En este segundo informe de laboratorio queremos analizar los siguientes circuitos RC, RL, RCL en el manejo de desfaces y sus aplicaciones, como tambin las diferentes teoras de construir bobinas. Las seales que nos brinda el generador de ondas ICL 8038, nos permite trabajar con los elementos vistos en clase los angulos de desfaces de los circuitos nombrados para poder hacer clculos de la corriente, voltaje, potencia, frecuencia Con este trabajo podemos ver la teoria mostrada por el profesor Edgar Mantilla en el aula de clase aplicada a los distintos procesos que hemos venido haciendo con las mediciones de resistencia interna, bobinas, y frecuencias de las mismas, como tambien la utilizacin del medidor de circuitos RCL que dispone la universidad.con los datos que veremos a continuacin del trabajo podremos ver las simulaciones en los distintos paquetes computacionales de electrnica y matemtica como lo son el Mathcad, y spsice, simulando las distintas ondas y los distintos desfases, componentes en vectores para analizar las ondas.OBJETIVOSPoder mostrar a travs de las practicas realizadas en el laboratorio de electrnica el funcionamiento de los procesos tericos fundamentados por el profesor Edgar Mantilla sobre los circuitos RC, RL, RCL , medidas de bobinas y su realizacin mediante las distintas formulas dadas en este trabajo.mirar como se comportan los circuitos en la practica con los datos tomados en el laboratorio y asi hacer una comparacin mas exhausta de las diferentes formas que podemos tomar de nustro generador de seales, con el cual hemos venido trabajando desde que inicio el semestre.MARCO TEORICOCLCULO DE BOBINASCircuitos: Clculo de bobinasLamentablemente no existe una frmula mgica que nos permita fabricar una bobina teniendo como dato solo la inductancia deseada. Juegan algunos factores como dimensiones fsicas, tipo de alambre, tipo de ncleo, el destino que tendr (audio, video, VHF, UHF), etc. Sin embargo hay una frmula que nos permite obtener la inductividad de una bobina basndose en sus dimensiones fsicas y tipo de material, la cual nos permit calcular que resultado nos dar una bobina "terica". El logro de la inductividad deseada solo ser el resultado de una serie de pruebas-error. (al menos sabremos qu tendremos antes de empezar a enrollar alambre). Circuitos: Clculo de bobinas
Donde L es la inductividad de la bobina en henrios (H), u(mu) es la permeabilidad del ncleo, n es el nmero de espiras de la bobina, s la superficie cubierta por el ncleo en cm2 y l la longitud de la bobina en cm. Circuitos: Clculo de bobinasu(mu en griego) es un nmero entero que representa la permeabilidad magntica del material del ncleo, es decir su capacidad para absorber lineas de fuerza magnticas.
Haciendo una comparacin nada elegante digamos que una pieza de aluminio y otra de hierro son permeables a un campo magntico en forma comparable a la de un trozo de plstico y una esponja respectivamente son permeables al agua.
Existen tablas que describen las propiedades permeables de distintos materiales, (incluso el vacio absoluto), pero por razones prcticas veremos solo la de los materiales ms usados en electrnica: aire=1, magnetocermica(ferrite)=10, polvo de hierro= 30 (los rangos de u de piezas comerciales de polvo de hierro van de 10 a 100, aunque 30 parece ser el ms comn)
En primer lugar tomemos sus medidas: Circuitos: Clculo de bobinasEl dimetro medio es de 8mm y para l tenemos 10mm, lleva un ncleo de ferrite (permeabilidad 10), y como no le daremos ninguna utilidad procedemos a terminar sus das desenrollando el bobinado y contando las vueltas. (Esto es lo que algunos llaman una autntica "prueba destructiva"). La cuenta nos da 90 espiras.
Ahora: la superficie s = pi r2 = 3.14159269 0.42= ~0.5cm2 ; y n2= 8100 ;
para L = 10 1.257 (8100 0.5 / 108)= ~510uH
Si le hubisemos quitado el ferrite la permeabilidad del ncleo se hubiera reducido a 1 (aire), con lo que la inductividad final hubiese sido 51uH.Ejemplo 3: Necesitamos armar una bobina de 1.5mH.
Vimos que la bobina del primer ejemplo poseia una inductancia de 510uH. Ahora con la frmula de clculo a mano vemos que la inductancia es directamente proporcional al rea y permeabilidad del material del nucleo y al nmero de espiras, e inversamente proporcional a la longitud. Circuitos: Clculo de bobinasSupongamos que queremos aprovechar el cuerpo de la bobina del primer ejemplo y rebobinarla para una inductancia de 1.5mH. Probamos al "tanteo" duplicando el nmero de espiras:
Sabemos que s=0.5cm2, long.=1cm, u=10, n=(era 90, ahora 180)
L = 10 1.257 ((32400 0.5)/(108) = ~ 2mH
Con 180 espiras "nos pasamos" del 1.5mH, entonces probamos con 150 y nos da un valor de alrededor de 1.4mH, ms bajo de lo deseado, pero mas cercano.
Ahora podemos seguir intentando con otros valores para el nmero de espiras, o aprovechar los datos que tenemos y modificar la frmula anterior para hallarlo. Circuitos: Clculo de bobinasque con los datos para nuestra bobina dados nos da 154,5 espiras.
Aca la frmula anterior modificada para hallar otros valores. Circuitos: Clculo de bobinas
Circuitos: Clculo de bobinasEn la fabricacin de bobinas existen otros elementos que influyen en el valor de inductividad final, no mencionados en las frmulas, y que alteran el resultado sensiblemente, como ser, dimetro y material del alambre usado, inductividades parsitas, informacin erronea sobre permeabilidad del ncleo, inferencias con otras bobinas o cuerpos metlicos una vez montadas, etc.
Esto hace que en la obtencin de una inductancia deseada influya tambin una buena dosis de prctica. Una resistencia conectada a un generador de corriente alternaCircuitos: Clculo de bobinasLa ecuacin de este circuito simple es (intensidad por resistencia igual a la fem)iR=V0sen( t)Circuitos: Clculo de bobinasLa diferencia de potencial en la resistencia es vR= V0sen( t)En una resistencia, la intensidad iR y la diferencia de potencial vR estn en fase. La relacin entre sus amplitudes esCircuitos: Clculo de bobinasComo vemos en la representacin vectorial de la figura, al cabo de un cierto tiempo t, los vectores rotatorios que representan a la intensidad en la resistencia y a la diferencia de potencial entre sus extremos, ha girado un ngulo w t. Sus proyecciones sobre el eje vertical marcados por los segmentos de color azul y rojo son respectivamente los valores en el instante t de la intensidad que circula por la resistencia y de la diferencia de potencial entre sus extremos.Un condensador conectado a un generador de corriente alternaCircuitos: Clculo de bobinasEn un condensador la carga q, la capacidad C y diferencial de potencial v entre sus placas estn relacionadas entre sq=CvSi se conecta las placas del condensador a un generador de corriente alternaq=C V0sen( t)La intensidad se obtiene derivando la carga respecto del tiempo, i=dq/dtCircuitos: Clculo de bobinasPara un condensador, la intensidad iC est adelantada 90 respecto a la diferencia de potencial vC. La relacin ente sus amplitudes esCircuitos: Clculo de bobinasUna bobina conectada a un generador de corriente alternaCircuitos: Clculo de bobinasYa hemos estudiado la autoinduccin y las corrientes autoinducidas que se producen en una bobina cuando circula por ella una corriente i variable con el tiempo..La ecuacin del circuito es (suma de fem es cero, ya que la resistencia es nula)Circuitos: Clculo de bobinasIntegrando esta ecuacin obtenemos i en funcin del tiempoCircuitos: Clculo de bobinasLa intensidad iL de la en la bobina est retrasada 90 respecto de la diferencia de potencial entre sus extremos vL. La relacin entre sus amplitudes esCircuitos: Clculo de bobinasv=V0 sen( t)Circuito LCR en serieDibujamos el diagrama de vectores teniendo en cuenta que la intensidad que pasa por todos los elementos es la misma al estar dispuestos en serie, y que la suma (vectorial) de las diferencias de potencial entre los extremos de los tres elementos nos da la diferencia de potencial en el generador de corriente alterna.

Circuitos: Clculo de bobinasEl vector resultante de la suma de los tres vectores es Circuitos: Clculo de bobinasSe denomina impedancia del circuito al trminoCircuitos: Clculo de bobinasde modo que se cumpla una relacin anloga a la de los circuitos de corriente continuaV0=I0Z.El ngulo que forma el vector resultante de longitud V0 con el vector que representa la intensidad esCircuitos: Clculo de bobinasLas expresiones de la fem y de la intensidad del circuito sonCircuitos: Clculo de bobinasLa intensidad de la corriente en el circuito est atrasada un ngulo respecto de la fem que suministra el generador.Resonancia en un circuito LCR en serieLa condicin de resonancia la estudiamos en las oscilaciones forzadas de una masa unida a un muelle elstico.La potencia suministrada por el generador de corriente alterna esP=iv=V0I0sen( t)sen( t- )Esta magnitud es una funcin complicada del tiempo que no es til desde el punto de vista prctico. Lo que tiene inters es el promedio de la potencia sobre un periodo 2 / .El valor medio de la energa por unidad de tiempo o potencia suministrada por el generador esCircuitos: Clculo de bobinasEl ltimo trmino, cos( ) se denomina factor de potencia.El valor de es mximo cuando el ngulo de desfase j es cero, para ello se tiene que cumplir queCircuitos: Clculo de bobinases decir, la frecuencia del generador de corriente alterna debe coincidir con la frecuencia natural o propia 0 del circuito oscilante.Cuando =0 se cumple que La intensidad de la corriente I0 alcanza su valor mximo

La intensidad de la corriente en el circuito i y la fem v estn en fase

La energa por unidad de tiempo suministrada por el generador es mxima

Frecuencia de resonancia LC: Circuitos: Clculo de bobinas
Circuitos: Clculo de bobinasCircuitos: Clculo de bobinasDonde C es el valor de capacidad en faradios (F), L el valor de inductividad en henrios (H) y f es la frecuencia a hallar en hertz (Hz). Nota: por razones prcticas pueden expresarse C en microfaradios (uF), L en microhenrios (uH) y la frecuencia es obtenida en megahertz (MHz). LF353La descripcin: El NTE858M y NTE858SM son que JFET dual, poco ruido entr amplificadores operacionales que combinan dos tecnologas lineales innovadoras en un solo circuito integrado monoltico. Cada uno compens internamente el amplificador operacional ha emparejado bien el voltaje alto JFET entr los dispositivos para la entrada baja compense el voltaje. La tecnologa de BIFET proporciona el bandwidths ancho y ayuno mataron las proporciones con las corrientes de prejuicio de entrada bajas, la entrada compens las corrientes, y corrientes del suministro. Es ms, estos dispositivos exhiben poco ruido y baja distorsin armnica que los hace ideal para el uso en las aplicaciones audias de alta fidelidad. Los rasgos: El Voltaje de Ruido de Entrada bajo

La Distorsin Armnica baja

El Prejuicio de la Entrada bajo y Corrientes del Desplazamiento

La Impedancia de la Entrada alta

Alto Mat la Proporcin

La ganancia banda ancha

El Suministro bajo Actual

Disponible en 8-lleve la ZAMBULLIDA Mini (NTE858M) y Montaa de la Superficie SOIC-8 (NTE858SM)

Las Valuaciones Mximas absolutas: Proporcione Voltaje, VCC, +18V

Proporcione Voltaje, VEE, -18V

El diferencial Entr Voltaje, VID, 30V

El Rango de Voltaje de entrada (Nota 1), VIDR 15V

La Duracin de Cortocircuito de rendimiento (Nota 2), tS Continuo

La Dissipation de Power, PD, 680mW

Derate Sobre +47C 10mW/C

El Rango de Temperatura Ambiente operando, TA, El 0C a +70C

El Rango de Temperatura de almacenamiento, Tstg, -65C a +150C

Note 1. La magnitud del voltaje de la entrada no debe exceder la magnitud del voltaje del suministro o 15V, quienquiera es menos.

Note 2. El rendimiento puede ponerse en cortocircuito a GND o cualquier suministro. Deben limitarse temperatura y/o voltajes del suministro para asegurar ese valuaciones de dispersin de poder no se excede.

Las Caractersticas elctricas: (VCC = +15V, VEE = -15V, TA = +25C, a menos que por otra parte especific)