PROCEDIMIENTO 1

Objetivos1. 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

InstrumentosMMDGenerador de funcionesOsciloscopio

Resistores (½ W, 5%)1 de 3.3 kΩ

Capacitor1 de 0.01 μF

InductorInductor de 100 mH

1. Respuesta en frecuencia de un circuito RL

1.1 Con el MMD mida la resistencia del resistor de 3.3 kΩ 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 señales a su voltaje de salida y frecuencia más 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 renglón 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, renglón 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. Después de realizar todas las mediciones, apague el generador de funciones.

3k

4k

5k

6k

7k

8k

9k

10k

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.V=I∗R

I=VR

I1 =

9.80V3300Ω

=2.97mA I6 = 6.52V3300Ω

=1.97mA

I2 =

9.30V3300Ω

=2.82mA I7 = 5.94 V3300Ω

=1.80mA

I3 =

8.64V3300Ω

=2.61mA I8 = 5.43V3300Ω

=1.64mA

I4 =

7.90V3300Ω

=2.39mA I9 = 4.99V3300Ω

=1.51mA

I5 =

7.18V3300Ω

=2.17mA I10 =

4.59V3300Ω

=1.39mA

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.

Z=VI

Donde V = 10 Vpp = 7.06 VRMS

Z1 =

10V2.97mA

=3367 ,00Ω Z6 = 10V1.97mA

=5076 ,14Ω

Z2 =

10V2.82mA

=3546 ,09Ω Z7 = 10V1.80mA

=5555 ,55Ω

Z3 =

10V2.61mA

=3831,41Ω Z8 = 10V1.64mA

=6097 ,56Ω

Z4 =

10V2.39mA

=4184 ,10Ω Z9 = 10V1.51mA

=6622 ,51Ω

Z5 =

10V2.17mA

=46 08 ,29Ω Z10 =

10V1.39mA

=7194 ,24Ω

2. Respuesta en frecuencia de un circuito RC2.1 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 más 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, revíselo y ajústelo en forma periódica si es necesario.

2.3 Mida el voltaje en el resistor, VR, y anote su valor en la tabla 2, renglón de 1 kHz.

2.4 Aumente la frecuencia a 2 kHz. Compruebe si V = 10 Vpp; ajústelo si es necesario. Mida VR y anote el valor en el renglón 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. Después de realizar todas las mediciones, apague el generador de señales.

3k

4k

5k

6k

7k

8k

9k

10k

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.

V=I∗R

I=VR

I1 =

2.05V3300Ω

=0.621mA I6 = 7.82V3300Ω

=2.37mA

I2 =

3.87V3300Ω

=1.17mA I7 = 8.26V3300Ω

=2.50mA

I3 =

5.33V3300Ω

=1.61mA I8 = 8.57V3300Ω

=2.59mA

I4 =

6.42V3300Ω

=1.94mA I9 = 8.82V3300Ω

=2.67mA

I5 =

7.22V3300Ω

=2.19mA I10 =

9.0V3300Ω

=2.73mA

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.

Z=VI

Donde V = 10 Vpp = 7.06 VRMS

Z1 =

10V0.621mA

=16103 ,05Ω Z6 = 10V2.37mA

=4219 ,4 0Ω

Z2 =

10V1.17mA

=8547 ,00Ω Z7 = 10V2.50mA

=4000Ω

Z3 =

10V1.61mA

=6211 ,18Ω Z8 = 10V2.59mA

=3861 ,00Ω

Z4 =

10V1.94mA

=5154 ,63Ω Z9 = 10V2.67mA

=374 5 ,31Ω

Z5 =

10V2.19mA

=4566 ,21Ω Z10 =

10V2.73mA

=3663 ,00Ω

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

FrecuenciaF, Hz

Volatje aplicadoV, Vpp

Voltaje en RVR1, Vpp

Corriente del circuito(calculada)

I, mA

Impedancia del circuito

(calculada)Z, Ω

1k 10 9.80 2,97 3367.002k 10 9.30 2.82 3546.093k 10 8.64 2.61 3831.414k 10 7.90 2,39 4184.105k 10 7.18 2.17 4608.296k 10 6.52 1.97 5076.147k 10 5.94 1.80 5555.558k 10 5.43 1.64 6097.569k 10 4.99 1.51 6622.5110k 10 4.59 1.39 7194.24R(nominal) 3.3KΩ: R (medida)

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

FrecuenciaF, Hz

Volatje aplicadoV, Vpp

Voltaje en RVR1, Vpp

Corriente del circuito(calculada)

Impedancia del circuito

I, mA (calculada)Z, Ω

1k 10 2.05 0.621 16103.052k 10 3.87 1.17 8547.003k 10 5.33 1.61 6211.184k 10 6.42 1.94 5154.635k 10 7.22 2.19 4566.216k 10 7.82 2.37 4219.407k 10 8.26 2.50 40008k 10 8.57 2.59 3861.009k 10 8.82 2.67 3745.3110k 10 9.00 2.73 3663.00R(nominal) 3.3KΩ: R (medida)