MÉTODO DEL VOLTAJE EN LOS NODOS

Objetivos: Analizar el comportamiento de circuitos excitados por una fuente sinusoidal en estado estacionario.  Verificar la validez del MVN.

Elementos: Software Mathematica y PSpice, R=47k, Rp=10k, C=1nF, protoboard, osciloscopio Kenwood, generador de funciones 8110, cables y conectores.

Preliminares:

Dado el siguiente circuito, donde V_F(t)=5 cos (2 Pi 10000 t):

I. Diseñar en Mathematica, una notebook que permita:

    a) calcular V_R, V_C, I_R, I_C, e I_Rp. Expresar los resultados en forma cartesiana y polar.

    b) graficar V_F(t), V_R(t), V_C(t), I_R(t), I_C(t), e I_Rp(t).  Analizar los ángulos de fase de las distintas señales.

II. Gráficamente, empleando los valores obtenidos en (I), realizar el diagrama fasorial para t=0 que permita:

    a) demostrar que V_F=V_R +V_C

    b) calcular el desfasaje de V_C con respecto a V_f

    c) calcular el desfasaje de V_C con respecto a V_R

    d) demostrar que I_R = I_C + I_Rp

    e) calcular distintos desfasajes entre corrientes (y entre voltajes y corrientes)

III. Simular en PSpice (no olvidar setear la condición inicial del capacitor) y comparar con (I-b).  Explicar las discrepancias encontradas.  Encontrar los desfasajes entre las distintas señales y comparar con los valores obtenidos en (II).

Procedimiento: 

IV. Implementar el circuito en un protoboard. ¿Qué consideraciones hay que tener en cuenta al momento de elegir el tipo de capacitor?

V. Generar una onda sinusoidal de 5Vpp con offset=0V y f=10kHz.  Verificar con el osciloscopio.  Medir con un multímetro.  ¿Qué significa el valor obtenido?

VI. Interconectar (IV) y (V).  Visualizar simultáneamente en el osciloscopio la tensión de entrada y la de salida.

VII. Medir la amplitud de V_C y su fase respecto de V_F.  Comparar con (II-b).

VIII. A partir de V_F  y V_C, obtener V_R y medir su amplitud y frecuencia.  ¿V_R puede ser medida directamente? Explicar.

IX. Determinar un procedimiento para obtener el desfasaje entre V_C y V_R.  Medir y comparar con (II-c).

X.  Determinar el desfasaje entre I_C e I_Rp.  Comparar con (II-e).

Conclusiones: comentar sobre las discrepancias encontradas, los métodos y técnicas  utilizados, los resultados obtenidos.