L6. Hoja de Datos, Análisis e Interpretación de Datos

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Unformatted text preview: L6. RESONANCIA EN CIRCUITOS RLC. UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER FACULTAD DE CIENCIAS ESCUELA DE FÍSICA Laboratorio de Física III L6. RESONANCIA EN CIRCUITOS RLC PARTE A. CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA. R [Ω] L [H ] f [ Hz ] ΔVR [V ] ΔVL [V ] ΔVmáx [V ] I máx [ A] Tabla 1. Circuito RL en serie. R [Ω] f [ Hz ] ΔVR [V ] ΔVC [V ] ΔVmáx [V ] C [F] I máx [ A] Tabla 2. Circuito RC en serie. R [Ω] L [H ] C [F] f [ Hz ] ΔVR [V ] ΔVL [V ] Tabla 3. Circuito RLC en serie. UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER LABORATORIO DE FÍSICA III ΔVC [V ] ΔVmáx [V ] I máx [ A] L6. RESONANCIA EN CIRCUITOS RLC. PARTE B. RESONANCIA EN UN CIRCUITO RLC DE CORRIENTE ALTERNA. R [ Ω ] = __________ R [ Ω ] = __________ L [ H ] = __________ L [ H ] = __________ C [ F ] = __________ C [ F ] = __________ f [ Hz ] I [ mA] VL [V ] VC [V ] VR [V ] f [ Hz ] I [ mA] VL [V ] VC [V ] VR [V ] Tabla 4. Resonancia en un circuito RLC de corriente alterna. UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER LABORATORIO DE FÍSICA III L6. RESONANCIA EN CIRCUITOS RLC. ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE DATOS Parte A. 1. Calcule Z y, con los valores de R, L y C teóricos. Compárelos con los valores obtenidos a través de las ecuaciones (24 guia). Tenga en cuenta las incertidumbres. 2. Determine XL, XC y compárelas con los valores teóricos. 3. Haciendo uso de un diagrama de fasores, muestre que la diferencia de fase entre la corriente y el voltaje aplicado para el circuito RLC en serie está dada por, ⎛ ΔVL − ΔVC ⎝ ΔVR φ = tan −1 ⎜ ⎞ ⎟ . (1) ⎠ La impedancia del circuito RLC se define como, Z ≡ R 2 + ( X L − X C ) , (2) donde X L = ω L es la reactancia inductiva y X C = 1 ω C es la reactancia capacitiva. Teniendo en cuenta la relación (2) es posible mostrar que la diferencia de fase φ , está dada por, ⎛ X L − XC R ⎝ φ = tan −1 ⎜ ⎞ ⎟ . (3) ⎠ Calcule la diferencia de fase φ a partir de las relaciones (1) y (3), compare los resultados obtenidos. 4. Para un circuito RC en serie se tiene que la relación (1) se convierte en, ⎛ −ΔVC ⎝ ΔVR φ = tan −1 ⎜ ⎞ ⎟ , (4) ⎠ mientras que la relación (3) se convierte en, ⎛ −XC ⎝R φ = tan −1 ⎜ ⎞ ⎟ . (5) ⎠ Calcule φ a partir de la relación (4), compare el resultado obtenido con el valor calculado a partir de la relación (5). 5. Para un circuito RL en serie se tiene que la relación (1) se convierte en, ⎛ ΔVL ⎝ ΔVR φ = tan −1 ⎜ ⎞ ⎟ , (6) ⎠ mientras que la relación (3) se convierte en, ⎛ XL ⎝R φ = tan −1 ⎜ ⎞ ⎟ . (7) ⎠ UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER LABORATORIO DE FÍSICA III L6. RESONANCIA EN CIRCUITOS RLC. Calcule φ a partir de la relación (6), compare el resultado obtenido con el valor calculado a partir de la relación (7). 6. ¿ De los resultados obtenidos en la práctica se puede concluir que los voltajes eficaces se suman linealmente? ¿Porqué?. 7. ¿ De los resultados obtenidos en la práctica se puede concluir que los voltajes instantáneos se suman linealmente?. ¿Porqué? Parte B. Repita los siguientes puntos para cada conjunto de datos experimentales adquiridos en la parte B. 1. En una misma hoja con escala milimétrica elabore las gráficas de VL y VC como función de f ext ; ¿qué puede concluir a partir del comportamiento de estas gráficas? 2. Realice una gráfica de I [ mA] (eje vertical) como función de ωext [ rad s ] (eje horizontal). Tenga en cuenta que ωext = 2π f ext . 3. A partir de la gráfica del punto anterior encuentre la frecuencia de resonancia experimental y compárela con el respectivo valor teórico. 4. Realice una gráfica de Pprom [W ] (eje vertical) como función de ωext [ rad s ] (eje horizontal). Tenga en cuenta que Pprom = I 2 R. 5. A partir de la gráfica del punto anterior encuentre Δω el cual es igual al ancho de la curva medido entre los dos valores de ω para los cuales Pprom tiene la mitad de su valor máximo. 6. Calcule el factor de calidad del circuito haciendo uso del valor de Δω obtenido en el punto y anterior y de la frecuencia de resonancia experimental del circuito. Tenga en cuenta que el factor de calidad experimental denotado por QE se puede calcular a partir de, QE = 2π f 0 E , Δω donde f 0 E corresponde a la frecuencia de resonancia encontrada experimentalmente. OBSERVACIONES CONCLUSIONES UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER LABORATORIO DE FÍSICA III ...
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This note was uploaded on 10/23/2011 for the course JK. .k.j taught by Professor .j.j during the Winter '11 term at Universidad Industrial de Santander.

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