UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRESFACULTAD DE INGENIERIA

INGENIERÍA ELÉCTRICA

PRÁCTICA Nº 9

DOCENTE : Ing. Carlos TudelaNOMBRE : Univ. COYO LLANQUE CRISTHIANGRUPO : AFECHA DE REALIZACION : 12 de Noviembre

de 2014

Medida de la Inductancia

y Capacitancia

FECHA DE ENTREGA : 19 de Noviembre de 2014

MEDIDA DE LA INDUCTANCIA Y CAPACITANCIA

1 CONSIDERACIONES TEÓRICAS

En este experimento se dearrolla el concepto de capacitancian e inductancia, introduciendo 2 nuevos conceptos a cicuitos puramente resistivos (que contienen sólo a resistencias como elementos pasivos).

1.1 DEFINICIONES

Resistencia: Dispositivo eléctrico, que origina siempre una caida de tensión.  La corriente al circular por ella genera siempre calor. Una resistencia tiene dos terminales y sea que la corriente ingresante este en aumento o dismunución, se genera siempre calor. Lo mismo si la corriente ingresa por uno de los terminales o por el otro.

Inductancia: Dispositivo formado por una bobina de hilo de cobre, arrollada alrededor de un nucleo, que puede ser de acero magnético. La inductancia tiene también dos terminales. Si la corriente que ingresa crece, pues la inductancia se opone a ese crecimiento. Lo mismo si la corriente ingresante va en disminución, el comportamiento de la inductancia es oponerse a esa disminución.

Capacitancia: Dispositvo compuesto de dos láminas planas, las que encapsulan un elemento electrolítico, que es donde se almacena la energía eléctrica (debo anotar para mas precisión, donde se almacena el Campo eléctrico). Tiene dos terminales. Si la corriente ingresante va en aumento, pues la reacción del condensador, es apoyar ese aumento. Si la corriente disminuye, el funcionamiento del condensador, es aprovechar esa disminución.

1.2 Reactancia eléctrica.

Es la oposición ofrecida al paso de la corriente alterna por inductores (bobinas) y condensadores, se mide en Ohmios y su símbolo es Ω. Junto a la resistencia eléctrica determinan la impedancia total de un componente o circuito, de tal forma que la reactancia (X) es la parte imaginaria de la impedancia (Z) y la resistencia (R) es la parte real, según la igualdad:

La reactancia se representa con la letra X y su unidad de medidas es en Ohmios.

1.2.1 Tipos de reactancias

Cuando en un circuito de corriente alterna en el que se encuentran conectados capacitores e inductores circula una corriente, en estos elementos surge una oposición al paso de dicha corriente debido a que la energía es almacenada de forma alternativa, liberada en forma de campo magnético, en el caso de las bobinas, o de campo eléctrico, en el caso de los condensadores. Esto produce un desfasage entre la corriente y la tensión. Este desfase hace disminuir la potencia entregada a una carga resistiva conectada tras la reactancia sin consumir energía.

Si se analiza el comportamiento de la corriente y la tensión de forma vectorial en circuitos puramente inductivos y capacitivos, se aprecia que los vectores surgen en sentido opuesto sobre el eje imaginario. Dando como resultado que: X=XL – XC.

Según el valor que tome la reactancia podemos decir que es inductivo, capacitivo. O resistivo.

X > 0 el circuito es inductivo X< 0 el circuito es capacitivo X = 0 el circuito es resistivo

Las bobinas y condensadores reales presentan una resistencia asociada, que en el caso de las bobinas se considera en serie con el elemento, y en el caso de los condensadores en paralelo.

1.3 Reactancia capacitiva

1.4 Reactancia capacitiva (Gráfica)

La reactancia capacitiva (XC) es la propiedad que tiene un capacitor para reducir la corriente en un circuito de corriente alterna.

Al introducir un condensador eléctrico o capacitor en un circuito de corriente alterna, las placas se cargan y la corriente eléctrica disminuye a cero. Por lo tanto, el capacitor se comporta como una resistencia aparente. Pero en virtud de que está conectado a una fem alterna se observa que a medida que la frecuencia de la corriente aumenta, el efecto de resistencia del capacitor disminuye.

Como un capacitor se diferencia de una resistencia pura por su capacidad para almacenar cargas, el efecto que produce de reducir la corriente se le da el nombre de reactancia capacitiva (XC). El valor de ésta en un capacitor varía de manera inversamente proporcional a la frecuencia de la corriente alterna. Su expresión matemática es:

Donde

Xc = Reactancia capacitiva, en (Ω)Ohmios

π= constante 3,1416 radianes

f = Frecuencia en hertzs.

c= Capacitancia, en Faradios

1.5 Reactancia inductiva

La reactancia inductiva (XL) es la capacidad que tiene un inductor para reducir la corriente en un circuito de corriente alterna.

De acuerdo con la Ley de Lenz, la acción de un inductor es tal que se opone a cualquier cambio en la corriente. Como la corriente alterna cambia constantemente, un inductor se opone de igual manera a ello, por lo que reduce la corriente en un circuito de corriente alterna.

A medida que aumenta el valor de la inductancia, mayor es la reducción de la corriente. De igual manera, como las corrientes de alta frecuencia cambian más rápido que las de baja, mientras mayor sea la frecuencia mayor será el efecto de reducción. Donde la capacidad de un inductor para reducirla es directamente proporcional a la inductancia y a la frecuencia de la corriente alterna. Este efecto de la inductancia (reducir la corriente), se puede comparar en parte al que produce una resistencia. Sin embargo, como una resistencia real produce energía calorífica al circular una corriente eléctrica por ella, para diferenciarlas se le denomina reactancia inductiva al efecto provocado por la inductancia.

La reactancia de un bobina es inversamente proporcional a dos factores: la capacitancia y la frecuencia del voltaje aplicado. Su expresión matemática es:

Donde

XL = Reactancia capacitiva, en (Ω) Ohmios

π= constante 3,1416 radianes

f = Frecuencia en hertzs c= Inductancia en henrys

2 TRATAMIENTO DE DATOS.

Para el cálculo de las inductancias como de las capacitancias se procede primero a determinar las reactancias y con ayuda de las relaciones matemáticas, para cada uno de los casos, se determinara de manera indirecta la inductancia de una bobina y la capacitancia de un condensador

La tabla siguiente resume el cálculo y medición realizado en el experimento.

Se determina un voltaje de V=226 [V] y una corriente de I= 2.68 [A]

Se mide la resistencia de la bobina y luego se calcula la impedancia, luego se despeja y se calcula la reactancia y por último se obtiene el valor de la bibina en henrios.

Para el condensador se anula el valor de la resistencia puesto que éste es un valor muy pequeño respecto a los demás componentes. Y se sigue procedimiento similar al anterior, pero se obtiene en microfaradios (uF).

3 Sugerencias

Insisto en sugerir que el examen previo sea un determinante para ingresar al laboratorio, puesto que al ingresar mucha cantidad de alumnado se disminuye el aprendizaje objetivo del laboratorio de los estudiantes.

4 Conclusión

Se pudo calcular indirectamente los valores de la bobina y el condensador. A pesar de que se obtuvo un valor muy grande en cuando a las impedancias y reactancias de la bobina.

5 Bibliografía

J. Edminister- Circuitos eléctricos. Shawned 6ºGuía de laboratorio de Circuitos eléctricos I