el divisor de corriente circundante en una de las ramas.




9.- Bibliografía:


Análisis de circuitos eléctricos ----------------------------------- Brenner.
Análisis básico de circuitos eléctricos ----------------------------David E. Jonson.
Análisis básico de circuitos en ingeniería ------------------------David Irwin.
Laboratorio de medidas --------------------------------------------FNI.

TEOREMA DE NORTON: Demuestre analíticamente y prácticamente mediante el teorema de Norton que la corriente en R5 es 8.6E-3 [A]. (VI)

TEOREMA DE NORTON: Demuestre analíticamente y prácticamente mediante el teorema de Norton que la corriente en R5 es 8.6E-3 [A]. (V)

TEOREMA DE NORTON: Demuestre analíticamente y prácticamente mediante el teorema de Norton que la corriente en R5 es 8.6E-3 [A]. (IV)

TEOREMA DE NORTON: Demuestre analíticamente y prácticamente mediante el teorema de Norton que la corriente en R5 es 8.6E-3 [A]. (III)

TEOREMA DE NORTON: Demuestre analíticamente y prácticamente mediante el teorema de Norton que la corriente en R5 es 8.6E-3 [A]. (II)

TEOREMA DE NORTON: Demuestre analíticamente y prácticamente mediante el teorema de Norton que la corriente en R5 es 8.6E-3 [A]. (I)

TEOREMA DE NORTON: Demuestre el Teorema de NORTON. (II)

Para estas condiciones, I =0 y Vo es igual al voltaje del circuito abierto Voc
Así la Ec (3) se convierte en:


I = 0 =-(Vo/ )+Isc………………. (4)

De aquí:

Voc = *Isc………………….. (5)

Sustituyendo la Ec (5) en la Ec (3) tenemos:



Vo = Voc - +I…………………. (6)

TEOREMA DE NORTON: Demuestre el Teorema de NORTON. (I)

El circuito A entrega una corriente ‘I’ al circuito B y produce un voltaje Vo a través de los terminales entre (+A y –B). desde el punto de vista de las relaciones terminales del circuito A, podemos podemos reemplazar el circuito B por una fuente de voltaje Vo [V], aplicando ahora el principio de superposición:

I = Io+Isc………………….(1)


Donde Io es la corriente de Vo con todas las fuentes independiente del circuito A igualadas a cero , es decir las fuentes de voltaje por corto circuito y fuentes de corriente reemplazadas por circuitos (abiertos), e Is es la corriente de cortocircuito debido a todas las fuentes en el circuito A con Vo remplazada por un corto circuito.
Los términos Io y Vo están relacionados por la ecuación :


Io = - Vo/ ………………….(2)



Donde es la resistencia equivalente que retorna en el circuito A desde los terminales A-B con todas las fuentes independientes en circuito A igualadas a cero.

TEOREMA DE NORTON: Lectura de Datos

* Circuito b):

-------------	R1	R2	R3	R4	R5
Ro [Ω]	217.0	98.0	118.0	146.0	265.0
I [A]	31.3E-3	63.4E-3	48.1E-3	54.7E-3	8.6E-3
V [V]	8.5	6.2	5.7	7.98	2.3
R [Ω]	216.3	97.8	118.5	145.9	264.4

I alim =102.1E-3 [A]

V alim = 14.10 [V]

* Circuito de Norton:

--------------	R1	R2	R3	R4	RXY
I [A]	42.8E-3	58.7E-3	42.8E-3	58.7E-3	25.7E-3
V [V]	4.2	5.7	5.0	8.5
R [Ω]	216.3	97.8	118.5	145.9	141

V alim =14.2[V]

I alim =100.3[A]

* Circuito equivalente de Norton:

Corriente de de Norton  Is =25.3 [A]

TEOREMA DE NORTON: Montaje Y Ejecución

• Seleccionar 5 resistencias con la característica de no variar su magnitud con la temperatura.
• Regular la fuente de tensión hasta 15.7[V] según el circuito de análisis.
• Seleccionar instrumentos de medición necesarias para la medición en función del circuito de análisis.
• Conectar al circuito la fuente de forma que circule por la rama central una corriente apreciable. Esto se consigue variando las ramas del puente.
• Efectuar las lecturas de corriente y tensión según e circuito de análisis y calcular las resistencias de cada una de ellas con los datos obtenidos.
• Para determinar en forma practica la corriente en la rama central ( R5) del circuito, debemos cortocircuitar los bornes (X-Y) y con el amperimetro en el cortocircuito hacer la medida de la corriente en los bornes (X-Y), luego registrar este dato como fuente de NORTON.
• Para determinar la resistencia equivalente, procedemos de la misma forma que se hizo en el caso de THEVENIN con la única diferencia de descortocircuitar y sacar la resistencia central para luego conectar un ohmetro y determinar su magnitud.
• Reemplazar en el circuito equivalente NORTON los valores registrados, aplique divisor de corriente para determinar la corriente en la rama central.
• Para determinar la corriente en forma analítica en la rama R5, escribimos la corriente de cortocircuito (ramas X-Y) y registraremos como fuente de NORTON.
• Para determinar la resistencia equivalente procedemos a reducir el circuito hasta encontrar la magnitud de resistencia a partir de los terminales (X-Y) y apuntar este valor como resistencia equivalente.
• Reemplazando estos datos calculados en el circuito equivalente de NORTON procedemos a calcular la corriente en la rama central con ayuda de divisor de corriente y comparar este valor con el encontrado en forma practica.

TEOREMA DE NORTON Circuitos de análisis (III)