PRÁCTICA NO.4
“RESPUESTA TRANSITORIA”
UNIVERSIDAD DEL NORTE
VALENTINA FRAGOZO
CE: 200159376
BARRANQUILLA, COLOMBIA
26/03/23
IVÁN D. ORTEGA
CE:200159247
JEIMY M. MONTES
CE : 200166318
OBJETIVOS
• Obtener la respuesta transitoria de circuitos RC a la función tren de pulsos.
• Obtener la respuesta transitoria de circuitos RL a la función tren de pulsos.
• Determinar las constantes de tiempo de los circuitos RC y RL.
• Obtener la respuesta transitoria de circuitos RLC serie, paralelo y no serie-no paralelo.
Actividad 1. Respuesta transitoria de circuitos de primer orden
A. Circuito RC
FIGURA 4-I. Circuito RC
1. Configure el periodo T de la fuente de tal manera que este sea igual a 20 constantes de
tiempo (Tfuente=20τ, ajuste el periodo con la perilla de variación de frecuencia del
generador). Energice el circuito.
TABLA 4-I. Parámetros de circuito RC
R [Ω]
C [μF]
T [S]
T fuente [S]
240
2
0.00048
0.0096
Obtenga del osciloscopio la forma de onda de la tensión en el capacitor. Muestre las
funciones que describen la tensión y la corriente en el capacitor, en el tiempo.
Función del voltaje cuando el capacitor se está cargando
𝑡
𝑣(𝑡) = 𝑉𝑠 (1 − 𝑒 −𝜏 ) 𝑉
Función del voltaje cuando el capacitor se está descargando
𝑡
𝑣(𝑡) = 𝑉0 ⋅ 𝑒 −𝜏 𝑉
Derivando las funciones anteriores, y multiplicando por “C”, se obtienen:
Función de corriente cuando el capacitor se está cargando
𝑖 (𝑡 ) =
𝑉𝑠 −𝑡
𝑒 𝜏𝐴
𝑅
Función de corriente cuando el capacitor se está descargando
𝑡
𝑉0 ⋅ 𝑒 −𝜏
𝑖 (𝑡) = −𝐶 ⋅
𝐴
𝜏
Tensión [V]
Corriente [A]
Grafique las ecuaciones obtenidas para v(t) e i(t) (graficar mediante algún software, NO es
una simulación)
Gráfica de la función V(t) realizada mediante la librería Matplotlib de Python
Gráfica de la función i(t) realizada mediante la librería Matplotlib de Python
2. Con los mismos valores de R y C escogidos, monte nuevamente el circuito de la FIG.
I. pero ahora ajuste el período de la fuente a 3 constantes de tiempo (Tfuente=3τ).
Obtenga del osciloscopio la forma de onda de la tensión en el capacitor. Muestre las
funciones que describen la tensión y la corriente en el capacitor, en el tiempo.
Función del voltaje cuando el capacitor se está cargando
𝑡
𝑣(𝑡) = 𝑉𝑠 (1 − 𝑒 −𝜏 ) 𝑉
Función del voltaje cuando el capacitor se está descargando
𝑡
𝑣(𝑡) = 𝑉0 ⋅ 𝑒 −𝜏 𝑉
Derivando las funciones anteriores, y multiplicando por “C,” se obtienen.
Función de corriente cuando el capacitor se está cargando
𝑖(𝑡) =
𝑉𝑠 − 𝑡
𝑒 𝜏𝐴
𝑅
Función de corriente cuando el capacitor se está descargando
𝑡
𝑉0 ⋅ 𝑒 −𝜏
𝑖(𝑡) = −𝐶 ⋅
𝐴
𝜏
Tensión [V]
Corriente [A]
Para t >1.5T el valor inicial V0 cambia, esto debido a que, en la etapa anterior de carga, el
capacitor llega hasta un valor específico 𝑉(1.5𝜏), que se calcula a continuación:
𝑉(1.5𝜏) = 2(1 − 𝑒 −2083.33(1.5𝜏) ) = 1.55373861𝑉 ≈ 1.55𝑉
Grafique las ecuaciones obtenidas para v(t) e i(t) (graficar mediante algún software, NO es
una simulación) Grafique las ecuaciones obtenidas para v(t) e i(t) (graficar mediante algún
software, NO es una simulación)
Gráfica de la función v(t) realizada mediante Matplotlib de Python
NOTA: Se debe tener presente que el siguiente ciclo inicia por encima de 0, por lo que el
voltaje máximo que alcanzará el capacitor será mayor
Gráfica de la función i(t) realizada mediante Matplotlib en Python
NOTA: Se debe tener en cuenta que el siguiente ciclo inicia por debajo de 0, por lo que el
valor máximo de la corriente será menor
3. Hallar Tfuente para que el capacitor sólo se logre cargar al 50% (recuerde que la
1
carga máxima acumulada por el capacitor se calcula mediante la fórmula, 𝐸𝑐 = 2 𝐶𝑉𝑐2 ).
Muestre el procedimiento. Realice el montaje bajo estas circunstancias.Obtenga del
osciloscopio la forma de onda de la tensión en el capacitor.
Montaje Circuito RC:
B. Circuito RL
FIGURA 4-II. Circuito RL
1. Monte el circuito de la FIGURA 4-II. Configure el periodo T de la fuente de tal manera
que este sea igual a 2 constantes de tiempo (Tfuente=2τ, ajuste el periodo con la perilla de
variación de frecuencia del generador). Energice el circuito.
TABLA 4-II. Parámetros de circuito RL
R [Ω]
L [H]
T [S]
T fuente [S]
240
0.832
0.00347
0.00694
Obtenga del osciloscopio la forma de onda de la tensión en el inductor. Muestre las funciones
que describen la tensión y la corriente en el inductor, en el tiempo
Función de corriente cuando el inductor esta almacenando corriente
𝑖(𝑡) =
𝑡
𝑉𝑠
(1 − 𝑒 −𝜏 )
𝑅
Función de voltaje cuando el inductor esta almacenando corriente
𝑣(𝑡) =
𝑡
𝑉𝑠 1
⋅ ⋅ 𝐿 ⋅ 𝑒 −𝜏
𝑅 𝜏
𝑣(𝑡) =
𝑡
𝑉𝑠 𝑅
⋅ ⋅ 𝐿 ⋅ 𝑒 −𝜏
𝑅 𝐿
𝑡
𝑣(𝑡) = 𝑉𝑠 ⋅ 𝑒 −𝜏
Función de corriente cuando el inductor se está descargando
𝑡
𝑖(𝑡) = 𝑖0 𝑒 −𝜏
Función de voltaje cuando el inductor se está descargando
𝑡
1
𝑣(𝑡) = 𝑖0 ⋅ − ⋅ 𝐿 ⋅ 𝑒 −𝜏
𝜏
𝑣(𝑡) = 𝑖0 ⋅ −
𝑡
𝑅
⋅ 𝐿 ⋅ 𝑒 −𝜏
𝐿
𝑡
𝑣(𝑡) = −𝑅 ⋅ 𝑖0 ⋅ 𝑒 −𝜏
Tensión [V]
Corriente [A]
Cuando Tfuente=2τ se debe tener en cuenta que el inicio de la descarga que sucede en t= τ
ocurre con un inductor que no se encuentra completamente cargado, por lo tanto el valor
inicial de la corriente se debe calcular de la siguiente manera:
𝑖0 = 𝑖(𝜏) = 0.0083(1 − 𝑒 −288.462(𝜏) ) = 0.0527𝐴

Gráfique las ecuaciones obtenidas para v(t) e i(t) (graficar mediante algún software,
NO es una simulación)
Gráfica de la función i(t) realizada mediante Matplotlib de Python
NOTA: Se debe tener presente que el siguiente ciclo inicia por encima de 0, por lo que la
corriente máxima que alcanzará el inductor será mayor
Gráfica de la función v(t) realizada mediante Matplotlib de Python
NOTA: Se debe tener en cuenta que el siguiente ciclo inicia por debajo de 0, por lo que el
valor máximo de la tensión será menor
Montaje circuito RL
Anexos:
SIMULACIONES REALIZADAS CIRCUITO RC
Tfuente=20τ
Comportamiento
corriente en
circuito RC
Comportamiento
voltaje en circuito
RC
SIMULACIONES REALIZADAS CIRCUITO RC
Tfuente= 3τ
Comportamiento
corriente en
circuito RC
Comportamiento
voltaje en circuito
RC
SIMULACIONES REALIZADAS CIRCUITO RL
Tfuente= 2τ
Comportamiento
corriente en
circuito RL
Comportamiento
voltaje en
circuito RL