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Circuito rlc paralelo

18/07/2010 09:11

0 Cuando se conecta un circuito RLC (resistencia, bobina y condensador) en paralelo, alimentado por una señal alterna (fuente de tensión alterna), hay un efecto de ésta en cada uno de los componentes

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OBJETIVOS:

1. Determinar la relación entre la intensidad de corriente y la frecuencia en un circuito RLC paralelo, y a partir de allí determinar la frecuencia de resonancia del circuito.

2. Determinar la relación entre el voltaje en el condensador y la frecuencia.

3. Determinar la relación entre el voltaje en la bobina y la frecuencia.

FUNDAMENTOS TEÓRICOS.

Cuando se conecta un circuito RLC (resistencia, bobina y condensador) en paralelo, alimentado por una señal alterna (fuente de tensión alterna), hay un efecto de ésta en cada uno de los componentes. En el condensador o capacitor aparecerá una reactancia capacitiva, y en la bobina o inductor una reactancia inductiva, dadas por las siguientes fórmulas:

Para esta ω 0, la impedancia es máxima e igual a la resistencia Z= R, la intensidad es mínima I= V/Z y las intensidades por las bobinas y el condensador se anulan entre si. Se dice que el circuito esta en resonancia y fo es la frecuencia de resonancia.

En estos circuitos la reactancia capacitiva es grande para valor inferior a su frecuencia de resonancia y disminuye para valor superiores a la frecuencia de resonancia. La reactancia inductiva tiene un comportamiento contrario.

Materiales:

Un software como Multisim

Procedimiento:

1. Armar el circuito siguiente en el Multisim

2. Calcular la frecuencia para la cual el circuito entra en resonancia.

3. Prepare una tabla que contenga 10 valores de frecuencia antes de la fo y 10 por encima del valor de fo.

4. Variar la frecuencia de la fuente para cada valor y pasar las lecturas a la tabla # 1.

CUESTIONARIO

1. ¿A qué se denomina impedancia del circuito RLC paralelo?

R: La impedancia es una magnitud que establece la relación (cociente) entre la tensión y la intensidad de corriente. Tiene especial importancia si la corriente varía en el tiempo, en cuyo caso, ésta, la tensión y la propia impedancia se describen con números complejos o funciones del análisis armónico. Su módulo (a veces impropiamente llamado impedancia) establece la relación entre los valores máximos o los valores eficaces de la tensión y de la corriente. La parte real de la impedancia es la resistencia y su parte imaginaria es la reactancia. El concepto de impedancia generaliza la ley de Ohm en el estudio de circuitos en corriente alterna (AC).

La impedancia de varias impedancias en paralelo es igual al inverso de la suma de los inversos:

Paralelo

2. ¿Cuál es la impedancia de un circuito RLC paralelo a la frecuencia de resonancia?

R: En resonancia como los valores de XC y XL son iguales, se cancelan y en un circuito RLC en paralelo la impedancia que ve la fuente es el valor de la resistencia.

3. ¿Cuál es el ángulo de fase entre la reactancia capacitiva y la reactancia inductiva, cuando estas se igualan?

R: El Angulo de fase es 0º

4. ¿Bajo qué condiciones un circuito RLC paralelo se comporta como un circuito resistivo?

Cuando se conecta un circuito RLC (resistencia, bobina y condensador) en paralelo, alimentado por una señal alterna (fuente de tensión alterna), hay un efecto de ésta en cada uno de los componentes

R: Este efecto se da cuando la reactancia capacitiva e inductiva son iguales.

5. ¿Bajo qué condiciones un circuito RLC paralelo se comporta como un circuito inductivo?

R: Este comportamiento se da cuando a mayor frecuencia XL es mayor, pero XC es menor.

6. ¿Bajo qué condiciones un circuito RLC paralelo se comporta como un circuito capacitivo?

R: El circuito se comporta como un circuito capacitivo, porque a Menor frecuencia XC es mayor, pero XL es menor.

7. Explique por qué la reactancia de un condensador disminuye al aumentar la frecuencia, mientras que la reactancia de una bobina se incrementa con el aumento de la frecuencia?

R: Por definición:

La Reactancia de un Capacitor es Xc = 1 / wc, donde:

w = 2*pi*f, siendo "f" la frecuencia (Hz), y "c" es la capacitancia (faradios), por lo que:

==> Xc = 1 / (2*pi*f*c) ==> "Xc" es inversamente proporcional a "f"

Conclusión:

==> Si "f" aumenta (denominador) ==> "Xc" disminuye

La Inductancia de un Inductor es XL = wL, donde:

w = 2*pi*f, siendo "f" la frecuencia (Hz), y "L" es la inductancia (henrios), por lo que:

==> XL = 2*pi*f*L ==> "XL" es directamente proporcional a "f"

Conclusión:

==> Si "f" aumenta (numerador) ==> "XL" aumenta

8. Si se varía el valor de la resistencia R en un circuito RLC serie en resonancia, ¿deja este de estar en resonancia? Explique.

R: Si se varía la resistencia no tendrá ningún efecto en la resonancia debido a que la resonancia esta determinada por la igualdad de la reactancia capacitiva e inductiva.

9. ¿Depende el ángulo de fase de la impedancia del circuito, de la frecuencia de la fuente alterna?

R: No depende debido a que el Angulo de de fase de la impedancia esta dado por:

10. ¿Qué ocurre con la intensidad de la corriente y con el ángulo de fase entre L y C, cuando existe condición de resonancia en el circuito RLC paralelo?

R: La corriente va a ser la misma debido a que la XL y la XC son iguales y la corriente esta dada por la relación V/Z y como el voltaje en un circuito paralelo es igual para todas las cargas. Y en cuanto al Angulo de fase, como XL y XC se encuentran desfasados 180 grados. La suma entre ellos se hace cero.

PAUTAS DEL INFORME

1. Anote los valores de: Resistencia

R =

Capacidad C =

Inductancia L =

Calcule la frecuencia de resonancia f0 =

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