Ciraco1
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Este documento describe un circuito sintonizado tanque, que consiste en una bobina y un capacitor. Explica cómo funciona el circuito en serie y en paralelo, incluyendo las fórmulas para la reactancia inductiva y capacitiva. También cubre conceptos como resonancia, ancho de banda, factor de calidad y mediciones realizadas en un circuito tanque experimental.
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- 1. Carrasco Crisanto Junior Joel 2013 PRÁCTICA DE LABORATORIO N°01PRÁCTICA DE LABORATORIO N°01 ““CIRCUITO SINTONIZADO TANQUE”CIRCUITO SINTONIZADO TANQUE” Fundamento teórico Un circuito tanque es un circuito electrónico utilizado en muchas aplicaciones, incluyendoosciladores, aparatos de radio y televisión. En su forma más básica, el circuito se compone de sólo dos componentes electrónicos, a saber, un condensador y un inductor (una bobina). En la aplicación real, a diferencia de un diseño teórico, otros componentes entran en juego que afectan el funcionamiento del circuito. Estos incluyen una carga resistiva y una fuente de corriente alterna. Es también el bloque más importante en un circuito de radio. Teniendo como función principal la de sintonizar la señal de la estación que se desea escuchar. Está compuesto por una bobina y un capacitor. Uno de los dos componentes debe ser de valor ajustable (bobina o condensador variable), el usado en esta práctica de laboratorio es de bobina regulable. Antes podíamos encontrar receptores con bobinas variables (bobinas de antena) o capacitores. RESONANCIA EN CIRCUITO RLC (RESISTENCIA, INDUCTOR, CAPACITOR) EN SERIE Cuando se conecta un circuito RLC (resistencia, bobina y condensador) en serie, alimentado por una señal alterna (fuente de tensión de corriente alterna), hay un efecto de ésta en cada uno de los componentes.
- 2. Carrasco Crisanto Junior Joel 2013 En el condensador aparecerá una reactancia capacitiva, y en la bobina una reactancia inductiva, dadas por las siguientes fórmulas: Condición de Resonancia: RESONANCIA EN CIRCUITO RLC (RESISTENCIA - CONDENSADOR - BOBINA) EN PARALELO Cuando se conecta un circuito RLC (resistencia, bobina y condensador) en paralelo, alimentado por una señal alterna (fuente de tensión de corriente alterna), hay un efecto de ésta en cada uno de los componentes. En el condensador o capacitor aparecerá una reactancia capacitiva, y en la bobina o inductor una reactancia inductiva, dadas por las siguientes fórmulas:
- 3. Carrasco Crisanto Junior Joel 2013 _ Condición de Resonancia: Factor de Calidad (Q): _ En circuito serie se tiene que: _ En circuito paralelo se tiene: _ Cuando Qt aumenta, entonces hay mucho mayor selectividad pero el ancho de banda de trabajo disminuye.
- 4. Carrasco Crisanto Junior Joel 2013 Representemos Z en función de la pulsación: Luego, partiendo de la expresión de la tensión del circuito, excitado por una corriente ideal constante: |U| = |Z|.|I| Podemos graficar la tensión U en función de la pulsación, que es el mismo gráfico de la impedancia cambiando la escala: La potencia P en la resistencia R (única del circuito) será: P = R.IR 2 = R (U/R)2 = U2 /R
- 5. Carrasco Crisanto Junior Joel 2013 Su representación corresponde a las ordenadas del gráfico anterior, elevadas al cuadrado: Se define como ancho de banda del circuito a la diferencia: w1 - w2 = Dw El ancho de banda se define como el intervalo de frecuencias (o pulsaciones) dentro del cual la potencia activa del circuito no disminuye más allá de la potencia mitad (PMAX/2), que también se conoce como rango de potencia útil. Ancho de banda y factor de mérito del circuito resonante paralelo Representando potencia en función de la pulsación para circuitos de distinto factor de mérito, resulta: A medida que aumenta el factor de mérito, disminuirá el ancho de banda del circuito, por lo tanto el mismo se hace más selectivo. De la misma forma, con la disminución del factor de mérito, aumenta ancho de banda del circuito. Se demuestra:
- 6. Carrasco Crisanto Junior Joel 2013 Procedimiento: 1er se verifica que la bobina interna del circuito tanque, funcione óptimamente, esto para no tener problemas en la implementación. 2do se establece de manera práctica, la relación de transformación del transformador interno del circuito. ; ; ; ; Hallamos ahora la razón de transformación: Ahora tenemos que medir R1 y R2:
- 7. Carrasco Crisanto Junior Joel 2013 ; Mediante el capacitor de la bobina tanque: CUESTIONARIOCUESTIONARIO 1. Como se sabe los circuitos en paralelo están colocados en cierta posición tanto la resistecia, el inductor y el capacitor. Y para nosotros utilizamos nuestro circuito resonante desde un generador con baja impedancia. Sin embargo la resistencia está en serie con los dos elementos reactivos. ¿Explique qué podría suceder si colocamos la resistencia en paralelo con los elementos reactivos en este caso? ¿Cuál es el valor de la impedancia de entrada de su generador (fuente)?
- 8. Carrasco Crisanto Junior Joel 2013 Aproximamos la impedancia del generado a 50Ω. Ahora por transformación de fuente de voltaje a fuente de corriente, el circuito queda de la siguiente manera: Debemos saber que en un circuito resonante en paralelo se puede llevar todos los valores utilizando las propiedades de resonancia en paralelo. Pero si colocamos una resistencia paralela (RP) a la fuente de tensión del circuito, se presenta un problema ya que al querer hacer la transformación de fuente no podríamos, porque la resistencia (RP) debería estar en serie, por lo que no es posible. 2. ¿C uál es la impedancia de entrada de la punta de prueba de su osciloscopio? Z= 1MΩ 3. Revise sus cálculos obtenidos. ¿Qué combinaciones de carga y resistencias de fuente ofrecen los anchos de banda más amplios?, ¿cuál tiene el Q más alto, el BW más estrecho, el Q más bajo? DATOS CALCULADOS
- 9. Carrasco Crisanto Junior Joel 2013 Amplitud Rserie Rload fc1 f0 fc2 BW Q 800mV 1KΩ 1KΩ 4.7KΩ 10KΩ 227.6KH z 227KHz 226.5KH z 457KHz 457kHz 457KHz 890.7KH z 886KHz 883.7KH z 663.1KHz 659KHz 657.2KH z 0.689 0.693 0.695 450mV 100KΩ 1KΩ 4.7KΩ 10KΩ 458.3KH z 458.1KHz 458KHz 467KHz 467KHz 467KHz 474.8KH z 475KHz 475KHz 16.5KHz 16.9KHz 17KHz 28.3 27.6 27.5 200mV 1MΩ 1KΩ 4.7KΩ 10KΩ 460KHz 460KHz 460KHz 467KHz 467KHz 467KHz 471.2KHz 471KHz 471KHz 11.2KHz 11KHz 11KHz 41.69 42.45 42.45 MEDICIÓN DE CONTINUIDAD R1-2 = 2.8 Ω R1-3 = 6.1 Ω R2-3 = 3.4 Ω R4-5 = 0.5 Ω 4. Mencione las resistencias parásitas asociadas con el transformador _ Una de ellas son las corrientes parásitas que son infaltables debido a que se encuentran en el devanado del transformador como las pérdida por histéresis que están asociadas a los reacomodamientos de los dominios magnéticos en el núcleo durante cada medio ciclo. _ Ellos son una función compleja, no lineal de la tensión aplicada al transformador, así como también a los flujos de disipación o pérdidas debido a las resistencias parásitas en el capacitor interno del transformador. 5. Mencione sus observaciones y conclusiones
- 10. Carrasco Crisanto Junior Joel 2013 No podemos obtener visualmente el número de vueltas de nuestras bobina para lo cual, fue necesario desarmar una y contar una por una para obtener la cantidad pedida. Debemos tomar en cuenta las pérdidas de los devanados del transformador interno del circuito, el cobre es un material altamente conductor. Siempre se generaran perdidas, tanto las pérdidas de corrientes parásitas, que son pérdidas por resistencia en el núcleo del transformador así como son proporcionales al cuadrado de la tensión aplicada al transformador.. La rama de excitación simplemente se mueve hacia la entrada del transformador y las impedancias primaria y secundaria se dejan en serie entre sí. Estas impedancias sólo se adicionan, creando los circuitos equivalentes aproximados.