UNIVERSIDAD TECNLOGICA NACIONAL FACULTAD REGIONAL BUENOS AIRES DEPARTAMENTO DE INGENIERIA ELECTRICA TRABAJO PRCTICO N 2 TRANSITORIOS EN CIRCUITOS RLC SERIE CON FUENTE DE CC CARRERA: INGENIERA ELCTRICA CTEDRA: ELECTROTECNIAII PROFESOR:ING. MARCELO A. HODES AYUDANTE: CESARPICCIRILLI GRUPO N:CURSO / AO :INTEGRANTES/RESPONSABLELEGAJO FECHAOBSERVACIONESAPROBACIN ORIGINAL REV. 01 REV. 02 GUIA DE LABORATORIO N2.- TRANSITORIO RLC EN CC MAHODES(2015)UTN - FRBA-DTO. ELECTRICA - ELECTROTECNIA II Pg. 2 Enestaprcticaseexploraelcomportamientoenrgimen transitoriodeloscircuitosRLCserie,anteunaexcitacindel tipo escaln. 1.OBJETIVOS. Observarlaevolucindelastensionesycorrientesparaun circuitoRLCalimentadoporunatensinescaln,tantoen carga como en descarga. Analizar los tres casos posibles, sobreamortiguado, crtico y oscilatorio amortiguado. Comparar los resultados experimentales con los tericos. 2.METODOLOGIA. Al excitar el circuito con una tensin escaln se produce en loselementosdelcircuitolarespuestatransitoriaque analizaremosdemaneraterica,yporlosresultados experimentalesydesimulacin.Seevaluarnlasecuacionesque rigenestetipoderespuestaatravsdelaspropiedades fundamentalesdeestoscircuitoscomosercoeficientede amortiguamiento,frecuencianatural,deresonancia,condiciones iniciales, etc.

3.INTRODUCION TEORICA El alumno incluir en este punto una breve descripcin teorica del fenmeno. 4.TRABAJO EXPERIMENTAL EN LABORATORIO GUIA DE LABORATORIO N2.- TRANSITORIO RLC EN CC MAHODES(2015)UTN - FRBA-DTO. ELECTRICA - ELECTROTECNIA II Pg. 3 ConstruirelcircuitodelaFigura,conlosvaloresde inductor, Rext y Cext elegidos de acuerdo al tipo de respuesta a estudiar. Ajustarelgeneradordefuncionesparaproducirunaonda cuadrada con una amplitud + 5V, seleccionando la frecuencia de la seal de manera de observar el establecimiento del rgimen forzado antes que la misma tome su hemiciclo nulo. Conectarlaspuntasdesensadodelaplacaadquisidorade datos para registrar la tensin de del generador y la tensin de en bornes de la capacidad. Se guardarn los datos numricos y los correspondientes grficos para: 4.1 OBTENCIN EXPERIMENTAL DE LA RESPUESTA SOBRE AMORTIGUADA 4.2 OBTENCIN EXPERIMENTAL DE LA RESPUESTA CRITICA 4.3 OBTENCIN EXPERIMENTAL DE LA RESPUESTA SUB AMORTIGUADA Incluirencadapuntoanteriorungraficodelarespuesta obtenida, indicando los valores de los elementos pasivos. 5.ESTUDIO TEORICO DE CASOS Y SIMULACIN Basado en la introduccin terica, para cada tipo de respuesta se completarn las tablas adjuntas. 5.1RESPUESTA TRANSITORIA DE UN CIRCUITO RLC SOBRE AMORTIGUADO: =0 = Rcritica = Rcircuito = Tipo de respuesta: p1=p2= vc(0+)=vc()= vc(t) = vc() + A1.e p1t + A2.e p2t

vR(t) =vL(t) = i(t) = GUIA DE LABORATORIO N2.- TRANSITORIO RLC EN CC MAHODES(2015)UTN - FRBA-DTO. ELECTRICA - ELECTROTECNIA II Pg. 4 Se representar en un mismo grfico compartiendo la misma basedetiempos,lasrespuestas vc(t),vR(t),vL(t)ei(t). Analizar los ceros, mximos, mnimos y puntos de inflexion de las grficas. 5.2RESPUESTA TRANSITORIA DE UN CIRCUITO RLC CRITICO = 0 = Rcritica = Rcircuito = Tipo de respuesta: p1=p2= vc(0+)=vc()= vc(t) = vc() + A1.e pt + A2.t.e pt

vR(t) =vL(t) = i(t) = Se representar en un mismo grfico compartiendo la misma base de tiempos, las respuestas vc(t), vR(t),vL(t) e i(t). Analizar los ceros, mximos, mnimos y puntos de inflexion de las grficas. 5.3RESPUESTA TRANSITORIA DE UN CIRCUITO RLC SUB AMORTIGUADO =0 = Rcritica = Rcircuito = Tipo de respuesta: p1=p2= vc(0+)= vc()= vc(t) = vc() + A1.e p1t + A2.e p2t

vR(t) =vL(t) = i(t) = Se representarn en distintos grficos pero con la misma escaladetiempos,lasrespuestasvc(t),vR(t),vL(t)e i(t).Trazarlasenvolventesdeamortiguacin.Analizarlos GUIA DE LABORATORIO N2.- TRANSITORIO RLC EN CC MAHODES(2015)UTN - FRBA-DTO. ELECTRICA - ELECTROTECNIA II Pg. 5 ceros,mximos,mnimosypuntosdeinflexiondelas grficas. 6.ANALISIS DE DATOS Y SIMULACION: Segenerarunasimulacinporcomputadoradelosfenmenos estudiados. Modelar el transitorio de los componentes del circuito RLC de las figuras 5.1, 5.2 y 5.3. Medir para vc las condiciones iniciales parat=(0+), forzadasparat (),yparalosinstantest = 0,25,t=0,5yt=0,75deltiempototaldeduracindel transitorio. Comparar completando la siguiente tabla. MEDIDOSIMULADO Sobre amortiguado vc(0.25 tt) vc(0.50 tt) vc(0.75 tt) Critico vc(0.25 tt) vc(0.50 tt) vc(0.75 tt) Sub amortiguado vc(0.25 tt) vc(0.50 tt) vc(0.75 tt) Superponer en un mismo grfico las funciones modeladas y las correspondientesalosdatoslevantadosduranteeldesarrollo experimental;compararlosresultadosdelanlisistericoyla simulacinconlosresultadosexperimentalesparatodoslos escenarios. 7.CONCLUSIONES GUIA DE LABORATORIO N2.- TRANSITORIO RLC EN CC MAHODES(2015)UTN - FRBA-DTO. ELECTRICA - ELECTROTECNIA II Pg. 6 ANEXO 1: PLACA ADQUISIDORA DE DATOS La placa adquisidora de datos disponible actualmente para realizar las prcticas en el laboratorio es MESAUREMENT COMPUTING USB-1608FS. La placa se conecta a la PC a travs de un puerto USB y ofrece un muestreo de hasta ocho entradas analgicassimultneas;yochoentradas/salidasdigitaleslascualespuedenserconfiguradas independientemente. Para las entradas analgicas, las seales no deben superar los 10V. En la siguiente figura sepuede apreciar los terminales disponibles. En los terminales de la derecha (1 al 20), se encuentran: las ocho entradas analgicas indicadas desde el canal cero (CH0 IN)hastaelcanalsiete(CH7IN)consusrespectivasconexionesdereferencia(AGND);y terminalesdestinados alacalibracindelequipo.Enlosterminalesdelaizquierda(21al40),se encuentran: lasochoentradas/salidas digitalesindicadas desdeelcanalcero(DIO0) hastaelcanal siete (DIO7) con sus respectivas conexiones de referencia (AGND); Para ms informacin acerca de esta placa adquisidora de datos, descargar el manual de usuarios en la siguiente direccin: http://www.mccdaq.com/PDFs/Manuals/USB-1608FS.pdf GUIA DE LABORATORIO N2.- TRANSITORIO RLC EN CC MAHODES(2015)UTN - FRBA-DTO. ELECTRICA - ELECTROTECNIA II Pg. 7 ANEXO 2: UTILIZACIN DE MATLAB PARA LA ADQUISICIN DE DATOS Para la adquisicin de datos medidos en MATLAB se requiere de la herramienta Data Acquisition Toolbox. Dicha herramienta permite la configuracin y manejo de placas adquisidoras de datos para poder registrar seales en la PC para que puedan ser procesadas incluso en tiempo real. Acontinuacinserealizaunabrevereseaconloslineamientosbsicosdelmanejodeesta herramienta para poder registrar las seales de los ensayos antes descriptos. Paracomenzar,siguiendolossiguientescomandos,sepuedeobtenerinformacinacercadelas placas de adquisicin que se encuentran disponibles en el sistema para registrar seales: >> salida=daqhwinfo; >> salida.InstalledAdaptors ans = 'mcc' 'parallel' 'winsound' Comopuedeobservarse,existentresplacasdisponibles:mcc(placamesaurementcomputing), parallel (puerto paralelo), y windsound (placa de sonido). Habiendoconfirmadoladisponibilidaddelaplacamcc,seprosiguehabilitandounadesus entradas analgicas de la siguiente manera: >> ai=analoginput('mcc') Display ummary of Analog Input (AI) !"#ect $sing '$%&'()*+'. Acquisition ,arameters-'))) samples per second on each channel. '))) samples per trigger on each channel. ' sec. of data to "e logged upon .A/.. 0og data to '1emory' on trigger. .rigger ,arameters-' 'Immediate' trigger(s) on .A/.. 2ngine status-3aiting for .A/.. ) samples acquired since starting. GUIA DE LABORATORIO N2.- TRANSITORIO RLC EN CC MAHODES(2015)UTN - FRBA-DTO. ELECTRICA - ELECTROTECNIA II Pg. 8 ) samples a4aila"le for 52.DA.A. AI o"#ect contains no channels. El programa devuelve la informacin correspondiente a la configuracin de dicha entrada que viene definidapordefectocomoser:denominacindelaplaca,frecuenciademuestreo,cantidadde muestras a obtener, tiempo de muestreo, parmetros de disparo y status de seales muestreadas. Por ltimo, indica que no hay canales habilitados. Paso siguiente, se debe definir un canal con el cual se va a muestrear, en este caso el canal cero (CH0 IN): >> addchannel(ai6)) Inde7-8hannel9ame-:w8hannel-Input/ange-ensor/ange-$nits/ange-$nits- ' '') ;&') ')< ;&') ')> duracion=>; >> frecmuestreo='))); >> set(ai6'ample/ate'6frecmuestreo) >> set(ai6'amples,er.rigger'6duracion?frecmuestreo) >> ai Display ummary of Analog Input (AI) !"#ect $sing '$%&'()*+'. Acquisition ,arameters-'))) samples per second on each channel. >))) samples per trigger on each channel. > sec. of data to "e logged upon .A/.. 0og data to '1emory' on trigger. .rigger ,arameters-' 'Immediate' trigger(s) on .A/.. 2ngine status-3aiting for .A/.. ) samples acquired since starting. ) samples a4aila"le for 52.DA.A. AI o"#ect contains channel(s)- Inde7-8hannel9ame-:w8hannel-Input/ange-ensor/ange-$nits/ange-$nits- GUIA DE LABORATORIO N2.- TRANSITORIO RLC EN CC MAHODES(2015)UTN - FRBA-DTO. ELECTRICA - ELECTROTECNIA II Pg. 9 ' '') ;&') ')< ;&') ')> set(ai6'.rigger.ype'6'1anual') >> ai Display ummary of Analog Input (AI) !"#ect $sing '$%&'()*+'. Acquisition ,arameters-'))) samples per second on each channel. >))) samples per trigger on each channel. > sec. of data to "e logged per trigger. 0og data to '1emory' on trigger. .rigger ,arameters-' '1anual' trigger(s) on ./I552/. 2ngine status-3aiting for .A/.. ) samples acquired since starting. ) samples a4aila"le for 52.DA.A. AI o"#ect contains channel(s)- Inde7-8hannel9ame-:w8hannel-Input/ange-ensor/ange-$nits/ange-$nits- ' '') ;&') ')< ;&') ')> daqpropedit(ai) Este comando devuelve una ventana como la que se muestra a continuacin, en la cual figuran todas las propiedades las cuales pueden se modificadas segn resulte conveniente. GUIA DE LABORATORIO N2.- TRANSITORIO RLC EN CC MAHODES(2015)UTN - FRBA-DTO. ELECTRICA - ELECTROTECNIA II Pg. 10 Por ltimo, se muestra como hacer para muestrear y registrar la seal en cuestin: >> start(ai) >> trigger(ai) >> ai Display ummary of Analog Input (AI) !"#ect $sing '$%&'()*+'. Acquisition ,arameters-'))) samples per second on each channel. >))) samples per trigger on each channel. > sec. of data to "e logged per trigger. 0og data to '1emory' on trigger. .rigger ,arameters-' '1anual' trigger(s) on ./I552/. 2ngine status-3aiting for .A/.. >))) samples acquired since starting. >))) samples a4aila"le for 52.DA.A. AI o"#ect contains channel(s)- Inde7-8hannel9ame-:w8hannel-Input/ange-ensor/ange-$nits/ange-$nits- ' '') ;&') ')< ;&') ')> datos=getdata(ai); >> plot(datos) GUIA DE LABORATORIO N2.- TRANSITORIO RLC EN CC MAHODES(2015)UTN - FRBA-DTO. ELECTRICA - ELECTROTECNIA II Pg. 11 Se recomienda, al haber terminado de registrar las seales deseadas, detener y remover el equipo de la PC a fin de liberarlo de la memoria de la misma. Antes de desconectar el cable USB, es necesario ingresar los siguientes comandos: >> delete(ai) >> clear ai