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OSCILACIONES FORZADAS Y
RESONANCIA EN UN CIRCUITO RLC EN
SERIE
Jorge Andrés Pérez Gonzales. - Ing. Civil
Juan Pablo Beleño Mesa. – Ing. Electrónica
Luisa Fernanda Brang Ovalle. – Ing. Química
INTRODUCCIÓN
Puesto que las oscilaciones disminuyen gradualmente con el tiempo, para mantener un sistema
oscilando es necesario suministrar energía al sistema. Cuando hacemos esto llamamos al oscilador
'forzado'.
En este proyecto gracias al simulador PHET, se analizó lo que produce un circuito RLC en serie
variando de manera constante su frecuencia. Con esto se consiguió calcular el valor de la amplitud
de fuerza con los elementos que componían el circuito. La frecuencia se ajustó con respecto a un
valor similar a la de la resonancia. Con aquellos datos se facilita el cálculo de la impedancia y fase
en el circuito.
Esta práctica de laboratorio permite estudiar las oscilaciones forzadas por medio de un circuito
RLC en serie. Para esto se construyó un circuito RLC en serie compuesto por un capacitor, un
inductor, un voltímetro y un resistor que permitió calcular la frecuencia de la resonancia de forma
teórica para posteriormente determinar los datos.
METODOLOGIA
La metodología de este laboratorio se dividió en cuatro fases.
Fase 1: Para empezar, debimos tener un computador con conexión a internet, una vez
tuvimos acceso a la red, iniciamos en la parte de lab del simulador PhET colorado;
donde armamos un circuito RLC en serie.
Figura 1. Circuito RLC en serie
Fase 2: Una vez armado el circuito se estableció una inductancia y capacitancia que
debían cumplir con la siguiente condición.
𝑜
𝑜
𝑜
2
2
Se puso un voltaje fijo para el circuito y después tomábamos 3 valores diferentes para
la resistencia en el circuito.
Fase 3: Ya con el circuito armado y los valores establecidos configurados en cada uno
se empezó por el valor de la primera resistencia, donde se tomaron los datos del
amperaje variando la frecuencia cada 0,1hz hasta llegar a 2hz, y estos datos fueron
ingresados a nuestra tabla de datos.
Tabla1. Datos obtenidos
Grafica1. Valores experimentales R
Calculo de los porcentajes de error:
2 − 𝑊𝑒
2 )
2 − (𝛾𝑊𝑒)
2
(Estos cálculos fueron realizados en las hojas de cálculos que se encuentran en la sección de
Anexos )
Para f= 0.
Para f= 0. 2
Grafica2. Valores teóricos R
Resonancia
= 6 , 00 [𝐴]
Frecuencia angular teórica y frecuencia natural del sistema
𝑜
𝑚𝑎𝑥
𝑜
2
−
2
2
−
2
Grafica3. Valores experimentales R
Cálculo de los porcentajes de error:
Para f= 0.
Para f= 0. 2
Grafica4. Valores teóricos R
Resonancia
= 1 , 20 [𝐴]
Frecuencia angular teórica y frecuencia natural del sistema
𝑜
𝑚𝑎𝑥
𝑜
2
−
2
2
−
2
Grafica5. Valores experimentales R
Cálculo de los porcentajes de error:
Para f= 0.
Para f= 0. 2
Grafica6. Valores teóricos R
Resonancia
= 40 [𝐴]
Frecuencia angular teórica y frecuencia natural del sistema
𝑜
𝑚𝑎𝑥
𝑜
2
−
2
2
−
2
ANÁLISIS DE RESULTADOS Y CONCLUSIONES
Con base en los datos expuestos en la investigación podemos decir que la práctica se realizó de
manera satisfactoria, remitiéndonos a los cálculos de porcentaje de error que se hallaron gracias a
la hoja de cálculos proporcionada por el docente; que al ingresar los valores de la resistencia,
capacitancia e inductancia arroja los datos teóricos, al estar programada de tal manera que con
estos datos es capaz de calcular las variables necesarias como la frecuencia angular y externa del
circuito entre otras para finalmente calcular la amplitud de la respuesta forzada en corriente y
hacer la gráfica de AF vs f. Con estos valores teóricos y los experimentales (que se encontraron
usando el simulador) se da a entender que estos últimos fueron muy similares a los planteados
teóricamente, a pesar de algunos errores a la hora de realizar las mediciones. Por otro lado, queda
claro el concepto de resonancia que dice que la amplitud resultante es mayor cuando la frecuencia
aplicada es igual a la frecuencia natural del sistema, esto también se puede se ve reflejado en las
gráficas tanto teóricas como experimentales además de haber calculado el porcentaje de error
entre ellas y darnos cuenta de que es mínimo excepto para el montaje con una resistencia muy
pequeña, esto puede ser causado por la imprecisión de los datos recolectados.
REFERENCIAS
SERWAY, R. A. (1992). PHYSICS FOR SCIENTISTS & ENGINEERS WITH MODERN PHYSICS / Raymond
A. Serway. Philadelphia : Saunders College Pub., 1992. Recuperado a partir de
http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&db=cat00066a&AN=BUIS.1-
131923&lang=es&site=eds-live
