Prácticas de circuitos

• Introducción y orientaciones de uso
• Equipo
• Dipolo equivalente de una pila
• Linealidad y superposición
• RL con tensión escalón
• RC con tensión escalón
• RLC con tensión escalón
• RL en régimen sinusoidal
• RC en régimen sinusoidal
• RLC en régimen sinusoidal
• Resonancia serie
• Bobinas acopladas
• Secuencia de fases
• Medida de potencia
• Correción del factor de potencia
• Corte de una fase
• Corte del neutro

Dipolo RC serie con fuente escalón

Visualización con el osciloscopio

El primer objetivo de esta práctica es estudiar el régimen transitorio de las variables eléctricas de un dipolo RC serie con fuente de tensión constante y sin fuente.

Estas curvas se pueden ver con el osciloscopio analógico. Pero para poder usarlo y ver algo interesante se necesita seleccionar en el generador de ondas la señal rectangular, que aplica al circuito una tensión V en su primer semiperiodo y tensión nula en el segundo:

Si se quiere ver el transitorio completo, con fuente de tensión y sin fuente, se debe ajustar la frecuencia de la onda de tensión rectangular en el generador de ondas para que su semiperiodo sea mayor que la duración del transitorio del circuito; es decir, el semiperiodo debe ser mayor que cinco veces la constante de tiempo del circuito RC: $$\text{T}/2=5\tau ;\text{ como }\tau =RC\text{ y }f=1/\text{T}\text{ entonces }f=1/\left(10\tau \right)=1/\left(10RC\right)$$

Para visualizar la tensión de la resistencia v_R(t) con el osciloscopio, hay que realizar el siguiente montaje:

Y para visualizar la tensión de la capacidad v_C(t) con el osciloscopio, hay que montar el siguiente circuito:

Obtención punto a punto de las curvas de carga y descarga del condensador

El segundo objetivo de esta práctica es dibujar las curvas de carga y descarga de un condensador.

Antes de empezar hay que recordar que:

• Se debe comenzar la práctica con el condensador descargado. Para conseguirlo basta con unir sus terminales con un conductor; como la resistencia del hilo será mínima, el tiempo que tardará en descargarse el condensador también lo será: 5\tau =5R_{l}C\simeq 0.
• La práctica se inicia en el momento en que se conecte el circuito, y durará el tiempo que dura el transitorio: 5\tau =5RC.
• Hay que tener a mano un cronómetro para tomar las medidas con intervalos regulares de tiempo. Conviene dividir el tiempo de duración del transitorio en 15 partes (tomando más medidas en el primer tercio de la curva).
• Hay que presionar los pulsadores rojos de los voltímetros para conectarlos al circuito durante el corto intervalo de cada medida y luego soltar para desconectarlos. Es decir, pulsar, tomar la medida, y soltar, todo lo más rápidamente que se pueda. De esta manera evitamos en lo posible que las resistencias internas de los voltímetros modifiquen los resultados.
• En ningún momento se desconecta la pila o se interrumpe el circuito hasta que termine la práctica.
• Se pueden obtener a la vez las curvas dev_R(t) yv_C(t).
• La curva de la intensidad se consigue siempre con i(t)=\frac{v_R(t)}{R}. No hace falta usar un amperímetro.
• Durante el transitorio del circuito RC serie sin fuente de tensión constante, los valores de v_C(t) son siempre opuestos a los de v_R(t). Es decir v_C{(t)}_{\text{descarga}}=-v_R{(t)}_{\text{descarga}}

Con estas consideraciones, estos son los pasos para obtener las curvas de carga y descarga:

1. Descargamos el condensador.
2. Calculamos el tiempo que dura el régimen transitorio con los valores de los dipolos R y C que vayamos a poner en el circuito: 5\tau =5RC.
3. Montamos el circuito, cerramos el interruptor y tomamos 15 valores de v_R(t) y v_C(t) mientras dure el transitorio (la toma de datos comienza justo cuando se cierre el interruptor).
4. Abrimos el interruptor, sustituimos la pila por un hilo, y tomamos otros 15 valores de v_R(t) y v_C(t) mientras dure el transitorio (la toma de datos comienza cuando se cierre el nuevo circuito).
5. Calculamos la intensidad del circuito con fuente de tensión y sin fuente usando la fórmula i(t)=\frac{v_R(t)}{R}.