CTL1_PRACTICA1_19131535 pdf

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Control 1
“Practica 1”
Docente: David García Mora
Alumno: Luis Rodolfo Guzman Carrillo
Fecha: 09/03/2023
No. Control: 19131535
Objetivo:
El estudiante encontrará el modelo matemático que describa el comportamiento
dinámico de un circuito eléctrico simple, Considerando condiciones iniciales
iguales a cero, encontrará la función de transferencia de dicho circuito RC.
Suponiendo una entrada escalón con amplitud constante, encontrará la señal
de salida del circuito resolviendo para v(t). Comprobará experimentalmente la
dinámica del circuito y realizará la comparación contra lo predicho teóricamente
y lo analizado en simulación de computadora.
Material:
• Una tablilla para experimentos (protoboard)
• Una resistencia de 100KΩ
• Un capacitor de .01F
Equipo:
• Calculadora
• Un osciloscopio de dos canales con dos puntas de prueba
• Un generador de funciones con una punta de señal
Desarrollo:
1. Considere el siguiente circuito RC. y aplique la ley de voltajes de Kirchoff
para encontrar la ecuación diferencial que describe el comportamiento
dinámico del voltaje en las terminales del capacitor. Suponga
condiciones iniciales igual a cero, y encuentre la función de transferencia
del circuito.
2. Asuma que el voltaje de entrada, V(t), es una señal escalón de valor
constante, K, para t≥0. De la función de transferencia despeje Vo(s) y
resuelva para Vo(t), anti-transformando. Quizá tenga la necesidad de
usar el caso 1 de fracciones parciales. Encuentre una expresión para el
voltaje en el capacitor,VC(t).
3. Una vez encontrada la solución para VC(t), haga que τ=RC. Calcule el
valor numérico de este parámetro llamado “constante de tiempo” del
circuito RC, según sean los valores de los componentes indicados por el
profesor.
4. Ahora, asuma que el voltaje constante de la fuente que alimenta el
circuito es de K=10V; asimismo, considere que el voltaje inicial del
capacitor es 0V. Con su ecuación solución para VC(t), calcular el voltaje
en el capacitor para los siguientes tiempos: t=0, t=τ, t=2τ, t=3τ, t=4τ,
t=5τ, t=6τ.
5. Con los valores encontrados dibuje en su cuaderno una grafica VC(t) Vs
t.
6. Ahora dispóngase a comprobar experimentalmente la gráfica anterior.
Usando su tablilla de experimentos y los componentes solicitados, arme
el circuito simple RC estudiado. Primeramente, conecte el generador de
funciones en la entrada del circuito RC. Enseguida conecte un
osciloscopio de dos canales al circuito, de modo que el canal A del
osciloscopio tome muestra de la señal de entrada y el canal B tome
muestra de la salida (el voltaje en el capacitor). Ajuste el generador de
funciones, verificando en la pantalla del osciloscopio los siguientes
parámetros de la señal de entrada:
Forma de onda: Cuadrada
Amplitud de pico a pico: 10 Voltios
Desplazamiento (Offset): 0 Voltios
Periodo de la señal: 20τ
7. Ajuste los controles de amplitud de escala y tiempo del osciloscopio para
observar claramente las señales de los canales A Y B. Para lograr
sincronía en el trazo de ambas señales, asegúrese que la fuente de los
disparos del osciloscopio (Trigger Source) esté configurado para tomar
referencia del canal A. La apariencia que deben tener las señales es
aproximadamente la que se muestra.
8. Usando los cursores del osciloscopio realizar las mediciones del voltaje
en el capacitor, VC(t), para los tiempos t=0, t=τ, t=2τ, t=3τ, t=4τ, t=5τ, t=6τ
y anotarlos. Con los valores experimentales superponga una gráfica en
la hoja de papel milimétrico y compare los resultados teóricos con los
prácticos. Si el osciloscopio cuenta con interfase USB, grabar los trazos
incluyendo las escalas usadas e imprimirlas para verificar con precisión
las mediciones pedidas.
9. Haga la simulación del experimento en una computadora digital, usando
el paquete MULTISIM realizando las mediciones para los tiempos t=0,
t=τ, t=2τ, t=3τ, t=4τ, t=5τ, t=6τ. Compare los valores de simulación contra
los teóricos y los experimentales.
10.Escriba sus comentarios y conclusiones.
Marco Teórico
Diagrama De Bloque: El diagrama de bloques es la representación del funcionamiento interno de un sistema, que se hace mediante bloques y sus relaciones, y que, además, definen la organización de todo el proceso interno, sus entradas y sus salidas.
Transformada De Laplace: La transformada de Laplace es un método que transforma una ecuación dife- rencial en una ecuación algebraica más fácil de resolver. La ecuación diferencial, que describe cómo se comporta un sistema físico en el tiempo, se transforma en una relación algebraica sencilla.
MATLAB: MATLAB es un sistema de cómputo numérico que ofrece un entorno de desarrollo integrado con un lenguaje de programación propio.
Osciloscopio: El término osciloscopio se utiliza para nombrar el instrumento de medición electrónica para la visualización de señales eléctricas en un tiempo determinado. Estas señales se expresan en gráficas en las que un haz de electrones atraviesa un eje de coordenadas en una pantalla de fósforo.
 
DESARROLLO.
Procedimiento.
Simulado.
Captura del osciloscopio
Conclusión.
Concluimos que esta práctica sirvió para comprender el manejo de la transformada de Laplace a través de un circuito RC utilizando Kirchoff para calcular la función transferencia, he recapitular lo aprendido en el manejo de equipo como lo es el osciloscopio.