Laboratorio de Redes Eléctricas II ES02_Corregido_Rev A.pdf
1. LABORATORIO REDES
ELECTRICAS II
Laboratorio de Redes Eléctricas II - ES02
Taller Unidad 2
Circuito Eléctricos de Corriente Alterna Monofásica
INTEGRANTES: Cuevas Godoy, Django
Domínguez Castro, Rodrigo
León Gaete, Jean
Santibáñez Hidalgo, Daninson
CARRERA: Ingeniería Eléctrica
ASIGNATURA: Laboratorio de Redes Eléctricas II (DCLR04/V-IEL-N3-P1-C1/V)
PROFESOR: Miguel Villalobos Opazo
FECHA: 24 de junio 2022
2. P á g i n a 2 | 28
Laboratorio de Redes Eléctricas II
DCLR04/V-IEL-N3-P1-C1/V
TRABAJO GRUPAL
Laboratorio de Redes Eléctricas II ─ ES02
Contenido
Objetivo............................................................................................................................................................... 3
Procedimiento..................................................................................................................................................... 3
1 Circuito Nº1 ................................................................................................................................................. 4
1.1 Análisis teórico ........................................................................................................................................ 4
1.2 Diagrama Fasorial Teórico ...................................................................................................................... 5
1.3 Implementación del Circuito en LabVolt................................................................................................ 5
1.4 Diagrama Fasorial Practico en LabVolt................................................................................................... 6
1.5 Tabla comparativa de Datos ................................................................................................................... 7
1.6 Conclusión Circuito 1............................................................................................................................... 7
2 Circuito Nº2 ................................................................................................................................................. 8
2.1 Análisis teórico ........................................................................................................................................ 8
2.2 Diagrama Fasorial Teórico ...................................................................................................................... 9
2.3 Implementación del Circuito en LabVolt................................................................................................ 9
2.4 Diagrama Fasorial Practico en LabVolt.................................................................................................10
2.5 Tabla comparativa de Datos .................................................................................................................11
2.6 Conclusión Circuito 2.............................................................................................................................11
3 Circuito Nº3 ...............................................................................................................................................12
3.1 Análisis teórico ......................................................................................................................................12
3.2 Diagrama Fasorial Teórico ....................................................................................................................13
3.3 Implementación del Circuito en LabVolt..............................................................................................13
3.4 Diagrama Fasorial Practico en LabVolt.................................................................................................14
3.5 Tabla comparativa de Datos .................................................................................................................15
3.6 Conclusión Circuito 3.............................................................................................................................15
4 Circuito Nº4 ...............................................................................................................................................16
4.1 Análisis teórico ......................................................................................................................................16
4.2 Diagrama Fasorial Teórico ....................................................................................................................17
4.3 Implementación del Circuito en LabVolt..............................................................................................17
4.4 Diagrama Fasorial Practico en LabVolt.................................................................................................18
4.5 Tabla comparativa de Datos .................................................................................................................19
4.6 Conclusión Circuito 4.............................................................................................................................19
5 Circuito Nº5 ...............................................................................................................................................20
5.1 Análisis teórico ......................................................................................................................................20
5.2 Diagrama Fasorial Teórico ....................................................................................................................21
5.3 Implementación del Circuito en LabVolt..............................................................................................21
5.4 Diagrama Fasorial Practico en LabVolt.................................................................................................22
5.5 Tabla comparativa de Datos .................................................................................................................23
6 Circuito Nº6 ...............................................................................................................................................24
6.1 Análisis teórico ......................................................................................................................................24
6.2 Diagrama Fasorial Teórico ....................................................................................................................25
6.3 Implementación del Circuito en LabVolt..............................................................................................25
6.4 Diagrama Fasorial Practico en LabVolt.................................................................................................26
6.5 Tabla comparativa de Datos .................................................................................................................27
6.6 Conclusión Circuito 6.............................................................................................................................27
7 Conclusión .................................................................................................................................................28
3. P á g i n a 3 | 28
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TRABAJO GRUPAL
Laboratorio de Redes Eléctricas II ─ ES02
Objetivo
El alumno al final de este taller será capaz de analizar diversos circuitos en corriente alterna con posterior
comprobación a través del uso del banco de pruebas LabVolt.
Procedimiento
1. Proceder a analizar teóricamente los siguientes circuitos obteniendo:
a) Tensiones
b) Corrientes
c) Diagramas fasoriales de lo anterior
2. Proceder a conectar su computador a la interfase del banco con el fin de que el programa (está en ambiente
aprendizaje) lo reconozca.
3. Utilizar siempre la tensión de la fuente como valor de referencia (0°) a una frecuencia de 50 Hz.
4. Obtener los valores del módulo de instrumentos del programa indicando a quien corresponde.
5. Obtener los fasores del módulo fasorial del programa.
6. Realizar una tabla comparativa de los valores teóricos y los prácticos.
7. Entregar sus respectivas conclusiones.
8. Entregar informe impreso (formato Inacap) de todo lo realizado.
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1 Circuito Nº1
Proceder a analizar teóricamente el circuito obteniendo:
a) Tensiones
b) Corrientes
c) Diagramas fasoriales de lo anterior
1.1 Análisis teórico
Obteniendo XL
XL = 2 * π * f * L ( Ω )
XL = 2 * π * 50 * 3.5 ( Ω )
XL = ĵ 1099.557 ( Ω )
XL = 1099.557 ∡ 90° ( Ω )
Obteniendo XC
XC =
1
2 * π * f * C
( Ω )
XC =
1
2 * π * 50 * 2.89x10−6
( Ω )
XC = - ĵ 1101.418 ( Ω )
XC = 1101.418 ∡ -90° ( Ω )
Obteniendo Zequivalente
Zequivalente = R + ( XL - XC ) ( Ω )
Zequivalente = 1100 + ( ĵ 1099.557 - ĵ 1101.418 ) ( Ω )
Zequivalente = 1100 - ĵ 1.861 ) ( Ω )
Zequivalente = 1100 ∡- 0.097° ( Ω )
Al ser un Circuito serie podemos obtener la
Intensidad de Corriente en la Fuente por la ley de Ohms,
obtenemos
IFuente =
VFuente
Zequivalente
( A )
IFuente =
150 ∡ 0° ( V )
1100 ∡- 0.097° ( Ω )
( A )
IFuente = 0.1363 ∡0.097° ( A )
Siendo un circuito serie y aplicando ley de Ohms nuevamente, tenemos:
IFuente = IXL = IXC
VR = IFuente * R ( V )
VR = 0.1363 ∡0.097° * 1100 ∡0°
VR = 149.9298 ∡0.097° ( V )
VXL = IFuente * XL ( V )
VXL = 0.1363 ∡0.097° * 1099.557 ∡ 90°
VXL = 149.53 ∡90.097° ( V )
VXC = IFuente * XC ( V )
VXC = 0.1363 ∡0.097° * 1101.418 ∡ -90°
VXC = 150.0663 ∡-89.903° ( V )
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1.2 Diagrama Fasorial Teórico
Con apoyo de GeoGebra, software de matemáticas dinámicas libre, realizamos el siguiente diagrama fasorial, basado
en os datos teóricos obtenidos por el análisis del circuito. Solo graficamos las tensiones, dado que el circuito está
configurado en conexión serie.
Diagrama Fasorial 1.1
1.3 Implementación del Circuito en LabVolt
Figura 1.2
Al realizar la implementación del circuito Nº1, según Figura 1.2 en el banco de pruebas LabVolt, con respaldo
muestra fotografía 1.1, obtenemos las mediciones que se muestran en Diagrama Fasorial 1.2
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Fotografía 1.1
1.4 Diagrama Fasorial Practico en LabVolt
Diagrama Fasorial 1.2
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1.5 Tabla comparativa de Datos
Comparación de datos
VFuente =E1
( V )
IFuente = I1
( A )
VR =E2
( V )
VL =E3
( V )
VC =E4
( V )
Teórico 150.000 ∡ 0° 0.136 ∡ 0.097° 149.929 ∡ 0.097° 149.530 ∡90.097° 150.066 ∡-89.903°
Practico 150.530 ∡ 0° 0.120 ∡ 0.090° 133.750 ∡ 0.090° 133.790 ∡82.950° 133.090 ∡-89.900°
Tabla 1.1
1.6 Conclusión Circuito 1
Los valores empleados para los cálculos teóricos son componentes puros, con lo cual nos permite realizar cálculos sin componentes
adicionales a los datos que tenemos. Al observar el diagrama fasorial 1.2 podemos ver esta aseveración, pues cada componente es, según
su cualidad, resistivo puro, capacitivo puro e inductivo puro. Visto en sus aproximados ángulos de 90° para la Capacitancia, −90° para la
Inductancia y 0° para la resistencia, en el marco teórico.
En cambio, los cálculos realizados por LabVolt si registran componentes adicionales, es decir la inductancia presenta un valor
compuesto resistivo distinto y adicional al entregado por la Inductancia resistencia R1. Situación de similar sucede con la Capacitancia que
posee valores de componentes resistivos. Esta condición produce una desviación de los datos prácticos del teórico. Condición reflejada
en la tabla 1.1.
Recordemos que la Reactancia eléctrica es la oposición ofrecida al paso de la corriente alterna por inductores (bobinas)
y condensadores, se mide en Ohmios y su símbolo es Ω. En conjunto con la resistencia eléctrica determinan la impedancia total de un
circuito, de tal forma que la reactancia (X = XL – XC) es la parte imaginaria de la impedancia (Z) y la resistencia (R) es la parte real.
Dicho lo anterior, es importante indicar que ocurre una condición especial cuando la reactancia Capacitiva iguala en valor absoluto
a la reactancia Inductiva, y por consiguiente se anulan. Produciendo que la impedancia total del circuito sea resistiva, y que en el diagrama
fasorial practico la corriente I1 = It se encuentra en fase con la tensión Vt, esto a razón que XC=XL. Podemos afirmar y confirmar en el
diagrama vectorial Teórico, VC atrasada 90° a la corriente, VR en fase con ella y VL adelantada 90°.
Dicho lo anterior, al visualizar el circuito equivalente obtenido en función del tiempo, podemos visualizar que la Tensión E1 está en
fase con I1. Dado que la Reactancia se anulan entre ellas. Y el Circuito es totalmente Resistivo.
Osciloscopio 1.1
Circuito Equivalente visto en Osciloscopio
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2 Circuito Nº2
Proceder a analizar teóricamente el circuito obteniendo:
a) Tensiones
b) Corrientes
c) Diagramas fasoriales de lo anterior
2.1 Análisis teórico
Obteniendo XL
XL = 2 * π * f * L ( Ω )
XL = 2 * π * 50 * 3.5 ( Ω )
XL = 1099.56 ( Ω )
XL = 1099.56 ∡ 90° ( Ω )
Obteniendo XC
XC =
1
2 * π * f * C
( Ω )
XC =
1
2 * π * 50 * 2.89x10−6
( Ω )
XC =- ĵ 1101.42 ( Ω )
XC = 1101.42 ∡ -90° ( Ω )
Obteniendo Zequivalente
Zequivalente =
1
1/R + 1/ XL +1/- XC
( Ω )
Zequivalente =
1
(1/1100 ∡ 0°) + (1/1099.56 ∡ 90°) +(1/1101.42 ∡ -90°)
( Ω )
Zequivalente = 1100 + ĵ1.86 ( Ω )
Zequivalente = 1100 ∡ 0.097° ( Ω )
AL ser un Circuito paralelo
podemos obtener la Intensidad
de corriente en la fuente por la
ley de Ohms, obtenemos
IFuente =
VFuente
Zequivalente
( A )
IFuente =
150 ∡ 0° ( V )
1100 ∡0.097° ( Ω )
IFuente = 0.1363 ∡ -0.097° ( A )
Siendo un circuito Paralelo y aplicando ley de Ohms nuevamente, tenemos:
VFuente = VXL = VXC
IR = VFuente / R ( A )
IR = 150 ∡ 0° / 1100∡ 0°
IR = 0.1362 ∡0° ( A )
IXL = VFuente / XL ( A )
IXL = 150 ∡ 0° / 1099.56 ∡ 90°
IXL = 0.1364∡-90° ( A )
IXC = VFuente / XC ( A )
IXC = 150 ∡ 0° / 1101.42 ∡ -90°
IXC = 0.1362 ∡90° ( A )
9. P á g i n a 9 | 28
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2.2 Diagrama Fasorial Teórico
Con apoyo de GeoGebra, software de matemáticas dinámicas libre, realizamos el siguiente diagrama fasorial,
basado en los datos teóricos obtenidos por el análisis d l circuito. Solo graficamos las Intensidades de corriente, dado que
el circuito esta configurado en conexión paralelo.
Diagrama Fasorial 2.1
2.3 Implementación del Circuito en LabVolt
Figura 2.2
Al realizar la implementación del circuito Nº2, según Figura 2.2 en el banco de pruebas LabVolt, con respaldo
muestra fotografía 2.1, obtenemos las mediciones que se muestran en Diagrama Fasorial 2.2
10. P á g i n a 10 | 28
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Fotografía 2.1
2.4 Diagrama Fasorial Practico en LabVolt
Diagrama Fasorial 2.2
11. P á g i n a 11 | 28
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2.5 Tabla comparativa de Datos
Comparación de datos
VFuente =E1
( V )
IFuente =I1
( A )
IR =I2
( A )
IL =I3
( A )
IC =I4
( A )
Teórico 150.00 ∡ 0° 0.136 ∡ -0.09° 0.136 ∡ 0.00° 0.136 ∡-90.00° 0.136 ∡90.00°
Practico 150.27 ∡ 0° 0.150 ∡ 0.70° 0.140 ∡-0.00° 0.140 ∡-82.86° 0.140 ∡89.99°
Tabla 2.1
2.6 Conclusión Circuito 2
Teniendo como primicia que los valores empleados para los cálculos teóricos son componentes puros y al observar el diagrama
fasorial 2.2 podemos ver esta aseveración, pues cada componente es, según su cualidad, resistivo puro, capacitivo puro e inductivo puro.
Visto en sus aproximados ángulos de 90° para la Capacitancia, −90° para la Inductancia y 0° para la resistencia, en el marco teórico.
En cambio, los cálculos realizados por LabVolt si registran componentes adicionales, es decir la inductancia presenta un valor
compuesto resistivo. Situación de similar sucede con la Capacitancia que posee valores de componentes resistivos. Esta condición produce
una desviación de los datos prácticos del teórico. Condición reflejada en la tabla 2.1.
La desviación en módulos es producida por los componentes rectangulares reales (resistivos) y sus componentes imaginarios
(reactancia), Mientras que los ángulos son muy similares. AL igual que en circuito 1, las reactancias se anulan, generando solo la
componente resistiva del circuito. Esto incluye el componente resistivo de la reactancia total.
Dicho lo anterior, al visualizar el circuito equivalente obtenido en función del tiempo, podemos visualizar que la Tensión E1 está en
fase con I1. Dado que la Reactancia se anulan entre ellas. Y el Circuito es totalmente Resistivo.
Osciloscopio 2.1
Circuito Equivalente visto en Osciloscopio
12. P á g i n a 12 | 28
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3 Circuito Nº3
Proceder a analizar teóricamente el circuito obteniendo:
a) Tensiones
b) Corrientes
c) Diagramas fasoriales de lo anterior
3.1 Análisis teórico
Obteniendo XL
XL = 2 * π * f * L ( Ω )
XL = 2 * π * 50 * 3.5 ( Ω )
XL = ĵ 1099.557 ( Ω )
XL = 1099.557 ∡ 90° ( Ω )
Obteniendo XC
XC =
1
2 * π * f * C
( Ω )
XC =
1
2 * π * 50 * 2.89x10−6
( Ω )
XC =- ĵ 1101.418 ( Ω )
XC = 1101.418 ∡ -90° ( Ω )
Obteniendo Zequivalente
Zequivalente = R1 + XC + Z1 ( Ω )
Zequivalente = R1 + XC +
1
1/R2 + 1/ XL
( Ω )
Zequivalente = 550 - ĵ 1101.418 +
1
(1/1100∡ 0°) + (1/1099.557 ∡ 90°)
( Ω )
Zequivalente = 1099.778 - ĵ 551.418 ( Ω )
Zequivalente = 1230.274 ∡ -26.628° ( Ω )
Al reducir la configuración inicial a un
Circuito serie, podemos obtener la
Intensidad de corriente en la fuente
por la ley de Ohms, obtenemos
IFuente =
VFuente
Zequivalente
( A )
IFuente =
150 ∡ 0° ( V )
1230.274 ∡- 26.628°( Ω )
IFuente = 0.122 ∡26.628° ( A )
Siendo un circuito mixto y aplicando ley de Ohms nuevamente, tenemos:
VR1 = IFuente * R1 ( V )
VR1 = (0.122 ∡26.628°)*(550 ∡ 0°)
VR1 = 67.058 ∡26.628° ( V )
VXC = IFuente * XC ( V )
VXC = (0.122 ∡26.628°)*(1101.418 ∡ -90°)
VXC = 134.373 ∡-63.372° ( V )
VR2 = VL = VZ1 = IFuente * Z1 ( V )
VR2 = (0.122 ∡26.628°)*(777.661 ∡ 45.012°)
VR2 = VL = VZ1 = 94.875 ∡ 71.641° ( V )
IR2 =
VR2 ( V )
R2( Ω )
IR2 =
94.875 ∡ 71.641° ( V )
1100 ∡ 0°( Ω )
IR2 = 0.086 ∡ 71.641° ( A )
IL =
VL ( V )
XL( Ω )
IL =
94.875 ∡ 71.641° ( V )
1099.557 ∡ 90°( Ω )
IL = 0.086 ∡ -18.359° ( A )
13. P á g i n a 13 | 28
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3.2 Diagrama Fasorial Teórico
Con apoyo de GeoGebra, software de matemáticas dinámicas libre, realizamos el siguiente diagrama fasorial,
basado en los datos teóricos obtenidos por el análisis del circuito. Graficamos por separado las Intensidades de corriente y
tensiones respectivas, dado que el circuito está configurado en conexión mixta (serie/paralelo).
Diagrama Fasorial Tensiones 3.1 a Diagrama Fasorial Corrientes 3.1 b
3.3 Implementación del Circuito en LabVolt
Figura 3.2
Al realizar la implementación del circuito Nº3, según Figura 3.2 en el banco de pruebas LabVolt, con respaldo
muestra fotografía 3.1, obtenemos las mediciones que se muestran en Diagrama Fasorial 3.2
14. P á g i n a 14 | 28
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3.4 Diagrama Fasorial Practico en LabVolt
Diagrama Fasorial 3.2
Fotografía 3.1
15. P á g i n a 15 | 28
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3.5 Tabla comparativa de Datos
Comparación de datos
VFuente =E1
( V )
VR1 =E2
( V )
VR2 =E3
( V )
VC =E4
( V )
Teórico 150.550 ∡ 0° 67.058 ∡ 26.63° 94.875 ∡ 71.64° 134.373 ∡ -63.371°
Practico 150.27 ∡ 0° 65.190 ∡ 29.17° 86.98 ∡ 70.41° 130.95 ∡ -60.82°
IFuente =I1
( A )
IR2 =I2
( A )
IL =I3
( A )
Teórico 0.122 ∡ 26.629° 0.086 ∡ 71.641° 0.086 ∡ -18.359°
Practico 0.12 ∡ 29.17° 0.12 ∡29.17° 0.08 ∡-12.46°
Tabla 3.1
3.6 Conclusión Circuito 3
Manteniendo como primicia que los valores empleados para los cálculos teóricos son componentes puros y al observar el diagrama
fasorial 3.2 podemos ver esta aseveración, pues cada componente es, según su cualidad, resistivo puro, capacitivo puro e inductivo puro.
Visto en sus aproximados ángulos de 90° para la Capacitancia, −90° para la Inductancia y 0° para la resistencia, en el marco teórico.
En cambio, los cálculos realizados por LabVolt si registran componentes adicionales, es decir la inductancia presenta un valor
compuesto resistivo. Situación de similar sucede con la Capacitancia que posee valores de componentes resistivos. Esta condición produce
una desviación de los datos prácticos del teórico. Condición reflejada en la tabla 3.1.
La desviación, del cálculo teórico/practico, en módulos es producida por los componentes rectangulares reales (resistivos) y sus
componentes imaginarios (reactancia), Mientras que los ángulos son muy similares. A diferencia de los circuitos anteriores, las reactancias
no se anulan.
Dicho lo anterior, al visualizar el circuito equivalente obtenido en función del tiempo, podemos visualizar que la Tensión E1 adelanta
respecto a I1. Con lo anterior podemos indicar que el Circuito es totalmente Inductivo.
Osciloscopio 3.1
Circuito Equivalente visto en Osciloscopio
16. P á g i n a 16 | 28
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4 Circuito Nº4
Proceder a analizar teóricamente el circuito obteniendo:
a) Tensiones
b) Corrientes
c) Diagramas fasoriales de lo anterior
4.1 Análisis teórico
Obteniendo XL
XL = 2 * π * f * L ( Ω )
XL = 2 * π * 50 * 3.5 ( Ω )
XL = ĵ 1099.55 ( Ω )
XL = 1099.55 ∡ 90° ( Ω )
Obteniendo XC
XC1=C2 =
1
2 * π * f * C
( Ω )
XC =
1
2 * π * 50 * 2.89x10−6
( Ω )
XC =- ĵ 1101.41 ( Ω )
XC1=XC2 = 1101.418 ∡ -90° ( Ω )
Obteniendo Zequivalente
Zequivalente = R1 +
1
1/XC1 + 1/ XL
+ XC2 ( Ω )
Zequivalente =(1100 +j0) + (C1 // L ) + (0 -j 1101.41) ( Ω )
Zequivalente =1100∡0° +
1
(1/1101.41∡-90°) + (1/1099.56 ∡ 90°)
+ 1101.41∡-90° ( Ω )
Zequivalente = 1100∡0° + ĵ 653529.06 ( Ω )
Zequivalente = 653529.99 ∡ 89.903° ( Ω )
Al reducir la configuración inicial a un
Circuito serie, podemos obtener la
Intensidad de corriente en la fuente
por la ley de Ohms, obtenemos
IFuente =
VFuente
Zequivalente
( A )
IFuente =
150 ∡ 0° ( V )
653529.99 ∡ 89.903°( Ω )
IFuente = 0.00023 ∡-89.9° ( A )
Siendo un circuito mixto y aplicando ley de Ohms nuevamente, tenemos:
VR = IFuente * R ( V )
VR = (0.00023 ∡-89.9°)*(1100 ∡ 0°)
VR1 = 0,253 ∡-89.9° ( V )
Vc2= IFuente * XC2 ( V )
Vc2 = (0.00023 ∡-89,90°)*(1101.41 ∡ -90°)
Vc2 = 0.253 ∡-179,9° ( V )
V(C1//L) = VZ1 = IFuente * Z1 ( V )
VL = (0.00023 ∡-89.9°)*(644630.475 ∡ 90°)
V(C1//L) = VZ1 = 148.265 ∡ 1° ( V )
Aplicando divisor de Corriente
IL = IF
XC1 ( V )
XL + XC1 ( Ω )
IL =
(0.00023 ∡-89.9°)(1101.41 ∡-90°)
(1099.55 ∡ 90°)+(1101.41∡-90°)
IL = 0.136 ∡-89.9° ( A )
IC1 = IF
XL ( V )
XL + XC1 ( Ω )
Ic1 =
(0.00023 ∡-89.9°)(1099.55 ∡ 90°)
(1099.55 ∡ 90°)+(1101.41∡-90°)
Ic1 = 0.135∡ 90.1° ( A )
17. P á g i n a 17 | 28
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TRABAJO GRUPAL
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4.2 Diagrama Fasorial Teórico
Con apoyo de GeoGebra, software de matemáticas dinámicas libre, realizamos el siguiente diagrama fasorial, basado
en los datos teóricos obtenidos por el análisis del circuito. Graficamos por separado las Intensidades de corriente y tensiones
respectivas, dado que el circuito está configurado en conexión mixta (serie/paralelo).
Diagrama Fasorial Tensiones 4.1 a Diagrama Fasorial Corrientes 4.1 b
4.3 Implementación del Circuito en LabVolt
Figura 4.2
Al realizar la implementación del circuito Nº4, según Figura 4.2 en el banco de pruebas LabVolt, con respaldo
muestra fotografía 4.1, obtenemos las mediciones que se muestran en Diagrama Fasorial 4.2
18. P á g i n a 18 | 28
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Fotografía 4.1
4.4 Diagrama Fasorial Practico en LabVolt
Diagrama Fasorial 4.2
19. P á g i n a 19 | 28
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4.5 Tabla comparativa de Datos
Comparación de datos
VFuente =E1
( V )
VR1 =E2
( V )
Vc2 =E3
( V )
Vz1 =E4
( V )
Teórico 150 ∡ 0° 0,253 ∡ -89,90° 0,253 ∡ -179.9° 148.265 ∡ 1° ( V )
Practico 150.63 ∡ 0° 16.34 ∡ 11.86° 16.31 ∡ -78.13° 131.75 ∡ 5.52°
IFuente =I1
( A )
IC1 =I2
( A )
IL =I3
( A )
Teórico 0.00023∡ -89.9° 0.135∡ 90.1° 0.136 ∡-89.9°
Practico 0.01 ∡ 11.86° 0.12 ∡95.52° 0.12 ∡-77.34°
Tabla 4.1
4.6 Conclusión Circuito 4
Manteniendo como primicia que los valores empleados para los cálculos teóricos son componentes puros y al observar el diagrama
fasorial 4.2 podemos ver esta aseveración, pues cada componente es, según su cualidad, resistivo puro, capacitivo puro e inductivo puro.
Visto en sus aproximados ángulos de 90° para la Capacitancia, −90° para la Inductancia y 0° para la resistencia, en el marco teórico.
En cambio, los cálculos realizados por LabVolt si registran componentes adicionales, es decir la inductancia presenta un valor
compuesto resistivo. Situación de similar sucede con la Capacitancia que posee valores de componentes resistivos. Esta condición produce
una desviación de los datos prácticos del teórico. Condición reflejada en la tabla 4.1.
La desviación, del cálculo teórico/practico, en módulos es producida por los componentes rectangulares reales (resistivos) y sus
componentes imaginarios (reactancia), Mientras que los ángulos son muy similares. Al igual que el circuito anterior, las reactancias no se
anulan.
Dicho lo anterior, al visualizar el circuito practico equivalente obtenido en función del tiempo, podemos visualizar que la Tensión E1
adelanta respecto a I1. Dado que la Reactancia no se anulan entre ellas. Y el Circuito es parcialmente Inductivo.
Osciloscopio 4.1
Circuito Equivalente visto en Osciloscopio
20. P á g i n a 20 | 28
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5 Circuito Nº5
Proceder a analizar teóricamente el circuito obteniendo:
a) Tensiones
b) Corrientes
c) Diagramas fasoriales de lo anterior
5.1 Análisis teórico
Obteniendo XL
XL = 2 * π * f * L ( Ω )
XL = 2 * π * 50 * 3.5 ( Ω )
XL = ĵ 1099.557 ( Ω )
XL = 1099.557 ∡ 90° ( Ω )
Obteniendo XC
XC =
1
2 * π * f * C
( Ω )
XC =
1
2 * π * 50 * 2.89x10−6
( Ω )
XC =- ĵ 1101.418 ( Ω )
XC = 1101.418 ∡ -90° ( Ω )
Obteniendo Zequivalente
Zequivalente = XC1- + XC2 + Z1 ( Ω )
Zequivalente = XC1 +
1
1/R + 1/ XL
- XC2 ( Ω )
Zequivalente = - ĵ 1101.42+
1
(1/1100∡ 0°) + (1/1099.56 ∡ 90°)
- j1101.42 ( Ω )
Zequivalente = 549.79 - ĵ 1652.86 ( Ω )
Zequivalente = 1741.9 ∡ -71.60° ( Ω )
Al reducir la configuración inicial a un
Circuito serie, podemos obtener la
Intensidad de corriente en la fuente
por la ley de Ohms, obtenemos
IFuente =
VFuente
Zequivalente
( A )
IFuente =
150 ∡ 0° ( V )
1741.9 ∡ -71.60°( Ω )
IFuente = 0.086 ∡ 71.60° ( A )
Siendo un circuito mixto y aplicando ley de Ohms nuevamente, tenemos:
VC1 = IFuente * XC1 ( V )
VC1 = (0.086∡ 71.60°)*(1101.42 ∡ -90°)
VC1 = 94.72 ∡-18.4° ( V )
VC2 = IFuente * XC2 ( V )
VC2 = (0.086 ∡ 71.60°)*(1101.42 ∡ -90°)
VC2 = 94.72 ∡-18.4° ( V )
VZ1 = IFuente * Z1 ( V )
VZ1 = (0.086 ∡ 71.60°)*(777.66 ∡ 45.01°)
VZ1 = 66.88 ∡ 116.61° ( V )
Aplicando Divisor de Corriente
IR= IF
XL
XL + R
IL =
(0.086∡ 71.60°)*(1099.557 ∡ 90°)
(1099.557 ∡ 90°)+(1100∡ 0°)
IR = 0.061 ∡ 116.61° ( A )
IL= IF
R
XL + R
IL =
(0.086∡ 71.60°)*(1100∡ 0°)
(1099.557 ∡ 90°)+(1100∡ 0°)
IL = 0.061 ∡ 26.61° ( A )
21. P á g i n a 21 | 28
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5.2 Diagrama Fasorial Teórico
Con apoyo de GeoGebra, software de matemáticas dinámicas libre, realizamos el siguiente diagrama fasorial, basado
en los datos teóricos obtenidos por el análisis del circuito. Graficamos por separado las Intensidades de corriente y tensiones
respectivas, dado que el circuito está configurado en conexión mixta (serie/paralelo).
Diagrama Fasorial Tensiones 5.1 a Diagrama Fasorial Corrientes 5.1 b
5.3 Implementación del Circuito en LabVolt
Figura 5.2
Al realizar la implementación del circuito Nº5, según Figura 5.2 en el banco de pruebas LabVolt, con respaldo
muestra fotografía 5.1, obtenemos las mediciones que se muestran en Diagrama Fasorial 5.2
22. P á g i n a 22 | 28
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Fotografía 5.1
5.4 Diagrama Fasorial Practico en LabVolt
Diagrama Fasorial 5.2
23. P á g i n a 23 | 28
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5.5 Tabla comparativa de Datos
Comparación de datos
VFuente =E1
( V )
VC1 =E2
( V )
VZ1 =E3
( V )
VC2 =E4
( V )
Teórico 150.550 ∡ 0° 94.72 ∡ -18.4° 66.88 ∡ 116.61° 94.72 ∡ -18.4°
Practico 150.52 ∡ 0° 92.01 ∡ -17.86° 61.24 ∡ 113.36° 92.01 ∡ -17.87°
IFuente =I1
( A )
IR =I2
( A )
IL =I3
( A )
Teórico 0.086 ∡ 71.60° 0.061 ∡ 116.61° 0.061 ∡ 26.61°
Practico 0.08 ∡ 72.12° 0.06 ∡113.36° 0.06 ∡30.49°
Tabla 5.1
Conclusión Circuito 5
Manteniendo como primicia que los valores empleados para los cálculos teóricos son componentes puros y al observar el diagrama
fasorial 5.2 podemos ver esta aseveración, pues cada componente es, según su cualidad, resistivo puro, capacitivo puro e inductivo puro.
Visto en sus aproximados ángulos de 90° para la Capacitancia, −90° para la Inductancia y 0° para la resistencia, en el marco teórico.
En cambio, los cálculos realizados por LabVolt si registran componentes adicionales, es decir la inductancia presenta un valor
compuesto resistivo. Situación de similar sucede con la Capacitancia que posee valores de componentes resistivos. Esta condición produce
una desviación de los datos prácticos del teórico. Condición reflejada en la tabla 5.1.
La desviación, del cálculo teórico/practico, en módulos es producida por los componentes rectangulares reales (resistivos) y sus
componentes imaginarios (reactancia), Mientras que los ángulos son muy similares. Al igual que el circuito anterior, las reactancias no se
anulan.
Dicho lo anterior, al visualizar el circuito practico equivalente obtenido en función del tiempo, podemos visualizar que la Tensión E1
adelanta respecto a I1. Dado que la Reactancia no se anulan entre ellas. Y el Circuito es parcialmente Inductivo.
Osciloscopio 5.1
Circuito Equivalente visto en Osciloscopio
24. P á g i n a 24 | 28
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6 Circuito Nº6
Proceder a analizar teóricamente el circuito obteniendo:
a) Tensiones
b) Corrientes
c) Diagramas fasoriales de lo anterior
6.1 Análisis teórico
Obteniendo XL
XL = 2 * π * f * L ( Ω )
XL = 2 * π * 50 * 3.5 ( Ω )
XL = ĵ 1099.557 ( Ω )
XL = 1099.557 ∡ 90° ( Ω )
Obteniendo XC
XC =
1
2 * π * f * C
( Ω )
XC =
1
2 * π * 50 * 2.89x10−6
( Ω )
XC =- ĵ 1101.418 ( Ω )
XC = 1101.418 ∡ -90° ( Ω )
Obteniendo Zequivalente
Zequivalente = R1 + XL2 +
1
1/R2 + 1/XC + 1/XL1
( Ω )
Zequivalente = 550 ∡ 0°+ 1099.557 ∡ 90° +
1
(1/1100∡0°)+(1/1101.418 ∡ -90°) + (1/1099.557 ∡ 90°)
( Ω )
Zequivalente = 1983.76 ∡33,72° ( Ω )
Al reducir la configuración inicial a un Circuito serie, podemos obtener la Intensidad de corriente en la fuente por la ley de
Ohms, obtenemos
IFuente =
VFuente
Zequivalente
( A )
IFuente =
150 ∡ 0° ( V )
1983.76 ∡33,72° ( Ω )
IFuente = 0.0756 ∡-33.72° ( A )
Siendo un circuito mixto y aplicando ley de Ohms nuevamente, tenemos:
VR1 = IFuente * R1 ( V )
VR1 = (0.0756 ∡-33.72°)*(550 ∡ 0°)
VR1 = 41.80 ∡-33.73° ( V )
VL2 = IFuente * XL2 ( V )
VL2 = (0.0756 ∡-33.72°)*(1099.557 ∡ 90°)
VL2 = 83.56 ∡ 56.27° ( V )
VR2 = VC = VL2 = VZ1 = IFuente * Z1 ( V )
VZ1 = (0.0756 ∡-33.72°)*(1099.995 ∡ 0.097°)
VZ1 = 83.159 ∡-33.62° ( V )
25. P á g i n a 25 | 28
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TRABAJO GRUPAL
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IR2 =
VZ1 ( V )
R2( Ω )
IR2 =
83.159 ∡-33.62° ( V )
1100 ∡ 0°( Ω )
IR2 = 0.0756 ∡ -33.62° ( A )
IC =
VZ1 ( V )
XC( Ω )
IC =
83.159 ∡-33.62° ( V )
1101.42 ∡ -90°( Ω )
IC = 0.0755 ∡ 56.38° ( A )
IL1 =
VZ1( V )
XL1( Ω )
IL1 =
83.159 ∡-33.62° ( V )
1099.557 ∡ 90°( Ω )
IL1 = 0.0756 ∡ -123.62° ( A )
6.2 Diagrama Fasorial Teórico
Con apoyo de GeoGebra, software de matemáticas dinámicas libre, realizamos el siguiente diagrama fasorial,
basado en los datos teóricos obtenidos por el análisis del circuito.
Diagrama Fasorial Tensiones 6.1 a Diagrama Fasorial Corrientes 6.1 b
6.3 Implementación del Circuito en LabVolt
Figura 6.2
Al realizar la implementación del circuito Nº6, según Figura 6.2 en el banco de pruebas LabVolt, con respaldo
muestra fotografía 6.1, obtenemos las mediciones que se muestran en Diagrama Fasorial 6.2
26. P á g i n a 26 | 28
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Fotografía 6.1
6.4 Diagrama Fasorial Practico en LabVolt
Diagrama Fasorial 6.2
27. P á g i n a 27 | 28
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6.5 Tabla comparativa de Datos
Comparación de datos
VFuente =E1
( V )
VR1 =E2
( V )
VZ1=E3
( V )
VL2=E4
( V )
Teórico 150 ∡ 0° 41.8 ∡ -33.73° 83.159 ∡ -33.62° 83.56 ∡ 56.27°
Practico 150.52 ∡ 0° 41.64 ∡ -31.15.° 79.16 ∡ -33.82° 83.19 ∡ 49.73°
IFuente =I1
( A )
IR2 =I2
( A )
IC=I3
( A )
IL1 =I4
( A )
Teórico 0.076 ∡ -33.72° 0.0756 ∡ -33.62° 0.0755 ∡ 56.38° 0.076 ∡ -123.62°
Practico 0.08 ∡ -33.12° 0. 07 ∡ -33.82° 0.07 ∡ 56.18° 0.086 ∡ -18.359°
Tabla 6.4
6.6 Conclusión Circuito 6
Manteniendo como primicia que los valores empleados para los cálculos teóricos son componentes puros y al observar el diagrama
fasorial 6.2 podemos ver esta aseveración, pues cada componente es, según su cualidad, resistivo puro, capacitivo puro e inductivo puro.
Visto en sus aproximados ángulos de 90° para la Capacitancia, −90° para la Inductancia y 0° para la resistencia, en el marco teórico.
En cambio, los cálculos realizados por LabVolt si registran componentes adicionales, es decir la inductancia presenta un valor
compuesto resistivo. Misma situación sucede con la Capacitancia que posee valores de componentes resistivos. En cambio, los valores
resistivos y la corriente total tienen un comportamiento capacitivo con esta condición produce una desviación de los datos prácticos del
teórico. Condición reflejada en la tabla 6.1.
La desviación, del cálculo teórico/practico, en módulos es producida por los componentes rectangulares reales (resistivos) y sus
componentes imaginarios (reactancia), Mientras que los ángulos son muy similares. Al igual que el circuito anterior, las reactancias no se
anulan.
Dicho lo anterior, al visualizar el circuito practico equivalente obtenido en función del tiempo, podemos visualizar que la Tensión E1
adelanta respecto a I1. Dado que la Reactancia no se anulan entre ellas. Y el Circuito es parcialmente Inductivo.
Osciloscopio 6.1
Circuito Equivalente visto en Osciloscopio
28. P á g i n a 28 | 28
Laboratorio de Redes Eléctricas II
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7 Conclusión
Como conclusión este ha sido un laboratorio muy efectivo al momento de comprender y de aprendizaje respecto a los circuitos RLC
y sus fasores, se aprendió a utilizar un nuevo software LVDAC-EMC, además de la versión web LVSIM-EMC como método de apoyo.
También como practica y reforzamiento el análisis y realización teórica de cálculos de los ejercicios RLC solicitados para así ejecutar una
comparación con que se llevara a la practica en este laboratorio.
Se obtuvo de aprendizaje la utilización de los módulos del LAB-VOLT Mediante el cual se concreta realizar los ejercicios hecho de
manera teórica a lo práctico. Se lleva a cabo un análisis y comparación de comportamiento, efectuados mediante la medición de la
corriente y voltaje de los componentes de los ejercicios elaborados. También se verifica en conjunto al software para revisión de los
valores, con todo lo aprendido, ejecutado y llevado a la práctica se concreta este presente informe con la participación de todos sus
integrantes para dejar en evidencia lo realizado en clases.
Cuevas Godoy, Django Domínguez Castro, Rodrigo
León Gaete, Jean Santibáñez Hidalgo, Daninson