CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA EN PARALELO

      CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA EN PARALELO I. OBJETIVOS: 9 Estudiar el comportamiento de un circuito en paralelo R, XL Y XC para determinar ...
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CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA EN PARALELO I.

OBJETIVOS:

9 Estudiar el comportamiento de un circuito en paralelo R, XL Y XC para determinar la relación de la corriente. 9 Tener en consideración los valores aproximados que irá a pasar a cada componente para no cometer ninguna falla sobre escala.

II.

FUNDAMENTO TEORICO:

Sea por ejemplo el siguiente circuito:

¿Cómo podemos tratar este tipo de circuitos? Pues depende de lo que queramos. Si lo que nos interesa es el comportamiento de cada una de las "ramas" del circuito, decir que el análisis es análogo a los ya efectuados hasta el momento. Cada una de estas ramas es, de forma independiente de las demás, un circuito por sí misma, del tipo que ya hemos tratado. Por otro lado, si lo que nos interesa es el comportamiento del circuito como un todo, o sea, el comportamiento de las partes comunes del circuito a cada rama, deberemos considerar que lo que se tiene es lo siguiente:



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La impedancia total del circuito, Zt, será la siguiente:

Esto lleva en el circuito que se ha escogido como ejemplo a:

Y como tendremos que

Por tanto el módulo de It y el desfase de ésta respecto a Vg. vendrá dado por:

Por último, es evidente que Vg. = vr = vc = vl.

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9 LA RESONANCIA EN LOS CIRCUITOS RLC PARALELO:

Al igual que en los circuitos serie, también es posible hablar de resonancia en los circuitos paralelo. La condición de resonancia sigue siendo que Xc = Xl. Esto nos lleva en los circuitos paralelos a un comportamiento como el siguiente:

Esta es la gráfica del módulo de la corriente entregada por la fuente de tensión a un circuito similar al del apartado anterior. Sólo existe una diferencia, la inclusión en serie con el circuito de una resistencia cuya misión es limitar la corriente cuando el circuito se encuentra funcionando alejado de la frecuencia de resonancia. La expresión que proporciona la frecuencia de resonancia en un circuito paralelo RLC puede llegar a ser bastante más complicada que en el caso de su homólogo serie, pero si nos restringimos a un circuito tan simple como el del apartado anterior será la misma que la ya vista para el caso serie, o sea:



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III.

ANALISIS EXPERIEMENTAL:

Instrumentos y equipos del laboratorio: 9 9 9 9 9 9 9 9 9

Vatímetro (c.a) Voltímetro (c.a) 4 Amperímetro Fuente de alimentación (c.a) Multitester Cables de conexión Reóstato Condensador Bobina

Parte experimental:

9 Para este experimento nos guiaremos del siguiente circuito conformado por una resistencia (reóstato), un bobinado y un condensador conectado en serie, la cual con la ayuda de un Multitester identificaremos el voltaje correspondiente que tienen con respecto al voltaje entregado por la fuente.



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9 Luego de haber armado nuestro circuito, variaremos la fuente de alimentación del circuito y anotaremos las lecturas que dan el voltímetro, amperímetro vatímetro y el Multitester para cada caso, en la siguiente tabla: 

Frecuencia Vt (V) 60 Hz. 60 Hz. 60 Hz.

IR

60 70 90

IL (motor) 0.85 0.99 1.27

2.6 2.9 3.6

IC

IT

ILINEA

P

0.44 0.50 0.62

2.63 2.94 3.66

2.9 3.24 4.1

180 225 350

Angulo de fase 8.96 9.59 10.24

Desconectando la resistencia del circuito, tendremos un circuito en LC ILINEA 0.63

V 100

IC 0.76

IL 0.16

P 10

Para hallar la frecuencia de resonancia, usaremos la siguiente expresión:    



;

C = 19.45 F y Lmotor = 0.187 Hr.

Reemplazando:

1 2

0.187 Hr 19.45 F

83.45

.



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IV.

CUESTIONARIO:

   

1. Cuál es la diferencia entre un circuito resonante en serie y en paralelo. La diferencia entre un circuito en serie y paralelo es:

9 PARA UN CIRCUITO EN SERIE: ¾ A frecuencias menores a la de resonancia, el valor de la reactancia capacitiva es alta y la inductiva es baja. ¾ A frecuencias superiores a la de resonancia, el valor de la reactancia inductiva es alta y la capacitiva baja. Nota: Es importante visualizar que los efectos de la reactancia capacitiva y la inductiva son opuestos, es por eso que se cancelan y causan la oscilación (resonancia) 9 PARA UN CIRCUITO EN PARALELO: ¾ A frecuencias menores a la de resonancia, el valor de la reactancia capacitiva es grande y la impedancia es capacitiva. ¾ A frecuencias superiores a la de resonancia, el valor de la reactancia inductiva crece y la impedancia es inductiva. Nota: es importante visualizar que los efectos de la reactancia capacitiva y la inductiva son opuestos, es por eso que se cancelan y causan la oscilación (resonancia)

2. Cuáles son los factores que determinan la frecuencia de un generador de c.a. Como se debe saber, los generadores síncronos poseen una frecuencia eléctrica en sus terminales que es función de la velocidad con la que se hace girar el rotor. Por ello la denominación 'síncrono'.

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Sobrre el circuitto del rotorr se halla un u circuito magnético o, que geneera un cam mpo mag gnético rotaante graciaas a la acció ón de una turbina t qu ue mueve eel rotor. La frecu uencia elécctrica es fun nción de laa velocidad d de giro del d rotor, ell cual es accio onado por la turbina. La frrecuencia eléctrica e en n un generador de esste tipo se calcula c de la siguientte man nera: f eléctricca = n. P / 60 dond de: P : Es E el numeero de parees de poloss presentes en el rotorr y 'n' la veelocidad mecáánica en RPM de la turbina. t Po or ende, loss factores que q determ minan la frecu uencia en un u generad dor de C.A A. son: ¾ Variand do el númeero de polo os, ¾ Variand do la velociidad de la turbina

3 Cómo se 3. s determin na el ángu ulo de fase;; si esta ad delantado o retrasado o. Prim mero descrribiremos los l diferenttes elemen ntos que en ncontramoss en un circcuito y sus caracteríssticas:

¾ RESIST TENCIA - CONDENS C SADOR: Paraa este elemento la corrriente siem mpre adela anta al vo oltaje en un n ángulo, se s puede decir d tambiéén: El vo oltaje esta atraso un ángulo á “ φ ” de la corriiente. La co orriente ad delanta un ángulo “ φ ” al voltajje

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Donde el e ángulo podemos p h hallar de la a forma sig guiente:

La teensión totaal V será ig gual a la su uma fasoria al de ambaas tensiones:

Don nde:

Xc: Reactancia R Capacitiva a

¾ RESIST TENCIA - BOBINA: B Paraa este elemento la corrriente siem mpre atrasa a al voltaaje en un ángulo, á se puede p deciir también: El vo oltaje esta adelantado o un ángullo “ φ ” de la l corriiente. La co orriente attrasa un án ngulo “ φ ” al a voltaje •

Donde el e ángulo podemos p h hallar de la a forma sig guiente:

La teensión totaal V será ig gual a la su uma fasoria al de ambaas tensiones:

Y φ el e ángulo que q forman n los fasorees tensión total y corrriente (áng gulo de desfase):

Don nde:

XL : Reactancia R a Inductiva a.

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¾ CIRCUIITO SERIE E RLC: Razo onando dee modo sim milar en el circuito c serrie RLC C de la figu ura llegarem mos a la co onclusión de d que la impedan ncia z tienee un valor de

Sien ndo φ:

Si lo os elemento os estuvierran en paraalelo, las fo ormulas cambiarían een el siguieente mod do: “L LAS VARIA ABLES CA AMBIARIA AN POR SU U INVERSA A.”

4 Cuál es el uso priincipal de los bancoss de condeensadores en los trab 4. bajos de potencia indusstrial. Los Bancos B de Condensaadores son aptos para a su utilizaación en Su ub-estacion nes de Baja B y Mediia Tensión n donde se desee com mpensar la Energía E Reeactiva (o Facto or de Poten ncia) que consumen c los motorees eléctrico os y las dem más cargass. La co ompensaciión de energía reactiv va median nte Bancos de conden nsadores see efecttúa para no o pagar en nergía reacttiva al sum ministradorr de energíía eléctrica,, paraa disminuirr caídas dee tensión, para p minim mizar pérdiidas de eneergía, para a amp pliar la capaacidad de transmisió ón de poten ncia activaa en los cab bles; entre otras o apliccaciones. En casos especciales los Bancos de condensado c ores tambiién pueden n funcionarr mo filtros dee armónico os para lo cual c es necesario inseertar una in nductancia a en com seriee con cada paso de co ondensado ores. Los va alores de condensado ores e indu uctancias see determin nan realizaando un esttudio de caalidad de eenergía dell sisteema eléctricco.

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Los Bancos de Condensadores pueden ser fijos o automáticos, dependiendo del diagrama de carga de energía reactiva, de la potencia a compensar, del nivel de tensión de la red eléctrica y del tipo de carga. Se fabrican para instalación interior bajo techo o para instalación a la intemperie.

Figura – Típico Banco de Condensador Automática en Estado Dos Mostrando el Lugar de las Características de los Compartimientos y Bancos Aisladas

V.

BIBLIOGRAFIA:

http://apuntes.rincondelvago.com/circuito-rlc-serie-de-corriente-alterna.html http://www.terra.es/personal2/equipos2/rlc.htm http://es.wikipedia.org/wiki/An%C3%A1lisis_de_circuitos_RLC_de_corrient e_alterna

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