201410 for-gapla-gpl Fund Circuitos p01

Departamento de Ingeniera Elctrica y Electrnica

Laboratorio de Ingeniera Elctrica y Electrnica

Gestin Administrativa de las Prcticas de Laboratorios Acadmicos

Gua de las Prcticas de Laboratorio Fecha: 18 de enero de 2014 Cdigo: FOR-GAPLA-GPL Pgina:1 de 6 Versin: 2.0

INFORMACIN BSICA

Nombre del Curso Fecha de diligenciamiento(dd/mm/aaaa) Seccin(es) Periodo acadmico

IELE1002LLab. Fundamentos Circuitos

23/01/2014 1, 2, 3, 4 y 5 201410

Nombre de la prctica: Equipos de laboratorio y Herramientas de software Prctica

No.: 1

Profesor(es): Antonio Salazar Lorena Garca

Asistente(es) Graduado(s):

Miguel Esteban Bedoya Garca Jaysson Esteban Guerrero Orbe Cristian Camilo Viasus Figueredo

Semana de la prctica (1-16) Versin de la gua Nomenclatura del espacio a utilizar

3 y 4 2014-01-23 ML 003

CONTENIDO DE LA GUA

Objetivos

Aprender a manipular de forma adecuada los equipos de medicin y del puesto de trabajo, tales como: Fuentes de alimentacin, generador de funciones, osciloscopio y multmetro. Conocer y aplicar los mtodos de medicin de voltaje, corriente y resistencia. Garantizar el uso correcto de los equipos y evitar su deterioro. Aprender a manipular de forma adecuada las herramientas de simulacin. Comparar los resultados tericos con los prcticos.

Procedimiento de la prctica de laboratorio

MATERIALES Y EQUIPOS NECESARIOS 1. Multmetro digital 2. Fuente de voltaje 3. Generador de Funciones 4. Protoboard 5. 3 Resistencias de valores entre 1k y 100k de vatio. 6. Cable para Protoboard 7. 2 Caimanes para conexin 8. Software OrCAD NOTA: Los materiales 4, 5, 6 y 7 deben ser llevados a la prctica por el estudiante. La prctica se divide en 2 sesiones de la siguiente manera: Sesin 1: Manejo de equipos de laboratorio. Sesin 2: Manejo de OrCAD como herramienta de simulacin de circuitos.

CONCEPTOS BSICOS La corriente elctrica es una magnitud fsica que describe el flujo o movimiento de cargas. Cuando se establece una diferencia de potencial entre dos puntos de un trozo de material que forma parte de un circuito elctrico, este voltaje genera una corriente elctrica a travs del mismo. La funcin matemtica que relaciona la corriente y el voltaje depende de la sustancia constituyente, de la forma geomtrica del trozo y de la temperatura. En esta prctica se estudiar esta relacin entre voltaje y corriente.





Cuando la razn entre voltaje y corriente permanece constante para distintos voltajes y corrientes, el material se denomina hmico y la relacin se define como:

V = IR

La cual se denomina Ley de Ohm, si se grafica en un plano cartesiano la relacin de Ohm ubicando la corriente en el eje X y el voltaje en el eje Y se obtiene una lnea recta con una pendiente constante cuyo valor se llama resistencia (R). Cuando un material o dispositivo no satisface la Ley de Ohm, recibe el nombre de no-hmico o no lineal. El valor de la resistencia R determina si el dispositivo es buen o mal conductor de cargas elctricas. La unidad SI de R es el ohm (), definida por []= [V]/ [A]. Las resistencias son componentes del tipo pasivo y lineal porque disipan energa en forma de calor, no la agrega al circuito, por eso su principal caracterstica es su oposicin al flujo de corriente. Son los componentes ms comunes en una tarjeta, porque limitan la cantidad de corriente. Para calcular el valor de una determinada resistencia se recurre a la traduccin de un cdigo de colores que se encuentra impreso alrededor del elemento y que elimina la necesidad de buscar el valor impreso en valores numricos. El valor de un resistor est determinado por dos dgitos y un tercero denominado dgito multiplicador, las bandas adicionales nos indican la tolerancia y confiabilidad del elemento. Existen dos principios adicionales que son fundamentales en el anlisis de circuitos elctricos. Por un lado, si se toma cualquier punto del circuito, la corriente que entra en l es igual a la que sale. Esto es:

I nodos

Similarmente las cadas de voltaje en cualquier camino cerrado sobre un circuito y en consecuencia sobre cualquier malla suma cero. Esto es:

V = 0 malla

Con estas tres relaciones se resuelve todo circuito resistivo.

SESIN 1: Mediciones Procedimiento: 1. Halle el valor terico de 3 resistencias mediante el cdigo de colores, descubra su valor y antelo; luego mida con el multmetro en la funcin adecuada el valor real de la resistencia y calcule el porcentaje de error. Cul es la tolerancia de cada una de las resistencias? Se encuentra este valor entre la tolerancia de la resistencia? 2. Monte el circuito de la Figura. 1, con las resistencias anteriormente medidas. Tomando la fuente de voltaje V1 como una fuente DC de 10 V mida el voltaje y la corriente a lo largo de la fuente de voltaje y de cada una de las resistencias utilizando el multmetro. Anote estos valores. Calcule la potencia entregada o disipada por cada elemento del circuito.





Figura 1.

3. Monte el circuito de la Figura 2, donde V2 es una fuente AC de 8 V de amplitud y una frecuencia de 60 Hz. Mida la amplitud y la frecuencia de las ondas de voltaje en la fuente y en cada una de las resistencias del circuito utilizando el osciloscopio. Realice un ajuste manual hasta visualizar correctamente la seal e indique el nmero de voltios por divisin y segundos por divisin empleados.

Figura 2.

4. Sobre el circuito del punto anterior, mida el voltaje en cada elemento del circuito, utilizando el multmetro en la funcin adecuada. Compare con los resultados obtenidos en las mediciones del punto anterior. 5. Vare la frecuencia de la seal de entrada a otro valor y ajuste el osciloscopio para visualizarla correctamente. Tome nuevamente los valores de los voltajes en cada una de las resistencias utilizando el osciloscopio y el multmetro y haga un anlisis del efecto que pueda tener este cambio con respecto a las medicin es entre instrumentos.





SESIN 2: Simulacin Procedimiento: 1. Realizar el circuito de la Figura 1 en OrCAD, con los valores de las resistencias de la sesin 1. Tomando la fuente de voltaje V1 como una fuente V DC de un valor de 10 V, simule y usando los marcadores mida el voltaje y la corriente a lo largo de la fuente de voltaje y de cada una de las resistencias. Anote estos valores y capture los resultados. 2. Realice el circuito de la Figura 2 en OrCAD con los valores de las resistencias de la sesin anterior, V2 es una fuente VSIN de 8 V de amplitud y una frecuencia de 60Hz. Simule y utilice los marcadores para medir el voltaje y la corriente a lo largo de la fuente y cada una de las resistencias. Anote estos valores y capture los resultados. 3. Simular en OrCAD el siguiente circuito y hallar todos los voltajes y corrientes de todas las resistencias del circuito mediante los marcadores:

Figura 3.

4. Simular en OrCAD el siguiente circuito y hallar los voltajes y corrientes de todas las resistencias del circuito, la fuente dependiente es una fuente de corriente controlada por corriente que se encuentra en la librera ANALOG con el nombre F:





Figura 4.

5. Simular el siguiente circuito y hallar todos los voltajes y corrientes de sus componentes mediante los marcadores:

Figura 5

Bibliografa recomendada

Libro texto: DeCarlo. Linear Circuit Analysis. Second Edition. Oxford. Alexander, Sadiku. Fundamentals of electric circuits, Third edition, 2006. McGraw Hill

CRITERIOS DE EVALUACIN (SI APLICA) Criterio no. Criterio Descripcin % nota de la prctica

1 Trabajo en Clase Preparacin previa y verificacin del desarrollo de la prctica.

20%

2 Informe Informe de acuerdo a los parmetros dados por el asistente y presentes en la gua.

80%

Imagen de la conexin

Para garantizar que el Asistente Graduado realiza la conexin descrita en la gua se solicita una fotografa del ensamble realizado en el semestre en que realiza la prctica de laboratorio. Garantice que en la fotografa se observen todos los elementos y equipos indicados. Si es necesario puede adjuntar ms de una imagen.

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