201423 - Hoja de Ruta UNIDAD 2

Trabajo Prctico Anlisis de Circuitos AC 201423 UNIDAD 2

1

PROCEDIMIENTO 1 Objetivos

1. Estudiar el efecto sobre la impedancia y la corriente de un cambio de frecuencia en un circuito RL serie.

2. Estudiar el efecto sobre la impedancia y la corriente de un cambio de frecuencia en un circuito RC serie.

MATERIAL NECESARIO Instrumentos MMD Generador de funciones Osciloscopio Resistores ( W, 5%) 1 de 3.3 k Capacitor 1 de 0.01 F

Inductor Inductor de 100 mH 1. Respuesta en frecuencia de un circuito RL 1.1 Con el MMD mida la resistencia del resistor de 3.3 k y anote su valor en la tabla 1. 1.2 Con el generador de funciones apagado arme el circuito de la figura 1. Ajuste el generador de seales a su voltaje de salida y frecuencia ms bajo. 1.3 Encienda el generador de funciones y ajuste la frecuencia de salida en 1 kHz. Midiendo con el canal 1 del osciloscopio incremente el voltaje de salida hasta que en el circuito RL en serie V = 10 Vpp. Mantenga este voltaje en todo el experimento. Con el canal 2 del osciloscopio mida el voltaje en el resistor, VR, y anote el valor en el rengln de 1 kHz de la tabla 1. 1.4 Aumente la frecuencia a 2 kHz. Compruebe si V = 10 Vpp; si es necesario, ajuste el voltaje de salida. Mida VR y registre el valor en la tabla 1, rengln de 2 kHz. 1.5 repita el paso 1.4 incrementando la frecuencia sucesivamente en 1 kHz a 3k, 4k, 5k, 6k, 7k, 8k, 9k y 10 kHz. En cada frecuencia mida VR y registre su valor en la tabla 1. En cada frecuencia compruebe que V = 10 Vpp; ajuste el voltaje si hace falta. Despus de realizar todas las mediciones, apague el generador de funciones.


2

1.6 A partir de los valores medidos de VR y R calcule la corriente del circuito para cada frecuencia. Registre sus respuestas en la tabla 1. 1.7 Con el valor calculado de la corriente, I, y el voltaje, V, calcule la impedancia, Z, del circuito para cada frecuencia. Registre sus respuestas en la tabla 1.

k3.3

mH1001L

1R

CH 1

CH 2 (disparo)

KHzV pp 10110

Tierra del

osciloscopio

Figura 1. 2. Respuesta en frecuencia de un circuito RC 2.1 Con el generador de funciones apagado arme el circuito de la figura 2. Ajuste el generador de funciones a su voltaje de salida y frecuencia ms bajo. 2.2 Encienda el generador de funciones y ajuste la frecuencia de salida en 1 kHz. Aumente el voltaje de salida del generador hasta que el circuito RC en serie V = 10 Vpp. Mantenga este voltaje en todo el experimento, revselo y ajstelo en forma peridica si es necesario. 2.3 Mida el voltaje en el resistor, VR, y anote su valor en la tabla 2, rengln de 1 kHz. 2.4 Aumente la frecuencia a 2 kHz. Compruebe si V = 10 Vpp; ajstelo si es necesario. Mida VR y anote el valor en el rengln de 2 kHz de la tabla 2. 2.5 Repita el paso 2.4 incrementando sucesivamente 1 kHz a 3k, 4k, 5k, 6k, 7k, 8k, 9k y 10kHz. Mida VR para cada frecuencia y compruebe que V = 10 Vpp. Registre los valores de cada frecuencia en la tabla 2. Despus de realizar todas las mediciones, apague el generador de seales. 2.6 Con los valores medidos de VR (de la tabla 2) y R (de la tabla 1) calcule la corriente en el circuito para cada frecuencia. Escriba sus respuestas en la tabla 2. 2.7 Con los valores calculados de la corriente, I, y el voltaje, V, calcule la impedancia del circuito para cada valor de la frecuencia. Registre sus respuestas en la tabla 2.


3

F01.01C

1R

CH 1

CH 2

Tierra del

osciloscopio

KHzV pp 10110 k3.3

Figura 2.

Tabla 1. Respuesta en frecuencia de un circuito RL en serie Frecuencia

f, Hz Voltaje aplicado

V, Vpp

Voltaje en R VR, Vpp

Corriente del circuito (calculada)

I, mA

Impedancia del circuito

(calculada) Z,

1 k 10

2 k 10

3 k 10

4 k 10

5 k 10

6 k 10

7 k 10

8 k 10

9 k 10

10 k 10

R (nominal) 3.3 k: R(medida)

Tabla 2. Respuesta en frecuencia de un circuito RC en serie

Frecuencia f, Hz

Voltaje aplicado V, Vpp

Voltaje en R VR, Vpp

Corriente del circuito (calculada)

I, mA

Impedancia del circuito

(calculada) Z,

1 k 10

2 k 10

3 k 10

4 k 10

5 k 10

6 k 10

7 k 10


4

8 k 10

9 k 10

10 k 10

PROCEDIMIENTO 2 1. Estudiar el efecto sobre la impedancia y la corriente de un cambio de frecuencia

en un circuito RLC serie. MATERIAL NECESARIO Instrumentos Generador de funciones Osciloscopio

Resistor 1 de 1 k, W, 5%

Capacitor 1 de 0.01 F

Inductor Inductor de 100 mH

1. Con el generador de funciones apagado y puesto en su menor voltaje de salida, arme el circuito de la figura 3. El osciloscopio de doble traza se dispara en el canal 1.

2. Encienda el generador de funciones. Ajuste la frecuencia del generador en 4 kHz. Incremente el voltaje de salida del generador hasta 10 Vpp. Ajuste el osciloscopio para desplegar dos ciclos de una onda senoidal con una amplitud aproximada de 4 unidades pico a pico.

3. Aumente con lentitud la frecuencia de salida del generador mientras observa las formas de onda en el osciloscopio. Si la amplitud de la onda, VR, aumenta, siga incrementando la frecuencia hasta que la amplitud empiece a decrecer. Determine la frecuencia a la cual la amplitud es mxima. sta es fR. Tambin observe que en el fR, el desfase es de 0 en fR. Si la amplitud decrece con un aumento en la frecuencia, reduzca la frecuencia observando la amplitud de la onda senoidal en el osciloscopio. Contine reduciendo la frecuencia hasta que pueda determinar la frecuencia, fR, en la cual la amplitud de la onda, VR, alcanza su mximo.


5

Mida el voltaje de salida, V, del generador en la frecuencia, fR. Ajuste y mantenga este voltaje en 10 Vpp en todo el experimento. Compruebe el voltaje de vez en cuando y ajstelo si es necesario.

4. Con la frecuencia de salida del generador puesta en fR mida el voltaje en el resistor, VR, en el capacitor, VC, en el inductor, VL, y en la combinacin capacitor inductor, VCL. Todas las mediciones deben hacerse cambiando, segn sea necesario, las conexiones del canal 1 y el canal 2. Registre los valores en la tabla 3, rengln fR .

5. Incremente en 500 Hz el valor de fR y ajuste el generador de funciones a esta frecuencia. Anote el valor en la tabla 4. Compruebe V (debe ser el mismo que en el paso 3, ajstelo si es necesario). Mida VR, VC, VL y VLC. Registre los valores en la tabla 3, rengln fR + 500.

6. Siga aumentando la frecuencia en 500 Hz mientras mide y registre VR, VC, VL y VLC hasta que la frecuencia sea fR + 2.5 kHz. Asegrese de mantener constante la amplitud del voltaje de entrada.

7. Reduzca la frecuencia del generador hasta fR 500 Hz. Escriba este valor en la tabla 3. Verifique V otra vez y despus mida VR, VC, VL y VLC. Registre los valores en la tabla 3.

8. Contine reduciendo la frecuencia en 500 Hz hasta que el valor final sea fR 2.5 kHz. En cada paso verifique y anote V (si es necesario ajstelo para mantener constante el voltaje del experimento); tambin mida VR, VC, VL y VLC. Anote todos los valores en la tabla 3. Despus de hacer todas las mediciones apague el generador de funciones.

9. Para cada frecuencia de la tabla 3 calcule la diferencia entre las mediciones de VL y VC. Registre su respuesta como nmero positivo en la tabla 3.

10. Para cada frecuencia de la tabla 3 calcule la corriente en el circuito con el valor medido de VR y el valor nominal de R. Con el valor calculado de I, encuentre la impedancia, Z, en cada frecuencia mediante la ley de Ohm, Z= V/I.

11. Traslade los pasos de frecuencia de la tabla 3 a la tabla 4. Calcule XC y XL para cada paso con los valores medidos de VC y VL de la tabla 3. Escriba sus respuestas en la tabla 4. Calcule la impedancia del circuito en cada paso, segn la frmula de la raz cuadrada y los valores calculados de XC y XL y el valor nominal R. Anote las respuestas en la tabla 4.

Z=


6

CH 2

CH 1 (disparo)

Tierra del

osciloscopio

BA

Figura 3.

Tabla 3. Efecto de la frecuencia sobre la impedancia en un circuito RLC en serie Paso Frecuencia

Hz Voltaje

en el resistor VR, Vpp

Voltaje en el inductor

VL, Vpp

Voltaje en el capacitor

VC, Vpp

Voltaje entre A y B

VLC, Vpp

Diferencia de voltajes VL VC, Vpp

Corriente (calculada)

I, mA

Impedancia Z (calculada con la ley de Ohm)

fR + 2.5 k

fR + 2 k

fR + 1.5 k

fR + 1 k

fR + 500 k

fR

fR - 500

fR - 1 k

fR - 1.5 k

fR - 2 k

fR - 2.5 k

Tabla 4. Comparacin de los clculos de impedancia en un circuito RLC en serie Paso Frecuencia

Hz Reactancia inductiva

(calculada) XL,

Reactancia capacitiva

(calculada) XC,

Impedancia calculada (formula de la raz cuadrada)

Z,

fR + 2.5 k

fR + 2 k

fR + 1.5 k

fR + 1 k

fR + 500 k

fR

fR - 500

fR - 1 k

fR - 1.5 k


7

fR - 2 k

fR - 2.5 k


1. Determinarla frecuencia de resonancia, fR, de un circuito LC serie. 2. Verificar que la frecuencia de resonancia de un circuito LC en serie esta dada por

la formula

LCfR

2

1

3. Desarrollar la curva de la respuesta en frecuencia de un circuito LC serie

MATERIAL NECESARIO Instrumentos Generador de funciones Osciloscopio

Resistores 1. 1 de 1 k, W, 5% Capacitor 1 de 0.001 F 1 de 0.01 F 1 de 0.0033 F


1. Determinacin de la frecuencia de resonancia de un circuito RCL en serie. 1.1 Calcule las frecuencias de resonancia para las combinaciones LC en serie

10 mH-0.01 F; 10 mH-0.0033 F y 10 mH-0.001 F. Utilice la frmula y los valores nominales de L y C. Anote sus respuestas en la tabla 5.

1.2 Con el generador de funciones y el osciloscopio apagados arme el circuito de la figura 4.

1.3 Encienda el generador de funciones y fije la frecuencia en 15 kHz. Encienda el osciloscopio y calbrelo para mediciones de voltaje. Ajstelo para ver la onda


8

senoidal de salida del generador. Aumente la salida del generador hasta que el osciloscopio indique un voltaje de 5 VPP. Mantenga este voltaje en todo el experimento.

1.4 Observe el voltaje pico a pico en el resistor, VR, conforme la frecuencia vara por encima y por debajo de 15 kHz. Observe la frecuencia en la que VR es mximo en la frecuencia de resonancia, fR. Tambin observe en el osciloscopio que el desfase en resonancia es de 0. Anote el valor de fR en la tabla 5, rengln de 0.01F. Apague el generador de funciones.

1.5 Sustituya el capacitor de 0.01 F por el de 0.0033 F. Encienda el generador de funciones. Comprueba que el voltaje de salida del generador sea de 5VPP; ajstelo si es necesario.

1.6 Fije la frecuencia del generador en 27 kHz. Observe el voltaje en el resistor VR conforme la frecuencia vara por encima y por debajo de 27 kHz. En el punto en que VR es mximo, la frecuencia es fR. Escriba este valor en la tabla 5, rengln de 0.0033 F. Apague el generador de funciones.

1.7 Reemplace el capacitor de 0.0033 F por el de 0.001 F. Encienda el generador de funciones. Verifique el voltaje de salida del generador y, si es necesario, ajstelo para mantener 5 VPP.

1.8 Ajuste la frecuencia del generador en 50 kHz. Observe el voltaje en el resistor, VR, conforme la frecuencia vara por encima y por debajo de 50 kHz. En la frecuencia de resonancia, fR, el voltaje en el resistor ser mximo. Anote el valor de fR en el rengln de 0.001 F de la tabla 5.

mH101L

1R

CH 2

CH 1 (disparo)

ppV 5

Tierra del

osciloscopio

k1

F01.01C

FIGURA 4.

2. Trazado de la curva de respuesta en frecuencia


9

2.1 Con el circuito de la figura 4 an armado y el capacitor de 0.001 F en el circuito, revise el osciloscopio para verificar que el voltaje de salida an es de 5 Vpp. Tambin compruebe el valor de fR para el circuito de 10 mH y 0.001 F (debe ser el mismo que se obtuvo en el paso 1.8)

2.2 Examine la tabla 6. En esta parte del experimento deber hacer una serie de mediciones a frecuencias por encima y por debajo de la frecuencia de resonancia. Para cada frecuencia medir y registrar el voltaje el voltaje en el resistor de 1 k. Dado que fR puede no ser un nmero redondo, quiz no pueda ajustar las frecuencias exactas en el generador. En consecuencia, elija valores de frecuencia lo ms cercanos posibles a los valores de los incrementos. Por ejemplo, si fR = 9 227, fR + 3 000 = 12 227; en este caso, seleccione la frecuencia ms cercana a la que se pueda ajustar con precisin. Es importante continuar observando el voltaje de salida del generador y ajustarlo en 5 Vpp si es necesario. Al concluir las mediciones, apague el osciloscopio y el generador de funciones.

Tabla 5. Frecuencia de resonancia de un circuito RLC en serie

Inductor LmH

Capacitor C, F

Frecuencia de resonancia fR, Hz

Calculada Medida

10 0.01

10 0.0033

10 0.001

Tabla 6. Respuesta en frecuencia de un circuito RLC en serie

Incremento Frecuencia f, Hz Voltaje en el resistor VR, Vpp

fR 21 kHz

fR 18 kHz

fR 15 kHz

fR 12 kHz

fR 9 kHz

fR 6 kHz

fR 3 kHz

fR

fR + 3 kHz

fR + 6 kHz

fR + 9 kHz

fR + 12 kHz

fR + 15 kHz

fR + 18 kHz

fR + 21 kHz


10

PROCEDIMIENTO 4 OBJETIVOS

1. Medir el efecto de la Q de un circuito en la respuesta en frecuencia. 2. medir el efecto de la Q de un circuito en el ancho de banda en los puntos de

potencia media. MATERIAL NECESARIO Instrumentos Generador de funciones Osciloscopio Resistores ( W, 5%) 1 de 1 k 1 de 220 1 de 100



1. La Q del circuito y la respuesta en frecuencia de un circuito resonante en serie

1.1 Con el generador de funciones y el osciloscopio apagados, arme el circuito de la figura 5. El osciloscopio debe estar calibrado para medir el voltaje de salida del generador.

1.2 Encienda el generador y el osciloscopio. Ajuste la salida V, del generador en 2 Vpp medidos con el osciloscopio. Mantenga este voltaje en todo el experimento y


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verifquelo cada vez que cambie la frecuencia del generador; de ser necesario, ajstelo en 2 Vpp.

1.3 Ponga el generador de funciones en 50 kHz. Vare la frecuencia por encima y por debajo de 50 kHz hasta determinar el mximo voltaje en el capacitor, VC. Este VC mximo se alcanza en la frecuencia de resonancia, fR. Registre fR y VC en la tabla 7.

1.4 Examine la tabla 7. Deber medir el voltaje en el capacitor VC, haciendo variar la frecuencia desde 21 kHz por debajo de la frecuencia de resonancia hasta 21 kHz por encima de fR en incrementos de 3 kHz. Elija la frecuencia del generador lo ms cercana posible a la desviacin indicada. Registre la frecuencia real en la columna correspondiente. Anote cada voltaje en la columna Resistor de 1 k. Al concluir las mediciones apague el generador de funciones y retire el resistor de 1 k del circuito.

1.5 Reemplace el resistor de 1 k por uno de 220 . Encienda el generador y ajuste su voltaje de salida, V, en 2 VPP medido con el osciloscopio. Conserve este voltaje durante todo el experimento.

1.6 Mida el voltaje en el capacitor para cada una de las frecuencias de la tabla 7 y registre los valores en la columna Resistor de 220 . Despus de hacer las mediciones apague el generador y retire el resistor de 220 .

1.7 Sustituya el resistor de 220 por uno de 100 . Encienda el generador y ajuste su salida, V, en 2 Vpp medidos en el osciloscopio. Mantenga este voltaje en todo el experimento.

1.8 Mida el voltaje VC en el capacitor para cada frecuencia de la tabla 7 y anote los valores en la columna Resistor de 100 . Despus de todas las mediciones

apague el generador y el osciloscopio; retire el resistor de 100 .

2. Efecto de la resistencia en la frecuencia de resonancia determinacin del ngulo de fase de un circuito resonante. 2.1 Vuelva a armar el circuito de la figura 5 con el resistor de 1 k y las puntas del

osciloscopio en el resistor. 2.2 Encienda el generador y el osciloscopio. Ajuste la salida, V, del generador en 2

Vpp medidos en el osciloscopio. Conserve este voltaje en todo el experimento y ajstelo si es necesario.

2.3 Vare la frecuencia hasta que el voltaje VR en el resistor llegue al mximo. En VR mximo, la frecuencia es la frecuencia de resonancia del circuito. Registre fR y VR en la tabla 8 en el rengln de 1 k. Mida el voltaje en la combinacin capacitor-


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inductor, VLC. Registre el valor en el rengln de 1 k de la tabla 8. Apague el generador y retire el resistor de 1 k.

2.4 Conecte el resistor de 220 y repita el paso 2.3. Registre la frecuencia en el rengln de 220 . Mida el voltaje en la combinacin capacitor-inductor, VLC. Registre su valor en la tabla 8, rengln de 220 .

2.5 Remplace el resistor de 220 por el de 100 y repita el paso 2.3. Registre en el rengln de 100 . Mida el voltaje en la combinacin capacitor-inductor, VLC. Registre el valor en el rengln de 100 de la tabla 8. Apague el generador y el osciloscopio; desarme el circuito.

2.6 Mida la resistencia del inductor y anote su valor en la tabla 8. 2.7 Para cada valor del resistor, calcule la corriente en el circuito, a partir del valor

medido de VR y el valor nominal de R. Escriba sus respuestas en la tabla 8. 2.8 Utilizando los valores prcticos de resistencia del circuito, calcule la Q de cada

circuito. Despus, con los valores medidos de Vc en la resonancia, determine el valor medido de Q. Registre sus respuestas en la tabla 8.

mH101L

1R

CH 2

CH 1 (disparo)

ppV 2

Tierra del

osciloscopio

k1

F001.01C

Figuras 5.

Tabla 7. La Q del circuito y la respuesta en frecuencia de un circuito resonante en serie

Desviacin de frecuencia Frecuencia

f, Hz

Resistor de 1 k Resistor de 220

Resistor de 100

Voltaje en el capacitor VC, Vpp



fR 21 k

fR 18 k

fR 15 k

fR 12 k


13

fR 9 k

fR 6 k

fR 3 k

fR

fR + 3 k

fR + 6 k

fR + 9 k

fR + 12 k

fR + 15 k

fR + 18 k

fR + 21 k

Tabla 8. Efecto de la resistencia en un circuito resonante en serie Resistor

R, Frecuencia de

resonancia fR, Hz

Voltaje en el Resistor VR, Vpp

Voltaje en la combinacin capacitor/inductor

VLC, Vpp

Corriente del circuito

(calculada) I, mApp

Q del circuito

Calculada Medida

1 k

220

100

Rcd (resistencia del inductor de 10 mH) = ____________

PROCEDIMIENTO 5 Objetivos 1. Determinar la frecuencia de resonancia de un circuito RLC en paralelo. 2. medir la corriente de lnea y la impedancia de un circuito RLC en paralelo en la

frecuencia de resonancia. 3. medir el efecto de las variaciones de frecuencia en la impedancia de un circuito RLC

en paralelo. MATERIAL NECESARIO Instrumentos Generador de funciones Osciloscopio Resistores ( W, 5%) 2 de 33 1 de 10k


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1. Frecuencia de resonancia e impedancia de un circuito resonante LC en paralelo 1.1 Con el generador de funciones y el osciloscopio apagados arme el circuito de la figura 6. 1.2 Encienda el generador y el osciloscopio. Ajuste el osciloscopio para medir el voltaje de salida del generador. Aumente este voltaje, V, hasta 4 Vpp. Mantenga este voltaje en todo el experimento. Ajuste la frecuencia del generador en 10 kHz y el osciloscopio para que despliegue dos o tres ciclos de la onda senoidal. 1.3 Vare la frecuencia del generador por encima y por debajo de 10 kHz y observe el voltaje, VR, en el resistor con el modo diferencial (ADD/INVERT) del osciloscopio. En el VR mnimo, la frecuencia ser igual a la frecuencia de resonancia, fR. Compruebe que V = 4 Vpp; ajstelo si es necesario. 1.4 En la tabla 9 aparece una serie de frecuencias mayores y menores que la frecuencia de resonancia, fR. Ajuste la frecuencia del generador lo ms cerca posible de cada una de ellas. En cada frecuencia mida el voltaje pico a pico en el resistor, VR, y en el circuito LC en paralelo (circuito tanque), VLC comprobando de manera peridica que V = 4 Vpp. Anote la frecuencia, f, VR y VLC en la tabla 9. Despus de todas las mediciones, apague el generador y el osciloscopio y desconecte el circuito. 1.5 Con los valores medidos de VR y el valor nominal de R calcule la corriente de lnea, I, a cada una de las frecuencias. Escriba sus respuestas en la tabla 9. 1.6 Con los valores de I calculados en el paso 1.5 y el valor pico a pico de V (4 Vpp), calcule la impedancia del circuito tanque a cada frecuencia. Registre sus respuestas en la tabla 9.


15

mH101L

1R

CH 2

CH 1 (disparo)

ppV 4

k10

F022.0

1C

Figura 6.

2. Caractersticas reactivas de un circuito LC en paralelo 2.1 Con el generador y el osciloscopio apagados arme el circuito de la figura 7. Suponga que la frecuencia de resonancia, fR de este circuito es la misma que en la parte 1. Anote las frecuencias de la tabla 9 en la tabla 10. 2.2 Encienda el generador y el osciloscopio. Ajuste el voltaje, V, del generador en 4 Vpp y conserve este voltaje en todo el experimento. Revise V de vez en cuando y ajstelo si es necesario. 2.3. Para cada frecuencia de la tabla 10 mida el voltaje VR1 en el resistor de la rama capacitiva AB y el voltaje VR2 en el resistor de la rama inductiva CD. Registre los valores en la tabla 11. Despus de todas las mediciones, apague el generador y el osciloscopio y desconecte el circuito. 2.4 con los valores medidos de VR1 y VR2 y los valores nominales de R1 y R2, calcule, para frecuencia, las corrientes IC en la rama capacitiva, e IL en la rama inductiva. Anote sus respuestas en la tabla 10.


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mH101L

1R

CH 2

CH 1 (disparo)

ppV 4

k10

F022.01C

3333

CA

DB

Figura 7.

Tabla 9. Respuesta en frecuencia de un circuito resonante en paralelo

Desviacin de frecuencia

Frecuencia f, Hz

Voltaje en el

resistor VR, Vpp

Voltaje en el circuito tanque VLC, Vpp

Corriente de lnea

(calculada) I, A

Impedancia del circuito tanque (calculada)

Z,

fR 6 k

fR 5 k

fR 4 k

fR 3 k

fR 2 k

fR 1 k

fR 500 k

fR

fR + 500 k

fR + 1 k

fR + 2 k

fR + 3 k

fR + 4 k

fR + 5 k

fR + 6 k


17

Tabla 10. Caractersticas de la reactancia en un circuito LC en paralelo

Frecuencia f, Hz

Voltaje en el resistor R1

VR1, mVpp

Voltaje en el resistor R2

VR2, mVpp

Corriente en la rama capacitiva (calculada)

IC, mApp

Corriente en la rama inductiva (calculada)

IL, mApp

fR 6 k

fR 5 k

fR 4 k

fR 3 k

fR 2 k

fR 1 k

fR 500 k

fR

fR + 500 k

fR + 1 k

fR + 2 k

fR + 3 k

fR + 4 k

fR + 5 k

fR + 6 k


3. Determinar la respuesta en frecuencia de un filtro pasabajas. 4. Determinar la respuesta en frecuencia de un filtro pasaltas.

MATERIAL NECESARIO Instrumentos Osciloscopio Generador de funciones Resistores ( W, 5%) 1 de 10 , W, 5% 1 de 22 k


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A. Filtro pasaltas

F001.01C

1R

CH 1

CH 2

Tierra del

osciloscopio

ppV10k22

Figura 8.

1.1 Examine el circuito de la figura 8. Calcule la frecuencia de corte del circuito, fc. Para los valores que se muestran. Anote este valor en la columna de frecuencias de la tabla 11. 1.2 Para cada frecuencia de la tabla 11 calcule y registre los valores de Vsal en R1 y de Xc. 1.3 Con el generador de funciones apagado arme el circuito de la figura 8. Ajuste el nivel de salida del generador en V = 10 Vpp a 1KHz. Para verificar si el circuito funciona de manera adecuada, haga un barrido de frecuencia de salida de generador de 10Hz a 100 KHz mientras observa la seal de salida en R1. Si el circuito trabaja en forma apropiada proceda al paso siguiente. 1.4 Ponga la salida del generador en V = 10 Vpp y aplique cada una de las frecuencias de la tabla 11. Mida y registre la seal de salida en R1 para cada entrada. 1.5 Apague el generador de funciones. Para cada voltaje de salida medido en el paso 4, calcule el porcentaje de V que se suministra a C y anote estos valores en la tabla 12.

B. filtro pasabajas


19

1R

CH 2

CH 1 (disparo)

ppV10

Tierra del

osciloscopio

k10

F001.01C

Figura 9.

1.1 Examine el circuito de la figura 9. Para los valores que se muestran Calcule la frecuencia de corte del circuito, fc. Registre este valor en la columna de frecuencias de la tabla 12. 1.2 Para cada frecuencia de la tabla 2 calcule y escriba los valores de Vsal en C1 y de Xc. 1.3 Con el generador de funciones apagado arme el circuito de la figura 9. Ajuste el nivel de salida del generador en V = 10 Vpp a 1KHz. Para comprobar si el circuito funciona bien, haga un barrido de frecuencia de salida de generador de 10Hz a 100 KHz mientras observa la seal de salida en C1. Si el circuito trabaja en forma apropiada proceda al paso siguiente. 1.4 Ponga la salida del generador en V = 10 Vpp y aplique cada una de las frecuencias de la tabla 12. Mida y registre la seal de salida en C1 para cada entrada. 1.5 Apague el generador de funciones. Para cada voltaje de salida medido en el paso 4, calcule el porcentaje de V que se suministra a C y anote estos valores en la tabla 12.


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Tabla 11. Filtro pasaltas

Frecuencia f, Hz

XC

VSal (calculado)

Vpp

VSal (medido)

Vpp

VSal porcentaje %

(medido)

100

500

1 k

2 k

5k

Fc=

10 k

20 k

50 k

100 k

200 k

Tabla 12. Filtro pasabajas

Frecuencia f, Hz

XC

VSal (calculado)

Vpp

VSal (medido)

Vpp

VSal porcentaje %

(medido)

100

500

1 k

2 k

5 k

10 k

Fc=

20 k

50 k

100 k

200 k


21


1. Determinar la respuesta en frecuencia de un filtro pasabanda. 2. Determinar la respuesta en frecuencia de un filtro rechazabanda.

MATERIAL NECESARIO Instrumentos Osciloscopio Generador de funciones Resistores ( W, 5%) 1 de 3.3k 5 de 10 k 1 de 100 k Capacitores 4 de 0.001 F 1 de 0.1 F 1 de 500 pF

A. Filtro pasabanda

1.1 Examine el circuito de la figura 10. Con los valores que se muestran para este filtro pasabanda RC, calcule la frecuencia de corte inferior y superior. Registre estos valores en la tabla 13.

1.2 Con el generador de funciones apagado arme el circuito pasabanda RC de la figura 10.

1.3 Encienda el generador de funciones y ajuste su voltaje de salida en V = 10 Vpp.

asegrese de mantener este valor de salida para todos los valores de


22

frecuencia. Para cada frecuencia de entrada listada en la tabla 13, mida y anote el valor del voltaje de salida, Vsal.

1.4 ara cada valor de frecuencia calcule la cantidad de atenuacin que ofrece el

filtro en forma porcentual. Registre en la tabla 13 los valores porcentuales.

Figura 10.

B. filtro rechazabanda

1.5 con el generador de funciones apagado construya el filtro de ranura RC de la figura 11.

1.6 Con los valores del circuito indicados calcule y anote la frecuencia de ranura del circuito, fN, en el espacio correspondiente de la tabla 14.

1.7 Encienda el generador de funciones y ajuste su voltaje de salida en V = 10 Vpp. asegrese de mantener este valor de salida para todos los valores de frecuencia.

1.8 Para cada frecuencia de entrada listada en la tabla 13, mida y anote el valor del voltaje de salida, Vsal.

1.9 con los valores medidos de Vsal calcule la salida porcentual para cada frecuencia.


23

1C

1RppV10

k100

12R 12R

1C

12C

salV

Figura 11.

Tabla 13. Filtro RC pasabandas Fc1=_________________________________________

Fc2=_________________________________________

Frecuencia f, Hz

Vsal Salida porcentual

%

10

50

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1k

2k

3k


24

4k

5k

10k

20k

30k

40k

50k

60k

70k

80k

90k

100k

200k

1M

Tabla 14. Filtro RC rechazabanda FN=_________________________________________

Frecuencia f, Hz

Vsal Salida porcentual

%

10

50

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1k

2k

3k


25

4k

5k

10k

20k

30k

40k

50k

60k

70k

80k

90k

100k

200k

1M

201423 - Hoja de Ruta UNIDAD 2

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