4.11: Desplazamiento de Fase
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PARTES Y MATERIALES
- Fuente de alimentación de CA de bajo voltaje
- Dos capacitores, 0.1 µF cada uno, no polarizados (Radio Shack catálogo # 272-135)
- Dos resistencias de 27 kΩ
Recomiendo condensadores de disco cerámicos porque son insensibles a la polaridad (no polarizados), económicos y duraderos. Evite capacitores con cualquier tipo de marca de polaridad, ya que estos serán destruidos cuando sean alimentados por CA!
Referencias cruzadas
Lecciones En Circuitos Eléctricos, Volumen 2, capítulo 1: “Teoría Básica AC”
Lecciones En Circuitos Eléctricos, Volumen 2, Capítulo 4: “Reactancia e Impedancia Capacitiva”
Objetivos de aprendizaje
- Cómo los voltajes de CA fuera de fase no se suman algebraicamente, sino de acuerdo con la aritmética vectorial (fasor)
Diagrama esquemático
Ilustracion
INSTRUCCIÓN
Construya el circuito y mida las caídas de voltaje en cada componente con un voltímetro de CA. Mida el voltaje total (de alimentación) con el mismo voltímetro. Descubrirás que las caídas de voltaje no suman para igualar el voltaje total. Esto se debe a los cambios de fase en el circuito: la tensión caída a través de los condensadores está desfasada con la caída de voltaje a través de las resistencias, y por lo tanto las cifras de caída de voltaje no suman como cabría esperar. Teniendo en cuenta el ángulo de fase, se suman para igualar el total, pero un voltímetro no proporciona mediciones de ángulo de fase, solo amplitud.
Intente medir la caída de voltaje en ambas resistencias a la vez. Esta caída de voltaje será igual a la suma de las caídas de voltaje medidas en cada resistencia por separado. Esto le dice que las formas de onda de caída de voltaje de ambas resistencias están en fase entre sí ya que se agregan simple y directamente.
Mida la caída de voltaje en ambos condensadores a la vez. Esta caída de voltaje, al igual que la caída medida a través de las dos resistencias, igualará la suma de las caídas de voltaje medidas en cada condensador por separado. De igual manera, esto le dice que las formas de onda de caída de voltaje de ambos condensadores están en fase entre sí.
Dado que la frecuencia de la fuente de alimentación es de 60 Hz (frecuencia de alimentación doméstica en Estados Unidos), calcule las impedancias para todos los componentes y determine todas las caídas de voltaje usando la Ley de Ohm (E=IZ; I=E/Z; Z=E/I). Las magnitudes polares de los resultados deben coincidir estrechamente con las lecturas de tu voltímetro.
Simulación por computadora
Las dos resistencias de gran valor R bogus1 y R bogus1 están conectadas a través de los condensadores para proporcionar una ruta de CC a tierra para que SPICE funcione. Esta es una “solución” para una de las peculiaridades de SPICE, para evitar que vea los condensadores como circuitos abiertos en su análisis. Estas dos resistencias son totalmente innecesarias en el circuito real.
Netlist (hacer un archivo de texto que contenga el siguiente texto, textualmente):