Parámetros R - L - C en Corriente Continua Y Corriente Alterna - CIRCUITOS DE ANÁLISIS

Parámetros R - L - C en Corriente Continua Y Corriente Alterna - MATERIAL Y EQUIPO A UTILIZAR.

•  Tablero de lámparas (Resistencias).
• Bobina con núcleo de hierro.
• Fuente de alimentación  de corriente continua.
• Fuente de alimentación  de corriente alterna. 
• Transformador
• Osciloscopio.
• Voltímetro amperimétrico.
• 5 reóstatos.
• Transformador.
• Capacitor de 24 [F].
• Chichotillos de prueba (tipo banana, pinza).
• Cables.

Parámetros R - L - C en Corriente Continua Y Corriente Alterna - PUNTUALIZACIONES TEÓRICAS - R-L-C en Corriente Continua

 Mientras que el capacitor en Corriente Continua puede cargarse cerrando el interruptor, con lo que circularán cargas eléctricas del polo negativo de la fuente de tensión a una de las placas, mientras que el 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.

Parámetros R - L - C en Corriente Continua Y Corriente Alterna - PUNTUALIZACIONES TEÓRICAS - Corriente Alterna en un Capacitor

 Si en un circuito de corriente alterna se coloca un capacitor, la intensidad de corriente es proporcional al tamaño del condensador y a la velocidad de variación de voltaje en el mismo. En un capacitor ideal, el voltaje está 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 una capacitor, circula intensidad aunque no exista una conexión eléctrica directa entre sus placas porque el voltaje de una placa induce una carga opuesta a 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 resistencias, además de autoinducción y capacidad, y se consume potencia. Esta potencia consumida depende de la proporción relativa de las tres magnitudes en el circuito.

Parámetros R - L - C en Corriente Continua Y Corriente Alterna - PUNTUALIZACIONES TEÓRICAS - 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 a intensificar con  sentido opuesto y se vuelve a anular. Si se sitúa otra bobina en el campo magnético induce una corriente alterna en la segunda bobina. Si esta segunda bobina tiene un número mayor de espiras para la primera, la tensión inducida en ella sería mayor que la tensión de la primera, ya que el campo actúa sobre un número mayor de conductores individuales.

Al contrario, si el número de espiras de la segunda 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 varía constantemente, y la bobina obstaculiza continuamente el flujo de corriente en el circuito debido a la autoinducción. 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.

Parámetros R - L - C en Corriente Continua Y Corriente Alterna - PUNTUALIZACIONES TEÓRICAS - Corriente Alterna en una Resistencia

Resistencia. Es la propiedad de un objeto o sustancia que hace que se resista u oponga al paso de una corriente eléctrica. La resistencia de un circuito eléctrico determina según la llamada Ley de Ohm, cuánta corriente fluye en el circuito cuando se le aplica un voltaje determinado. La abreviatura habitual para la resistencia eléctrica es R, y el símbolo de 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. A una 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 la corriente y el voltaje están en fase, la corriente y el voltaje instantáneos están relacionados por la Ley de Ohm.

La corriente efectiva Ief y el voltaje efectivo Vef están relacionados con la potencia del circuito.   Estas magnitudes son cantidades que se miden con amperímetros y voltímetros de corriente alterna.  

Un ampere efectivo (en corriente alterna), es aquella corriente alterna que calienta un conductor con la misma rapidez que un ampere de corriente continua.

PUNTUALIZACIONES TEÓRICAS - Definiciones fundamentales

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

El número de periodos en segundo se llama frecuencia f, por lo tanto, la frecuencia f = 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 está normalizada. Esto se debe a que las máquinas y aparatos eléctricos de corriente alterna funcionan normalmente con una frecuencia determinada para 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 la frecuencia normalizada es 60 Hz.

 En la industria, para fines especiales, se aplican ampliamente corrientes alternas de las más variadas frecuencias, en los motores rápidos de 400 a 2000 Hz, en hornos eléctricos de 500 Hz a 50 MHz,  etc. 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 lo sean la intensidad de la corriente y la tensión,

Parámetros R - L - C en Corriente Continua Y Corriente Alterna: OBJETIVO y OBJETIVOS ESPECÍFICOS

OBJETIVO

- Conocer operativamente el comportamiento de los parámetros R-F-C en corriente continua y corriente alterna

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

- Principio básico de la corriente continua

- Campo Magnético y Campo Eléctrico

- Forma de onda

- Ractancia e Imperancia

- Remanecia en la bobina Carga y descarga en el condensador

- Comportamiento Lineal en el Condensador y Comportamiento no Lineal

- Corto circuito en la bobina y circuito abierto en el condensador

PARAMETROS R-L-C EN CONEXIÓN SERIE - MATERIAL Y EQUIPO A UTILIZAR.-

 Ø  Transformador monofásico:

Ø  Potencia 2.5 J [KVA]; frecuencia 50 [Hz]; tensión: primario 400 [V], secundario 230 [V]; corriente: primario 6.25 [A], secundario 10.9 [A].

Ø  Bobina de las siguientes características :

 Ø  Resistencia 2.5 [Ω]; 500 espiras.

Ø  Lámparas incandescentes de 200 [W], 220 [V].

Ø  Osciloscopio de 2 canales.

Ø  Voltímetro 700[V].

Ø  Amperímetro 15 [A].

Ø  Capacitor electrolítico 24 μF.

Ø  Cables de conexión tipo banana con derivación.

Ø  Fuente de alimentación de 220 [V].

PARAMETROS R-L-C EN CONEXIÓN SERIE - DIAGRAMA FASORIAL

1. Reactancia inductiva mayor que la reactancia capacitiva X_L>X_C

Representación vectorial de Tensiones, Resistencias, Potencias.

  Ecuaciones Características

Reactancia inductiva mayor que la reactancia capacitiva X_L>X_C

PARAMETROS R-L-C EN CONEXIÓN SERIE - CONEXIÓN L-C

 

PARAMETROS R-L-C EN CONEXIÓN SERIE - CONEXIÓN R-C

 

PARAMETROS R-L-C EN CONEXIÓN SERIE - Ecuaciones Características

 

PARAMETROS R-L-C EN CONEXIÓN SERIE - PUNTUALIZACION TEORICO

 

PARAMETROS R-L-C EN CONEXIÓN SERIE - OBJETIVO GENERAL y OBJETIVOS ESPECIFICOS

 OBJETIVO  GENERAL.-

Conocer la operación de sistemas eléctricos y electrónicos en los que se encuentran involucrados parámetros R-L-C.

OBJETIVOS ESPECIFICOS.-

 Para llegar a  comprender el objetivo general manejar los sgts. Elementos:

         -Resonancia

         -Sobre tensión

         -Fortalecimiento del campo magnético

         -Diagramación fasorial eléctrica

         -Diagramación senoidal

         -Factor de potencia

         - Funciones  senoidales  y no senoidales

LEYES DE OHM Y DE KIRCHHOFF - CONCLUSIONES

 - Se comprobó experimentalmente que la Intensidad de corriente es directamente proporcional al Voltaje, es decir, a mayor Voltaje, mayor Intensidad.

- La conexión paralelo es la mas utilizada por el parámetro tensión.

- La conexión serie no es muy aplicada por qué requiere un control ultra rápido de compensación de caída de tensión. .