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Circuito LC en Paralelo con Corriente Alterna - Monografía



 
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Introducción



En este experimento conoceremos el comportamiento de un circuito LC en paralelo, donde L es la inductancia  y C es la capacidad de un condensador. Ocupando el osciloscopio trataremos de encontrar el punto máximo  entre la variación de voltaje y el aumento de la frecuencia. Este punto es donde la frecuencia natural tiene el mismo valor que la frecuencia forzada de circuito.

Procedimiento Experimental



Para poder realizar este experimento  los materiales que usamos fueron los siguientes:

- Generador de Señal
- Cables de Conexión
- Bobina
- Osciloscopio
- Condensador


El montaje es el siguiente:


85801.gif

El circuito que se instaló fue el siguiente:



85811.gif

Observando el esquema anterior mostrado, el circuito consta de resistencia, cabales de conexión etc. Estas influyen en el circuito amortiguándolo pues son resistencias naturales.
EL circuito consta de una bobina y un condensador los cuales producen un movimiento correspondiente a un movimiento armónico simple, pues el condensador se carga, luego la carga pasa a la bobina y posteriormente se devuelve por su propia frecuencia natural.
Si este circuito se mantuviera cerrado ocurriría entonces se mantendría un movimiento de tipo oscilador simple infinitamente, no tomando en cuenta las resistencias que influyen en el circuito.

Para empezar conectamos el circuito a un osciloscopio, para poder ver así la señal en este. Luego variamos la frecuencia, para ver así la variación de voltaje y analizar el comportamiento de este. Recordemos que el osciloscopio nos permite ver una gráfica entre la frecuencia y el voltaje.
Al variar la frecuencia en el osciloscopio, podemos ver también que la diferencia de potencial también varía, es decir, están relacionadas. Para poder encontrar la relación entre ellas  mediremos la diferencia de potencial para cada frecuencia, lo cual nos dio los siguientes resultados:

85821.gif

Sí graficamos los datos obtenidos, nos da la siguiente curva

85831.gif

Si observamos el gráfico, este tiene un punto máximo el cual corresponde cuando coincide la frecuencia impuesta por el osciloscopio y la frecuencia natural del circuito, este es el valor máximo de diferencia de potencial del circuito llamado también frecuencia de resonancia.
Si tomamos como referencia el punto máximo de la curva,  la curva es simétrica a este punto, por lo que se puede decir que la frecuencia crece cuando se acerca al punto máximo de voltaje y decrece cuando de aleja de él.
Recordemos que para este tipo de circuito para frecuencias muy grandes, el comportamiento del condensador  es como si hubiese un corto circuito y el de la bobina como circuito abierto. En cambio para frecuencias bajas ocurre lo contrario, o sea la bobina se comporta como si estuviera con un corto circuito y el condensador, en un circuito abierto.
Por lo dicho anteriormente, si la frecuencia  crece en dirección de las frecuencias altas y decrece en dirección de las frecuencias bajas, en las dos presenta el mismo comportamiento, pero como el comportamiento del condensador es opuesto al de la bobina, entonces, la curva solo es posible alrededor de la frecuencia máxima.
Aquí nace lo llamado reactancia capacitiva e inductiva que se relacionan con la capacidad de condensador y la inductancia de la bobina, respectivamente.
Entonces se puede concluir que en el punto máximo de diferencia de voltaje, la reactancia capacitiva y la reactancia inductiva son iguales.

Sabemos también que:
85841.gif

Donde Xl es la reactancia inductiva.

Y también
85851.gif

Donde Xc es la reactancia capacitiva.

Entonces, de lo concluido anteriormente
85871.gif

de aquí tenemos

85881.gif

entonces se puede hallar la inductancia L de la bobina que es:

L= 0.00013 (1/picofarad)

Ocupando una frecuencia de 10.5 y un condensador de capacidad de 68.3 picofarad.

Autor:

Felipe Grüttner





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