Universidad Gabriela Mistral

Ingeniería Civil Industrial

INFORME LABORATORIO N°7

“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.

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.