Práctica 4: El Filtro de Desintonización (Filtro de Rechazo)

Objetivo: Aprender a proteger una batería de condensadores frente a la resonancia mediante el uso de reactancias de desintonización.

Paso previo: Abre Falstad y limpia el lienzo. Vamos a simular un condensador que está en peligro y cómo "curarlo".

Fase A: Identificación del Peligro

1 Monta un circuito serie simple:

Fuente de CA: 230 V y frecuencia de 159.2 Hz.
Resistencia: 1 Ω (resistencia de línea).
Condensador: 100 μF.

Situación Crítica: A 159.2 Hz, este condensador tiene una reactancia de 10 Ω. Si por un fallo en la red aparece una inductancia de 10 mH (X_L=10Ω), entraría en resonancia destructiva.
Dibuja el circuito y observa la intensidad pasando el ratón sobre los componentes.

Fase B: Aplicación del Filtro (Desintonizar)

2 Vamos a añadir la solución. Inserta en serie con el condensador un Inductor de desintonización de 5 mH.

Investigación:

Mira la intensidad total ahora (usa el ratón). ¿Ha subido o ha bajado respecto a la Fase A?
Calcula la nueva frecuencia de resonancia con la fórmula $f = \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}$. ¿Está ahora cerca de los 159.2 Hz originales o se ha alejado?

Fase C: Comprobación de Seguridad

3 Prueba de fuego: Cambia la frecuencia de la fuente a 225 Hz (frecuencia aproximada de sintonía del nuevo filtro).

Deducción final: ¿Qué ocurre con la intensidad en el condensador al llegar a esa nueva frecuencia?
¿Por qué los ingenieros eligen sintonizar el filtro a una frecuencia "rara" (como 225 Hz) que no sea ni los 50 Hz de la red ni los 250 Hz del 5º armónico?

ENTREGA DEL INFORME (Formato PDF)

Resuelve las siguientes cuestiones finales del bloque:

Mecanismo de protección: Explica cómo añadir una bobina en serie con el condensador evita que este explote ante variaciones de frecuencia en la red.
Conclusión de Grado Superior: Has pasado de ver una instalación peligrosa a una protegida. Define qué es "desintonizar" un circuito y por qué es una tarea de mantenimiento preventivo esencial en centrales eléctricas con alto contenido de armónicos.