LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS II PRÁCTICA N 8

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1 ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL Campus Politécnico "J. Rubén Orellana R." FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA Carrera de Ingeniería Electrónica y Control Carrera de Ingeniería Electrónica y Telecomunicaciones Carrera de Ingeniería Electrónica y Redes de Información Carrera de Ingeniería Eléctrica LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS II 1. TEMA PRÁCTICA N 8 SIMULACIÓN: RESPUESTA EN CIRCUITOS DE PRIMER Y SEGUNDO ORDEN 2. OBJETIVO 2.1. Obtener la respuesta gráfica de voltaje y corriente en circuitos serie con fuentes paso, rampa y pulso mediante el uso de Simulink del Matlab. 3. TRABAJO PREPARATORIO 3.1. En Simulink realice el diseño del circuito similar al de la Figura 1. Determine los parámetros de: las fuentes V1, V2, V3, la ganancia del integrador y el valor de la constante para que las gráficas de cada SCOPE correspondan a las de las Figuras 1.A y 1.B respectivamente. Tiempo de simulación 6 [s]. Justifique los valores de K y C seleccionados. FIGURA 1

2 FIGURA 1.A FIGURA 1.B 3.2. Obtenga la función de transferencia del circuito de la Figura 2, utilizando Simulink y los comandos de Matlab, para valores de C tales que se obtengan los tres casos de amortiguamiento. Presente dichas funciones y los gráficos correspondientes de entrada y salida para una fuente paso unitario. Justifique mediante cálculos el valor de C seleccionado. FIGURA 2

3 3.3. Para las tres funciones que se obtienen con la Figura 2, correspondientes a cada caso de amortiguamiento, obtener la respuesta para una señal triangular empleando el comando sawtooth. Tiempo de simulación 3/100 [seg], amplitud = 1 [A], frecuencia = 100 [Hz]. 4. EQUIPO Y MATERIALES MATLAB 5. PROCEDIMIENTO NOTA: Antes de proceder con la simulación, el instructor hará una breve introducción al desarrollo del tema, así como una explicación de los aspectos que se deben tomar en cuenta en la simulación Circuito serie R - L. Mediante uso de comandos del Matlab, obtener la Función de Transferencia del circuito de la Figura 3. Implementar en el Simulink el modelo de la Figura 4, con la Función de Transferencia (TransferFcn) de la Figura 3. Simular el sistema para una fuente (bloque Source): Cuadrada (Pulse Generator), considerando un tiempo de simulación para visualizar un período completo. Copiar las gráficas, tanto del osciloscopio, así como también la obtenida con el comando plot (t, v). Las variables t y v son las generadas en cada bloque To Workspace. Considerar los mismos valores de R, amplitud y frecuencia de la práctica anterior, si aún no se ha realizado la práctica tomar como datos R=2K, Amplitud= 20[V], T = 1.2 [ms].

4 5.2. Circuito serie R L - C. Mediante uso de comandos del Matlab, obtener la Función de Transferencia del circuito de la Figura 5. Para cada caso de amortiguamiento, implementar en el Simulink el modelo de la Figura 6 con la Función de Transferencia (TransferFcn) obtenida en Matlab correspondiente a cada caso de amortiguamiento. Simular el sistema considerando un tiempo de simulación adecuado para observar 1 período completo. Copiar las gráficas, tanto del osciloscopio, así como también la obtenida con el comando plot (t, v). Las variables t y v son las generadas en cada bloque To Workspace. Considerar los mismos valores de R, amplitud y frecuencia de la práctica anterior si aún no se ha realizado la práctica tomar como datos R de la Tabla 1, Amplitud= 20[V], T = 1.2 [ms] (para las señales cuadrada y tren de impulsos). TABLA 1 Amortiguamiento Fuente Tiempo simulación R Sobre amortiguamiento Rampa Triangular 8x10-3 [s] 2 [KΩ] Amortiguamiento critico Paso Cuadrada 3x10-3 [s] 1 [KΩ] Sub amortiguamiento Impulso Paso 8x10-3 [s] 200 [Ω]

5 6. INFORME 6.1. Comentar sobre los resultados de la simulación respecto a los obtenidos en la parte práctica, tanto para el circuito R-L como para el circuito R-L-C Presentar la simulación (en Simulink) del modelo de la Figura 3, utilizando el comando sawtooth (señal triangular) para una amplitud de 5[V] y frecuencia de 10 [Hz] 6.3. Presentar la simulación (en Simulink) de los modelos de las Figuras 5 y 6, utilizando el bloque Source (Signal Generator, en señal cuadrada y f = 1000 [Hz]), las Funciones de Transferencia respectivas y un tiempo de simulación de [s] 6.4 Realizar un análisis comparativo entre los resultados obtenidos en la parte práctica y en la simulación Conclusiones y recomendaciones de la práctica. Responsable: Ing. Aracely Yandún Jefe de Laboratorio Revisado por: Ing. Andrés Cela MSc. Coordinador del área de Circuitos Eléctricos