Práctica Ejercicio Situado 2

Los estudiantes, estando seguros de sus cálculos y de la teoría aplicada se disponen a realizar la práctica de laboratorio, con el fin de obtener la gráfica y valores de tensión esperados.
Los elementos y equipos de medida que se van a usar son:

• Fuente DUAL DC EXTECH 382270, con tensión variable de 0-30 .
• Osciloscopio RIGOL DS1102E.
• Selector de dos posiciones con dos contactos (NC y NA).
• Selector de dos posiciones con un contacto (NA).
• Cargas capacitivas y resistencias del Módulo de Cargas DL1017.
• Potenciómetro de 10
• Multímetro FLUKE 179.

 

• Montaje del circuito

En la Figura 5.9.8, se observa el montaje con la conexión del circuito objeto de estudio.

Figura 5.9.8 Montaje del circuito objeto de estudio sin equipos de medición

A continuación, se configura la fuente DUAL DC EXTECH 382270 ajustando 15 en el canal 1 y 25 en el canal 2 del montaje anterior con las precauciones necesarias, como se muestra en la siguiente figura.

Figura 5.9.9 Ajuste de tensión de los canales 1 y 2 de la fuente DUAL DC EXTECH 382270

Con ayuda del multímetro FLUKE 179, se varió el potenciómetro de 10 hasta registrar efectivamente 10.01 como se muestra en la Figura 5.9.10, medidos desde la terminal central y una del extremo.

Figura 5.9.10 Ajuste de resistencia del potenciómetro a 10.01 , medida con el multímetro FLUKE 179.

Esta medida se realizó con el FLUKE 179, en el rango de 60.00 , con una resolución de 0.01 y una exactitud o precisión de 0.9+1. Con los datos anteriores, se calcula la incertidumbre de la medida.

• Montaje de los equipos de medida

Figura 5.9.11 Conexión de la sonda del osciloscopio RIGOL DS 1102E al circuito.

Figura 5.9.12 Montaje del circuito objeto de estudio con equipos de medición

En el montaje de la figura anterior se instala el osciloscopio, que será el equipo de medición de la tensión, conectado a las terminales del modelo real del condensador.

• Procedimiento

El circuito inicia desenergizado con el contacto NA del primer selector, y el contacto NC y NA del segundo selector. Luego de forma manual se realiza el cambio de contacto NA del primer selector pasa a cerrarse para alimentar con la fuente DC el modelo del condensador. Un tiempo específico después, se acciona el segundo selector para cerrar el contacto NA y abrir el NC, con ello se desconectará de la fuente de 15 para conectarse a la fuente de 25 . Finalmente se vuelve a accionar el selector 2, para que sus contactos vuelvan a su posicióng original conectando el modelo real del condensador a la fuente de 15 .

• Medición obtenida

Figura 5.9.13 Señal de tensión transitoria del modelo real del condensador vista en el Osciloscopio RIGOL DS 1102E.

Para obtener una gráfica como la anterior, se debe ajustar la escala de tiempo a 500.0 en el menú , luego, la escala de tensión se configura a 10 en el menú . Adicional a esto, es importante revisar que éste canal este configurado para medir tensión DC, así, . Finalmente, se debe revisar la atenuación de la sonda tanto en el equipo, , como directamente en la sonda.

Medición de la tensión de la primera y segunda carga en el condensador.

Luego de capturar la señal, se debe realizar la siguiente configuración, de nuevo al menú CURSOR para medir la tensión., ; hasta aquí, se procede a mover el cursor A y ubicarlo en la parte superior de la gráfica, posteriormente se desactiva el cursor A y se activa el cursor B, así: , ahora se ubica el cursor B en la parte inferior de la señal. Todo lo anterior se muestra en las siguientes figuras

Figura 5.9.14 Medición de la tensión final de la primera carga del condensador.

Según como indica la figura anterior, la diferencia de tensión entre el cursor A y B, mostrado como , es la tensión del modelo real del condensador un instante antes de la segunda conmutación en .

Evaluando el error relativo de la medición, se tiene que:

Figura 5.9.15 Medición de la tensión final de la segunda carga del condensador.

Según como indica la figura anterior, la diferencia de tensión entre el cursor A y B, mostrado como , es la tensión del modelo real del condensador un instante antes de la ter conmutación en .

Evaluando el error relativo de la medición, se tiene que:

Análisis de resultados

Resumiendo, las dos mediciones realizadas con su error relativo respectivo son las siguientes:

Medición de la tensión final de la primera carga del condensador: 0.6761

Medición de la tensión final de la segunda carga del condensador: -0.79303

• La forma de la señal de respuesta de la tensión en el modelo real del condensador a los cambios de energización tiene la misma forma de la tensión de la gráfica de los resultados teóricos, debido a que se tuvo en cuenta la gran modificación de la respuesta gracias a su modelo real.
• El tiempo que gasta el condensador en llegar a su segundo nivel de tensión después de la primera carga es menor debido a que su condición de carga es diferente de cero.
• El bajo error de los valores de tensión medidos en la práctica con respecto a los valores teóricos demuestra la completa veracidad del comportamiento de dicho elemento frente a las fuentes constantes.

 

Ejercicio Situado 2: Cambios a la energización en un circuito RC.	Ejercicio Situado 3: Comportamiento de un circuito de primer orden RC, frente a dos fuentes con señales diferentes.