Circuito LC en serie. Corriente alterna

Bobina, inductancia, condensador. Osciloscopio. Amplitud, frecuencia. Reactancia

  • Enviado por: Adriana Cattaneo
  • Idioma: castellano
  • País: Chile Chile
  • 6 páginas
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INFORME LABORATORIO

Circuito LC en serie - corriente alterna

  • Introducción

  • En este laboratorio se analizará la amplitud VLC de la tensión entre los terminales de la bobina "L" o del condensador "C" del circuito LC montado en serie con corriente alterna.

    Veremos que para bajas y muy altas frecuencias, la amplitud VLC es aproximadamente igual a cero. Por otra parte VLC es siempre positiva y tiene un valor máximo para una frecuencia de resonancia "r" igual a V0, cuando el condensador y la inductancia tienen igual reactancias, es decir XC = XL.

    En otras palabras daremos una descripción simple de algunos de los procesos en que están involucrados la inductancia y el condensador.

  • Desarrollo Experimental

  • Materiales:

    • Bobina

    • 4 alambres de conexión

    • Proyect boards

    • 1 condensador

    • osciloscopio

    Montaje:

    R

    V0 C L

    Procedimiento:

    El primer paso fue colocar en el proyect boards un condensador de 6.98x10-5 [mF] conectado en serie con una bobina de 3 [mH], formando así un circuito LC, donde "L" es la inductancia y "C" el condensador.

    Luego este circuito fue conectado al osciloscopio para poder observar el comportamiento de la amplitud a medida que disminuía y aumentaba la frecuencia y a su vez ver cual era la frecuencia máxima que alcanzaba.

  • Resultados y gráficos

  • A continuación, mostraremos la tabla que elaboramos de los datos que obtuvimos al observar el osciloscopio.

    TABLA N°1

     [Khz]

    VLC [Volt]

     [Khz]

    VLC [Volt]

    0

    0

    12

    2.4 ± 0.1

    2

    0.8 ± 0.1

    13

    1.6 ± 0.1

    3

    0.8 ± 0.1

    14

    1.2 ± 0.1

    4

    1.0 ± 0.1

    15

    0.9 ± 0.1

    5

    1.0 ± 0.1

    16

    0.7 ± 0.1

    6

    1.1 ± 0.1

    17

    0.6 ± 0.1

    7

    1.2 ± 0.1

    18

    0.5 ± 0.1

    8

    1.5 ± 0.1

    19

    0.4 ± 0.1

    9

    1.9 ± 0.1

    20

    0.4 ± 0.1

    10

    2.5 ± 0.1

    21

    0.4 ± 0.1

    11

    2.9 ± 0.1

    22

    0.3 ± 0.1

    Esta tabla nos muestra que la máxima frecuencia que alcanza la radio estudiada es de 11 [Khz] con una amplitud de 2.9 [Volt]

    GRÁFICO N°1

    De este gráfico podemos observar que cerca de r la curva es simétrica, ya que tiene un máximo que es 2.9 [Volt]. Eso quiere decir que si  crece un poco en dirección a las frecuencias altas, o disminuye un poco en dirección a las bajas, VLC presenta el mismo comportamiento en las dos direcciones; lo cual sólo será posible en torno a r debido a que el comportamiento del condensador es opuesto al de la bobina.

    En el caso que fueran iguales, es decir, el mismo valor de reactancia para los dos, se tendría que:

    XC = XL cuando  = r

    Donde,

    XC = VC ! XC = 1

    C *C

    XL = VLo ! XL = *L

    o

    entonces, 1 = r*L ! r2 = 1

    r*C L*C

  • Discusión y Conclusión

  • Al observar el comportamiento de la frecuencia mediante el osciloscopio, nos dimos cuenta que al aumentar esta, la amplitud también aumentaba, esto ocurría hasta que la frecuencia llegara a su máxima amplitud(2.9[volt]), por que después la amplitud disminuía casi hasta llegar a cero siendo que la frecuencia seguía aumentando y luego volvía a subir hasta llegar de nuevo a su máximo valor y después de este disminuía y así sucesivamente.

    Por otra parte la amplitud del sistema tiene un valor máximo para una frecuencia de resonancia "r" igual a V0, cuando el condensador y la inductancia tienen igual reactancias(resistencia eléctrica en función de  y C.

    En un régimen de bajas frecuencias, la corriente es casi continua y la amplitud VL va a cero, es decir, todo acontece como si la bobina estuviese en corto circuito y el condensador fuese un circuito abierto.

    Para el caso de frecuencias altas, el circuito no consigue reaccionar y la corriente junto con la tensión de la resistencia tiende a cero, es decir, la bobina actúa como un circuito abierto y el condensador como si estuviese en corto circuito.

    Circuito LC en serie. Corriente alterna

    Circuito LC en serie. Corriente alterna

    Circuito LC en serie. Corriente alterna

    Nuestro experimento consiste en observar el comportamiento de una bobina o Inductancia que es esencialmente un hilo conductor enrollado en forma helicoidal, que indica la dificultad que la bobina ofrece a las variaciones de corriente; la cual está conectada en serie a un Condensador que es un sistema de dos conductores metálicos de cualquier formato y aislados, llamados normalmente placas.

    Este circuito será abordado mediante análisis dimensionales y comparando las escalas de tiempo involucradas en los procesos de carga.