lunes, 28 de abril de 2014

CIRCUITOS R-L-C


LEY DE OMH
Nos dice que la corriente eléctrica en un conductor o circuito, es igual a la diferencia de potencial sobre el conductor, dividido sobre su resistencia que se opone al paso. 
serie En los circuitos RLC se acoplan resistencias, capacitores e inductores. Existe también un ángulo de desfasaje entre las tensiones y corrientes (y entre las potencias), que incluso puede llegar a hacerse cero. En caso de que las reactancias capacitivas e inductivas sean de distinto valor para determinada frecuencia, tendremos desfasajes.

Dependiendo de cual de las reactancias sea mayor podremos afirmar si se trata de un circuito con características capacitivas o inductivas y por lo tanto si la tensión adelanta a la corriente (y con qué ángulo) o si la corriente adelanta a la tensión.

A continuación detallamos los valores de un circuito RLC simple en serie.

Circuito RLC


Reactancia capacitiva


ω = Velocidad angular = 2πf
C = Capacidad
Xc = Reactancia capacitiva


Reactancia inductiva



ω = Velocidad angular = 2πf
L = Inductancia
Xl = Impedancia inductiva

Impedancia total del circuito RLC serie



R = Resistencia
Xl = Reactancia inductiva
Xc = Reactancia capacitiva

Angulo de desfasaje entre tensión y corriente



Xl = Reactancia inductiva
Xc = Reactancia capacitiva
R = Resistencia


Corriente máxima
El módulo de la corriente máxima que circula por el circuito es igual al módulo de la tensión máxima sobre el módulo de la impedancia.

Corriente máxima

Corriente eficaz
Para ondas senoidales podemos calcular la intensidad eficaz como:

Corriente eficaz
Respuesta del circuito RLC en paralelo – 
Resonancia 


Equipamiento recomendado: Bobinas (autoinductancias de algunas centenas de mH), 
si se desea lograr una bobina de alto factor de mérito, se puede emplear y una bobina de 
pocas vueltas con un núcleo de ferrita. Un capacitar entre 10 nF y 500 nF y resistencia 
R0 de 1 a 10KΩ. Un generador de funciones. Un osciloscopio de dos canales de 20 
MHz o más rápido. 


 Muchas veces resulta útil definir la función transferencia T(ω). Para un circuito 
lineal con excitación senoidal T(ω) se define como el cociente entre la tensión 
(compleja) de la salida VB(t) y la tensión compleja senoidal de la entrada, VA(t), esto es: 
( ) ( ) ( ) 0 V t T V Exp j t salida = ω ⋅ Entrada ⋅ ⋅ω (20) 
Nótese que en general la función transferencia es una función compleja de ω. Si las 
entradas no son senoidales, la función de transferencia se define como la relación entre 
la transformada de Laplace de la señal de salida a la transformada de Laplace de la 
entrada.9


 Mida los valores de L y RL. Elija un capacitor C de modo que la frecuencia natural 
(ec.(2)) f0=ω0/2π sea del orden de 10 khz. Construya un circuito similar al indicado el 
la Figura 3. Conecte las puntas de prueba de osciloscopio a los puntos indicados como 
canal A y B 
Cálculos preliminares: para el circuito de la figura 3 suponiendo una entrada senoidal, 
determine la impedancia compleja Z(ω) de la parte del circuito entre los puntos A y B. 
Calcule asimismo la función de transferencia T(ω) entre la salida (VB) y la entrada(VA). 
Realice un gráfico de los módulos de Z(ω) y T(ω) como función de la frecuencia. En el 
mismo grafico, usando un eje vertical secundario, grafique la variación de la fase de 
T(ω) como función de la frecuencia. 

!"Usando la técnica de reactancias complejas, estudie teóricamente las características 
física del circuito de la Figura 3. 
!"Usando una fuente de tensión senoidal, estudiar la forma y la relación entre i(t) a 
partir de la medición del canal B y V(t) (canal B) como función del tiempo. ¿Qué 
formas tienen estas señales?.

CORRIENTE ALTERNA

Se denomina corriente alterna (abreviada CA en español y AC en inglés, de alternating current) a la corriente eléctrica en la que la magnitud y el sentido varían cíclicamente. La forma de oscilación de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una oscilación senoidal (figura 1), puesto que se consigue una transmisión más eficiente de la energía. Sin embargo, en ciertas aplicaciones se utilizan otras formas de oscilación periódicas, tales como la triangular o la cuadrada.
Utilizada genéricamente, la CA se refiere a la forma en la cual la electricidad llega a los hogares y a las empresas. Sin embargo, las señales de audio y de radio transmitidas por los cables eléctricos, son también ejemplos de corriente alterna. En estos usos, el fin más importante suele ser la transmisión y recuperación de la información codificada (o modulada) sobre la señal de la CA.

La razón del amplio uso de la corriente alterna viene determinada por su facilidad de transformación, cualidad de la que carece la corriente continua. En el caso de la corriente continua, la elevación de la tensión se logra conectando dínamos en serie, lo que no es muy práctico; al contrario, en corriente alterna se cuenta con un dispositivo: el transformador, que permite elevar la tensión de una forma eficiente.
La energía eléctrica viene dada por el producto de la tensión, la intensidad y el tiempo. Dado que la sección de los conductores de las líneas de transporte de energía eléctrica depende de la intensidad, mediante un transformador se puede elevar la tensión hasta altos valores (alta tensión), disminuyendo en igual proporción la intensidad de corriente. Con esto la misma energía puede ser distribuida a largas distancias con bajas intensidades de corriente y, por tanto, con bajas pérdidas por causa del efecto Joule y otros efectos asociados al paso de corriente, tales como la histéresis o las corrientes de Foucault. Una vez en el punto de consumo o en sus cercanías, el voltaje puede ser de nuevo reducido para su uso industrial o doméstico y comercial de forma cómoda y segura.