Ingeniera Elctrica

Universidad Nacional De San AgustnIngeniera Elctrica

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MEDIDA DE REACTANCIA INDUCTIVA, CAPACITIVA E IMPEDANCIA- PARTE 1

1. OBJETIVO:

Analizar y verificar en forma experimental la relacin entre la tensin y la intensidad de corriente en un circuito elctrico R-L-C serie, R-L, R-C, y un circuito R-L-C, serie a partir de los datos tomados en el laboratorio2. FUNDAMENTO TERICO2.1 Resistencia

Es aquel elemento de un circuito elctrico que se opone al paso de la corriente continua y alterna. Se le denominaresistencia elctricaa la igualdad de oposicin que tienen los electrones al moverse a travs de un conductor. La unidad de resistencia en el Sistema Internacional es el ohmio, que se representa con la letra griega omega (), en honor al fsico alemn Georg Ohm, quien descubri el principio que ahora lleva su nombre. Para un conductor de tipo cable, la resistencia est dada por la siguiente frmula:

2.2 Reactancia Inductiva

Es aquel elemento de un circuito elctrico que se opone al paso de la corriente alterna, y es directamente proporcional al valor de la inductancia y de la frecuencia de la red a la que est conectado dicho elemento.la reactancia inductiva es lo contrario a la capacitiva, en este caso la corriente sera la que sea adelantada por el voltaje puesto que la reactancia inductiva se opone a los cambios de voltaje.

XL = 2 f L ( Ohmios)

2.3 Reactancia Capacitiva

Es aquel elemento de un circuito elctrico que se opone al paso de la corriente alterna, y es inversamente proporcional al valor de su capacidad y de la frecuencia de la red a la que est conectado dicho elemento.la reactancia capacitiva es el tipo de reactancia que se opone al cambio del voltaje por lo cual se dice que la corriente (i) adelanta al voltaje (v) por 90, por lo cual al representar este desfasamiento en un diagrama de onda senoidal y/o de fasores la corriente ir 90 adelante del voltaje

2.4 Impedancia

Es aquel elemento de un circuito elctrico que est compuesto del valor de la resistencia, reactancia inductiva y capacitiva.El concepto de impedancia tiene especial importancia si la corriente vara en el tiempo, en cuyo caso las magnitudes se describen con nmeros complejos o funciones del anlisis armnico. Su mdulo (a veces inadecuadamente llamado impedancia) establece la relacin entre los valores mximos o los valores eficaces de la tensin y de la corriente. La parte real de la impedancia es laresistenciay su parte imaginaria es lareactancia.

La impedancia experimental considerando ideal la inductancia, por lo tanto se puede determinar a partir de los valores de la tensin y de la intensidad de corriente tomados en el laboratorio (experimentales):

3. ELEMENTOS A UTILIZAR

1 autotransformador variable 0-230 V- 6amp 1 dcada de inductancia variable 03 condensadores 1 resistencia variable 0-180 ohmios (R) 03 multmetros digitales4. ACTIVIDADES

a. Armar el circuito tal como se muestra en las figuras adjunta, calibrar el valor de la resistencia en una rango de 180 ohmios hasta 20 ohmios, y la inductancia variarla en un rango de 10 mH y 90 mH, obtener un juego de 3 lecturas para diferentes valores de R y L.

b. Para calibrar la tensin en la salida del Variac tener en cuenta los valores mximos admisibles corriente (menor de 200 mA)

FIGURA 1c. Registrar los siguientes datosTABLA 1V (mA)VRVLL(mH)Rteo RexpXlteXlexZteZex teo expr i

9.7557.99.251.9490162.5159.833.933.5168.4168.611.811.85.5

9.73579.261.7480162.5162.530.230.5170.7170.410.510.65.2

10.2960.59.831.6270162.5162.526.426.8170.1169.79.29.45.1

9.7757.69.371.3460162.5162.722.623.3169.6169.07.98.14.7

10.260.39.801.1850162.5162.518.819.6169.2168.06.66.94.3

9.2454.88.900.8840162.5162.415.116.1168.6167.25.35.64.0

d. Armar el circuito tal como se muestra en las figuras adjunta, calibrar el valor de la resistencia en un rango de 180 ohmios hasta 20 ohmios y tres valores distintos de condensador, obtener un juego de 3 lecturas para diferentes valores de R y C. Regular la tensin en la salida del Variac a 50 V

FIGURA 2e) Registrar los siguientes datos:TABLA 2VAVRVCC(uf)RteoRexpXCexXCteZteZex teo exp

500.3247.316.550148147.8153.0551.56156.25157.0419.2119.74

500.3343.825.530130132.7377.5077.27151.52159.4830.7333.67

500.324813.860150150.0044.2143.13156.25156.3816.0416.42

500.3348.610.680148147.2733.1632.12151.52150.9612.2512.69

500.3348.88.5100148147.8826.5325.76151.52150.249.8710.17

500.33496.5130148148.4820.4019.70151.52149.887.587.82

5. CUESTIONARIO1. Dibuje el diagrama fasorial para cada uno de los circuitos de las figuras 1, y 2.

FIGURA 1

+ = 90

FIGURA 2 + = 90

+ =

2. De qu magnitudes depende la reactancia de un condensador?

El valor de la reactancia inductiva depende de dos factores: uno es la inductancia del circuito y el otra la velocidad a que cambia la corriente (frecuencia).Su ecuacin es:Dnde:

XL = Reactancia inductiva (ohms).f = frecuencia (cps o Hz).L = Inductancia (H).

3. De qu magnitudes depende la reactancia de un condensador? El valor de la reactancia capacitiva depende de la capacitancia del circuito y la velocidad a la que cambia el voltaje (frecuencia).Su ecuacin es:

Dnde:XC = Reactancia capacitiva (ohms).f = frecuencia (cps o Hz).C = capacitancia (F).4. Halle los valores tericos de las resistencias, las reactancias e impedancias para cada una de las tablas.

TABLA 1V (mA)VRVLL(mH)Rteo RexpXlteXlexZteZex teo expr i

9.7557.99.251.9490162.5159.833.933.5168.4168.611.811.85.5

9.73579.261.7480162.5162.530.230.5170.7170.410.510.65.2

10.2960.59.831.6270162.5162.526.426.8170.1169.79.29.45.1

9.7757.69.371.3460162.5162.722.623.3169.6169.07.98.14.7

10.260.39.801.1850162.5162.518.819.6169.2168.06.66.94.3

9.2454.88.900.8840162.5162.415.116.1168.6167.25.35.64.0

TABLA 2

VAVRVCC(uf)RteoRexpXCexXCteZteZex teo exp

500.3247.316.550148147.8153.0551.56156.25157.0419.2119.74

500.3343.825.530130132.7377.5077.27151.52159.4830.7333.67

500.324813.860150150.0044.2143.13156.25156.3816.0416.42

500.3348.610.680148147.2733.1632.12151.52150.9612.2512.69

500.3348.88.5100148147.8826.5325.76151.52150.249.8710.17

500.33496.5130148148.4820.4019.70151.52149.887.587.82

5. Explique cmo se halla el valor experimental de una impedancia.

La impedancia de una resistencia, es el valor mismo de la resistenciaLa impedancia de un inductor es: La impedancia de un capacitor es: en ambas,y(F es la frecuencia de trabajo en hertz).

6. Explique cmo se halla el valor experimental de una resistencia

Se va a determinar el valor de una resistencia elctrica midiendo la corriente y el potencial a sus extremos.

7. Explique cmo se halla el valor experimental de una reactancia capacitiva.

La reactancia capacitiva depende de la frecuencia y est dada por la formula Donde,XC = Reactancia capacitiva en ohmC = Capacitancia en faradiosf=Frecuenciaenhertz

8. Explique cmo se halla el valor experimental de una reactancia inductiva

Donde:XL=Reactancia inductivaenohmL=Inductanciaenhenriosf=Frecuenciaenhertzw=Frecuencia angular9. Encuentre el error absoluto y relativo de los valores de las reactancias y de las impedancias tericas y experimentales de cada circuito.

El error absoluto viene dado por:Dnde:

: Error absoluto.: Valor medido.: Valor verdadero.El error relativo viene dado por:Dnde:

: Error relativo.: Valor absoluto del error absoluto.: Valor verdadero.ERROR DE LA TABLA 1 ERROR ABS RERROR REL. RERROR ABS XLERROR REL. XLERROR ABS ZERROR REL. Z

2.7420.0170.4230.0120.2270.001

0.0440.0000.3670.0120.2890.002

0.0210.0000.3870.0150.3780.002

0.1740.0010.6440.0280.6350.004

0.0210.0000.7190.0381.1900.007

0.0910.0010.9790.0651.4310.008

ERROR DE LA TABLA 2ERROR ABS RERROR REL. RERROR ABS XCERROR REL. XCERROR ABS ZERROR REL. Z

0.1880.0011.4890.0290.7950.005

2.7270.0211.1460.1441.9670.053

0.0000.0001.0850.0250.1290.001

0.7270.0051.0360.0320.5560.004

0.1210.0010.7680.0301.2760.008

0.4850.0030.7070.0361.6350.011

6. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES:

OBSERVACIONES

La condicin que hace que VC y VL sean iguales se llama condicin de resonancia, y en este caso aun cuando en el circuito aparecen una capacidad y una inductancia, este se comporta como si fuera totalmente resistivo. Cuando la inductancia del circuito es cero, el ngulo de desfase toma un valor muy cercano a cero y la impedancia toma el valor de la resistencia del circuito. La variacin de la tangente del ngulo de desfase con respecto a la frecuencia, depende tanto de la resistencia del circuito como de la inductancia. Cuando se aumenta la inductancia del circuito, tanto la impedancia como la tangente del ngulo de desfase varan ms rpido con respecto a la frecuencia. En el ampermetro podemos observar todos los valores de impedancia, capacitancia

CONCLUSIONES

En corriente alterna un inductor tambin presenta una resistencia al paso de la corriente denominada reactancia inductiva Obtuvimos mejores conocimientos acerca de la impedancia y su importancia dentro de un circuito La variacin de la impedancia del circuito RL con respecto a la frecuencia, depende del valor de la inductancia y no de la resistencia. Cuando la resistencia en el circuito se hace cero, la impedancia tiende a cero cuando la frecuencia tiende a cero, y el ngulo de desfase toma valores mltiplos impares de 2 . Afianzamos ms nuestro conocimiento acerca de la inductancia capacitancia e impedancia. Se analiz y verific en forma experimental la relacin entre la tensin y la intensidad de corriente en un circuito elctrico R-L-C serie, R-L, R-C, y un circuito R-L-C, serie a partir de los datos tomados en el laboratorio.7. BIBLIOGRAFIA http://www.ecured.cu/index.php/Diodos_de_potencia http://www.espaciodelconocimiento.com/1320EB%20CAPITULO%20XI.pdf http://departamento.us.es/dfisap1/comun/pract_07-02-2011.pdf http://www.fisica.ru/dfmg/teacher/archivos/Circuito_RL.pdf http://lcr.uns.edu.ar/electronica/eya/labs/Laboratorio%202.pdf http://es.wikipedia.org/wiki/Reactancia http://www.todoexpertos.com/categorias/ciencias-e-ingenieria/ingenieria