Circuito de corriente alterna en paralelo RL. Fundamento

Transcripción

1 Circuito de corriente alterna en paralelo RL Fundamento En un circuito de corriente alterna, fig.1 se sitúan en paralelo una resistencia y una bobina (autoinducción) y se colocan tres amperímetros en la forma que indican 1as fotos de los montajes, fig.1a y fig.1b. El amperímetro señalado como I T mide la intensidad eficaz de la corriente total, el I R la eficaz que circula por la resistencia óhmica y el I L la eficaz que atraviesa la bobina. La relación I T = I R + I L, válida para la corriente continua, no se cumple. Es debido a que las intensidades en la resistencia y en la bobina están desfasadas, como consecuencia la ecuación válida es: I I I 2 2 T R L El voltímetro V mide la caída de tensión eficaz tanto en la resistencia como en la bobina. Fig.1a Fig.1b Fig.1c

2 La fuente de corriente alterna nos proporciona la frecuencia de la red española f = 50 Hz y un voltaje variable. Si medimos las intensidades de las corrientes alternas en los tres amperímetros y el correspondiente voltaje, podemos deducir que: 1) Al representar I R en el eje X frente a los valores de V (eje Y) obtenemos una línea recta cuya pendiente es el valor de la resistencia óhmica R. 2) Al representar I L en el eje X frente a los valores de V (eje Y) obtenemos una línea recta cuya pendiente es la impedancia de la bobina. Como X L >> R bobina la resistencia de la bobina la podemos considerar despreciable, entonces Z = X L. 3) Al representar I T en el eje X frente a los valores de V (eje Y) obtenemos una línea recta cuya pendiente es la impedancia total del circuito Z T. En el circuito de corriente alterna en paralelo es cómodo manejar los inversos de los elementos que intervienen: 1 G R conductancia ; 1 BL X susceptancia; 1 Y Z admitancia L La unidad de cada una de estas magnitudes es 1 S y recibe el nombre de siemens. Para el circuito paralelo podemos utilizar el diagrama. De la figura se deduce: Y G BL ZT R X L R L2 f

3 Fotografías En la fotografía adjunta están el circuito y los instrumentos de medida. Los datos se tomarán de la sección Conjunto de fotografías de diversas medidas. En esa sección solamente se representan las fotografías con las lecturas de los aparatos, ya que el montaje eléctrico es siempre el de la figura, y lo único que varía son las lecturas de los aparatos. Se anotan en la tabla 1, las lecturas de los tres amperímetros (en miliamperios) y del voltímetro (en voltios). Cada lectura de los amperímetros lleva una incertidumbre de una unidad en el último dígito. La lectura del voltímetro tiene un error en cada medida de 0,1 V.

4 Conjunto de fotografías de diversas medidas Medidas I T /ma I R /ma I L /ma Voltaje eficaz V/V 1ª Medida 2ª Medida 3ª Medida 4ª Medida 5ª Medida 6ª Medida 7ª Medida 8ª Medida

5 Tabla 1 I T / ma I R /ma I L /ma Voltaje eficaz V/V Con los datos de la Tabla 1, confeccione la Tabla 2. A la vista de los resultados decida qué opción le parece que pueda corresponder a la realidad. Tabla 2 I I I 2 2 R L K I I I R +I L = I S T K D K 100% IT I I T S D S 100% IT Gráficas

6 a) Represente los valores de V (en voltios) en el eje de ordenadas frente a I R (en miliamperios) en el eje de abscisas. Mida la pendiente de la recta que pasa por el origen y determine el valor de R. b) Represente los valores de V (en voltios) en el eje de ordenadas frente a I L (en miliamperios) en el eje de abscisas. Mida la pendiente de la recta que pasa por el origen y determine el valor de X L. Calcule el valor de L. c) Represente los valores de V (en voltios) en el eje de ordenadas frente a I T (en miliamperios) en el eje de abscisas. Mida la pendiente de la recta que pasa por el origen y determine el valor de la impedancia total del circuito y a partir de ella el coeficiente de autoinducción de la bobina. Halle el valor medio de los valores de L encontrados en los apartados b) y c) y dé como incertidumbre el número que sumado a la media dé el valor más alto de L y restado el menor valor de L.