Práctica 1: Construcción y Análisis del Factor Q

Objetivo: Construir un circuito resonante serie y deducir cómo la resistencia de los conductores afecta a la peligrosidad del sistema.

Paso previo: Accede al simulador Falstad Circuit Simulator. Limpia el lienzo (Edit > Select All > Delete) y prepárate para montar el circuito.

Fase A: Montaje del Circuito

1 Dibuja un circuito serie con los siguientes componentes y valores exactos:

Fuente de CA: 10V (pico) y una frecuencia de 159.15 Hz.
Resistencia (R): 10 Ω (representa la resistencia del cable).
Inductor (L): 10 mH.
Condensador (C): 100 μF.

2 Visualización: Una vez cerrado el circuito, haz clic derecho sobre la Fuente de CA y selecciona la opción "View in Scope" (Ver en osciloscopio).
* Verás aparecer una onda de tensión (verde) y una de corriente (amarilla/naranja).

Fase B: Investigación del Factor de Calidad

Desafío 1: Predicción Matemática
A 159.15 Hz, la reactancia de la bobina (X_L) es de 10 Ω. Si la resistencia es también de 10 Ω, el Factor Q es 1.
Mira el osciloscopio: ¿Cuál es el valor máximo de tensión que marca la fuente? ¿Y el condensador? (Usa el ratón sobre ellos).

3 Mejora de la instalación: Imagina que instalamos cables mucho más gruesos. Haz clic derecho sobre la Resistencia y cámbiala a 1 Ω.

Reflexión: Observa el osciloscopio. ¿Qué ha ocurrido con la amplitud de las ondas?
Si el Factor de Calidad ahora es Q = 10 (10Ω / 1Ω), ¿qué tensión está soportando ahora el condensador a pesar de que la fuente sigue siendo de solo 10V?

Fase C: Conclusiones Críticas

4 Ve bajando la resistencia hacia valores cercanos a 0.1 Ω.

Análisis de Riesgo: ¿Qué sucede con la tensión en el condensador cuando la resistencia es casi nula? Si estuviéramos en una central eléctrica con conductores de muy baja resistencia, ¿qué peligro real correrían los equipos?

ENTREGA DEL INFORME (Formato PDF)

Deberás entregar un documento PDF contestando razonadamente:

Análisis de riesgo: ¿Por qué una instalación con conductores de gran sección (baja resistencia) es técnicamente más vulnerable a daños catastróficos por resonancia que una instalación doméstica?
Relación Q-Sobretensión: Si tras realizar medidas en una central detectas un Factor Q muy bajo (por ejemplo 0.5), ¿deberías preocuparte por posibles perforaciones de aislamiento en los condensadores? Justifica tu respuesta basándote en lo experimentado.