Ejercicio 14

APLICACIONES CON LA ESTACIÓN DE TRABAJO ELVIS
ANÁLISIS SENOIDAL PERMANENTE DE CIRCUITOS LINEALES
14 ANÁLISIS SENOIDAL PERMANENTE DE CIRCUITOS
LINEALES
E14-1 Experimento I. Respuesta Permanente del Circuito RL
1. Para la realización del experimento I, se realiza el alambrado que se muestra
en la figura 13, y en el generador de funciones, cuya pantalla se muestra en la
figura 14, se tendrá una señal de entrada con las siguientes características:
Vi = 6 sen t [V]
 = 4000  [rad/seg]
f = 2000 [Hz]
Como la amplitud máxima que se tiene en el generador de funciones de
ELVIS es de 2.5 V, en este caso la señal de entrada es de 2 V de amplitud.
L
rL
FUNC_OUT
CH B+
17
35
R=200
GROUND
CH B-
53
18
Figura 13. Experimento I
2. Se tienen dos opciones para observar la señal del generador de funciones en
el osciloscopio. Una es eligiendo en el menú de opciones del canal A en la
pantalla del osciloscopio la salida del generador de funciones (FGEN
FUNC_OUT) como puede apreciarse en la figura 15; la otra forma es
conectando la salida del generador de funciones (socket 35) con el canal A del
osciloscopio (CH A+, socket 15), sin olvidar conectar dicho canal (CH A-,
socket 16) a la tierra del circuito.
La señal de salida que se obtiene en el osciloscopio es la que se muestra en la
figura 15, con la señal de entrada del circuito en color verde y la de salida en
color azul.
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ANÁLISIS SENOIDAL PERMANENTE DE CIRCUITOS LINEALES
Figura 14. Carátula del generador de funciones con la
señal Vi = 2 sen(4000t).
3. Como se puede apreciar, para la medición del ángulo entre las dos señales es
necesario utilizar la herramienta del cursor, uno en el canal A y el segundo en
el canal B, cada uno en el cruce en cero de las respectivas señales, y con la
lectura que despliega el cursor en la parte de abajo del oscilograma designada
como dT, es decir, con la diferencia en el eje del tiempo de ambas señales, se
realiza una regla de 3 para obtener el ángulo correspondiente de
desfasamiento.
4. En este caso particular se utilizó una L=43.9 mH con una r L=53 . Con estos
datos el ángulo teórico es de 65.36º, es decir 90.78 s. Como se puede
observar en la figura 14 dT es de 90 s, con lo que se obtiene un valor muy
cercano al teórico.
5. Se debe recordar tener en “on” el interruptor de los cursores en el osciloscopio
para poder obtener la lectura de dT, y colocar uno en el canal A y el segundo
en el canal B.
Figura 15. Oscilograma del experimento I.
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ANÁLISIS SENOIDAL PERMANENTE DE CIRCUITOS LINEALES
Canal A – señal de entrada. Canal B – señal de salida del circuito.
E14-2 Experimento II. Respuesta Permanente del Circuito RC
1. La figura 16 muestra el alambrado para el experimento II, en donde la señal de
entrada es la misma que en el experimento anterior, por lo que la ventana de la
carátula del generador de funciones es la mostrada en la figura 14.
2. El oscilograma del experimento II se muestra en la figura 17, presentando dos
formas de medir el valor dT, primero entre dos cruces en cero como se realizó
en el experimento I, y a continuación tomando la lectura entre dos crestas de la
señal.
R= 500 
FUNC_OUT
CH B+
17
35
C=0.22 uF
GROUND
CH B-
53
18
Figura 16. Experimento II.
Figura 17. Oscilograma del experimento II. Canal A – señal de entrada. Canal B
– señal de salida del circuito. dT entre cruces a cero
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ANÁLISIS SENOIDAL PERMANENTE DE CIRCUITOS LINEALES
Figura 17. Oscilograma del experimento II. Canal A – señal de entrada. Canal B
– señal de salida del circuito. dT entre dos crestas
3. Al igual que en el oscilograma del experimento I (figura 15), se pueden
observar la señal de entrada del circuito (verde) y la señal de salida del mismo
(azul). (Figura 17). De nuevo se hace uso de la herramienta de los cursores
para poder medir el ángulo entre estas dos señales. Para el caso a) dT es de
80 s, y para b), dT es de 70 s. Teóricamente debería dar un valor de 75 s,
pero el desplazamiento del cursor en la figura no se realiza de manera muy
fina, ya que como podrá notarse en la 17.a) los cursores de ambas señales no
están marcando una amplitud de cero, que sería el valor esperado, sino que
para la señal de entrada (C1, en la parte inferior de la pantalla del osciloscopio
en la figura) es de 56.15 mV y para la señal de salida (C2) 27.62 mV, que son
los valores más cercanos a cero que permite localizar el cursor dentro de la
señal. De igual forma en la figura 17.b) se encuentran los valores más
cercanos al valor máximo de la señal, por lo que en ambas mediciones es de
suponerse una pequeña discrepancia con el valor teórico, pero muy próximos
al valor calculado.
E14-3 Experimento III. Respuesta Permanente del Circuito RLC
1. El experimento III tiene dos incisos, el primero de ellos se muestra en el
manual de Prácticas de Laboratorio de Análisis de Circuitos Eléctricos con un
interruptor abierto. Sólo por cuestiones de hacer lo más simple posible el
alambrado en el ELVIS para una rápida familiarización con el equipo, en la
figura 18 no se ilustra tal interruptor, pero sí se considera el efecto de éste en
el circuito.
2. En el osciloscopio del ELVIS, las tierras de ambos canales no son comunes, y
no se cuenta con la opción de invertir alguna de las señales. Para este
experimento la señal de entrada tiene una frecuencia de =2000 [rad/s]. En
la figura 19 se muestra la imagen de la ventana que se obtiene del generador
de funciones.
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ANÁLISIS SENOIDAL PERMANENTE DE CIRCUITOS LINEALES
R= 100 
CH A+
FUNC_OUT
15
35
16
17
CH A-
CH B+
L
rL
500 
CH B18
GROUND
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Figura 18. Experimento III, con el interruptor abierto.
Figura 19. Carátula del generador de funciones con la señal Vi = 2 sen(2000t).
3. En la figura 20 se observa que las amplitudes en los cursores son valores
cercanos a cero, sin llegar al cero. La diferencia de tiempos (dT) que se mide
con el osciloscopio del ELVIS es de 80s que a través de una regla de 3 se
encuentra son 28.8º, que es un valor aproximado al teórico de 23º; en este
caso se volvió a utilizar la inductancia de L=43.9mH con una rL=53.
4. Para el experimento con el interruptor cerrado sólo se añade un capacitor, tal
como se muestra en la figura 21.
Figura 20. Oscilograma del experimento III, con el interruptor abierto.Canal A –
señal. Canal B – señal.
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ANÁLISIS SENOIDAL PERMANENTE DE CIRCUITOS LINEALES
R= 100 
CH A+
FUNC_OUT
15
35
16
17
CH A-
CH B+
C=0.11 uF
L
rL
500 
CH B18
GROUND
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Figura 21. Experimento III, con el interruptor cerrado.
Figura 22. Oscilograma del experimento III, con el interruptor cerrado.
Canal A – señal. Canal B – señal.
5. En la figura 22 se observa que dT es de 0 s, aun cuando la amplitud que
marcan los cursores en las señales es de aproximadamente cero. Y este valor
de dT concuerda con el valor de 0º de desfasamiento que se esperaba.
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