INFORME N 02Anlisis de circuito con el teorema Thevenin a travs del programa Proteus, protoboard.

INTEGRANTESCardozo Cubas LisethMontalvo Rodrguez PriscilaRuiz Torres Dalila

ASESORIng. Wilson Reyes Vsquez

ESCUELA PROFESIONALIng. Agroindustrial Y Comercio Exterior

Pimentel, 26 de abril del 2015.

I. MARCO TEORICO

1.1 Teorema de Thevenin

Cualquier red lineal (con fuentes independientes) puede sustituirse, respecto a dos terminales A y B, por una fuente de tensin ETh en serie con una resistencia RTh, siendo: - La tensin ETh el valor de la ddp entre los terminales A y B cuando se asla la red lineal del resto del circuito (ddp entre A y B en circuito abierto). - La resistencia RTh es la resistencia vista desde los terminales A y B, y se determina cortocircuitando todas las fuentes de tensin, y sustituyendo por circuitos abiertos las fuentes de corriente.

1. Fuente de computadora

La fuente de alimentacin es un componente vital dentro de un computador al que no se lo suele prestar la atencin que se merece. Cuando se piensa en una configuracin siempre se considera el procesador, memoria RAM, placa base, disco duro, dispositivos pticos, entre otros, pero rara vez se piensa en la fuente de alimentacin. Esto es ms notorio cuando se trata de actualizar un equipo, en el que rara vez se pregunta la conveniencia de sustituir la fuente de alimentacin. Cuando mucho hay inters en su potencia, sobre todo si la fuente que se tiene es ya antigua. Pero se debe considerar que se est ante uno de los elementos ms importantes, ya que es el encargado de suministrar la energa al sistema. La misin de la fuente de alimentacin en el computador se puede dividir en tres funciones diferentes.

1.1 Rectificar la corriente que se recibe de la red (alterna) a corriente continua, que es la utilizada por el computador.1.2 Transformar esa corriente de entrada, que normalmente es de entre 125 voltios y 240 voltios, siendo lo ms habitual 110 voltios, en la que se necesita para su uso en el computador. Normalmente esta es de 12, 5 y 3.3 voltios, a la que hay que aadir12 y5 voltios.1.3 Estabilizar esa corriente de salida para que el voltaje que entrega por los diferentes canales sea siempre el mismo, independientemente de las fluctuaciones que pueda sufrir la corriente elctrica de entrada.

Grfica 1 Vista interna de una fuente de alimentacin.

Otro factor a tener en cuenta es la potencia que suministra en watios. Las necesidades de potencia pueden ser muy variables, dependiendo del consumo del equipo, pero lo que es realmente importante no solo es la potencia nominal en s, sino la potencia efectiva y sobre todo la calidad de esta potencia, es decir, que sea capaz de hacer una entrega de potencia constante y uniforme. En cuanto a la potencia en s, esta ha variado bastante, creciendo constantemente a medida que han aumentado las prestaciones de los equipos, aumentando a la vez su consumo de energa. Si hace unos aos era normal que una fuente tuviera una potencia de entre 250 y 350 watios, esa potencia es hoy en da totalmente insuficiente, establecindose el mnimo requerido en torno a los 450 watios para equipos que no sean excesivamente potentes. Son habituales las fuentes de alimentacin de entre 500 y 650 watios, mxime si tenemos en cuenta los requerimientos de potencia de las tarjetas grficas actuales, algunas de ellas incluso necesitando tomas independientes, no solo la que es capaz de suministrarle el puerto PCIE (en torno a los 150 watios mximo), a lo que hay que aadir que cada vez es necesario instalar ms elementos refrigerantes (ventiladores), discos duros de ms capacidad y mayor consumo y una gran cantidad de perifricos conectados por USB, que toman la alimentacin de la placa base, y por tanto de la fuente de alimentacin del computador. Paralelamente a este aumento de potencia han aumentado las necesidades de refrigeracin de estas fuentes, siendo habitual en ellas los ventiladores de 12 cms, cada vez ms silenciosos. La calidad de una fuente de alimentacin viene determinada por la estabilidad que tenga tanto en el mantenimiento de los voltajes como en la potencia entregada. En cuanto a los tipos de fuentes de alimentacin, existen dos tipos bsicamente: Fuentes AT, ya en desuso. Estas fuentes se caracterizan por el tipo de conector que va a la placa y por el sistema de encendido que utilizan. Dependiendo de su distribucin fsica, pueden clasificarse en fuentes AT y Baby At. Grfica 2. Imagen de fuente de alimentacin BABY AT

El suministro de corriente a la placa lo hacen mediante dos conectores planos de 6 pines cada uno. A esto hay que aadir las salidas tipo molex para alimentacin de discos duros y lectores de CD.

Grfica 3. Conectores de alimentacin AT y conectores de alimentacin para los perifricos

En cuanto al sistema de encendido, este es por interruptor, que corta la entrada de corriente a la fuente.Estas fuentes se utilizaron en las placas AT, que eran las usadas hasta la llegada de los Pentium, aunque anteriormente se utilizaron algunas fuentes ATX, pero con los conectores de la placa del tipo AT.

Grfica 4. Esquema de conectores ATX y AT.

Fuentes ATX, que sustituyeron a las fuentes AT a partir de la salida de los procesadores Pentium, y que son las que se utilizan en la actualidad.Grfica 5. Fuente de alimentacin ATX, 700 w.

Estas fuentes no llevan interruptor como sistema de encendido (si acaso llevan uno para seguridad), correspondiendo la funcin de encendido a un contacto controlado por la placa base, que mediante un corto enva una seal que es la encargada de activar o desactivar la fuente. Las fuentes ATX siempre estn suministrando un canal de 5 v a la placa base para mantener constante esta funcin. Tambin permiten activarse mediante otros medios, como puede ser mediante la tarjeta de red o mediante el mdem.

Grfica 6. Fuente de alimentacin de gama alta. Los conectores de alimentacin a los perifricos son independientes

En cuanto a los conectores, estos pasaron de ser dos de 6 pines a uno de 20 pines (conocidos como conectores ATX), a los que con la salida de los P IV se les aadi un conector independiente de 4 pines y 12 v.Grfica 7. Conector ATX de 20 pines y alimentacin de 4 pines

Posteriormente se han ido aadiendo salidas de alimentacin. En primer lugar, con la salida de las placas para P IV775 se actualizaron los conectores ATX, incorporando 4 pines ms, uno de cada voltaje (12, 5 y 3.3 v.) ms uno de masa. Posteriormente a los molex se les aadi unos conectores para alimentacin para discos SATA y ms recientemente, en las fuentes de gama alta, conectores de alimentacin para tarjetas grficas SLI.

Grfica 8. Esquema de conectores ATX de 24 y de 20 pines

Hay un tipo especial de fuentes de alimentacin llamadas Fuentes redundantes, que se trata de dos fuentes de alimentacin en una. Estas fuentes tienen una sola entrada y un solo juego de cables de salida, pero internamente son dos fuentes, por lo que si una se daa, la otra sigue manteniendo la alimentacin.Grfica 9. Imagen de una fuente de alimentacin redundante

2. PROTOBOARDEl nombre protoboard es una contraccin de los vocablos inglesesprototype boardy es el trmino que se ha usado ampliamente en los pases de habla hispana.Estas placas para realizar prototipos electrnicos estn agujereadas con conexiones internas dispuestas en hileras, de modo que forman una matriz de taladros a los que podemos directamente insertarcomponentes y formar el circuito deseado. Como el nombre indica, se trata de montar prototipos, de forma eventual,por lo que probamos y volvemos a desmontar los componentes, quedando la protoboard lista para el prximo experimento. Estos prototipos que montemos no pueden trabajar a frecuencias mayores de 20 Mhz. ya que entre las filas para la insercin de componentes hay capacidades parsitas que nos afectaran el funcionamiento del circuito.En estos tableros llamados protoboard montaremos los circuitos formados por resistencias, condensadores, transistores, LEDS, dgitos, pulsadoresy circuitos integrados principalmente. Hay que tener en cuenta que para realizar las conexiones entre componentes utilizaremos cables, que tienen que ser de un hilo o rgido de 0,5 a 0,75mm de dimetro aproximadamente. Estos cables tambin se venden adecuados a los protoboard. Tambin hay que tener cuidado de no usar intensidades de corriente muy altas por las conexiones de la placa.

Grfica 10. Imagen de Protoboard.

Estructura del protoboard: Bsicamente un protoboard se divide en tres partes: La central: Es la regin localizada en el medio del protoboard, se utiliza para colocar los circuitos integrados. A los lados de la central: En ella van Los buses y se localizan en ambos extremos del protoboard. Parte exterior de la placa. Hay dos filas de contactos a cada lado de la placa para poner la alimentacin del circuito.

3. RESISTENCIAS :

Una resistencia es uno de los tipos bsicos de componentes electrnicos. Tienen dos terminales y un semiconductor, y un carbn en el medio. Un semiconductor es justo lo que parece: algo que conduce la electricidad, pero no tan bien. Mientras que los conductores como el cobre y el oro se utilizan en circuitos para permitir el flujo de electricidad libremente, un semiconductor se utiliza para proporcionar una cierta resistencia al flujo de electricidad. Es por eso que una resistencia tiene este nombre. Cuando la electricidad pasa a travs de los semiconductores, parte de ella se convierte en calor. Cuanto mayor sea el voltaje, mayor es la energaGrfica 11. Imagen de una resistencia y sus cdigos de colores de resistencia.

4. CABLES PARA PROTOBAR:

En electrnica es comn tener que hacer puentes para todo tipo de conexin en protoboard, por lo comn se usan pequeos cables con revestimiento para que el circuito quede bien esttica y funcionalmente. En el comercio hay KIT de electrnica que contienen puentes normales y puentes con punta dura y soporte para realizar conexiones rpidas, ya sea para protoboard o usarse con entrenadoras, mdulos Arduino etc.Grfica 12. Imagen de un protoboard conectado a los claves de revestimiento.

5. MULTIMETRO DIGITAL:

Es un instrumento electrnico de medicin que generalmente calcula voltaje, resistencia y corriente, aunque dependiendo del modelo demultmetropuede medir otras magnitudes como capacitancia y temperatura. Gracias al multmetro podemos comprobar el correcto funcionamiento de los componentes y circuitos electrnicos.

Leyendo el instructivo:Es importante leer el instructivo del fabricante para asegurar el buen funcionamiento del instrumento y evitar accidentes en el operario.

Ventajas sobre el multmetro analgico:Una palabra lo dice todo, exactitud.

PARTES Y FUNCIONES DE UN MULTMETRO DIGITAL.A continuacin describiremos las partes y funciones de unmultmetro(Steren MUL-270), recuerda que generalmente losmultmetrosson semejantes, aunque dependiendo de modelos, pueden cambiar la posicin de sus partes y la cantidad de funciones, es por eso que cada parte tiene un smbolo estndar que identifica su funcin.

Grfica 11. Imagen de un Multmetro digital indicando sus rangos y tipos de medicin.

1.-Power: Botn de apagado-encendido.

2.-Display: Pantalla de cristal lquido en donde se muestran los resultados de las mediciones.

3.-Llave selectora deltipo y rango de medicin: Esta llave nos sirve para seleccionar el tipo de magnitud a medir y el rango de la medicin.

4.-Rangos y tipos de medicin: Los nmeros y smbolos que rodean la llave selectora indican el tipo y rango que se puede escoger. En la imagen anterior podemos apreciar los diferentes tipos de posibles mediciones de magnitudes como el voltaje directo y alterno, la corriente directa y alterna, la resistencia, la capacitancia, la frecuencia, prueba de diodos y continuidad.

5.-Cables rojo y negro con punta: El cable negro siempre se conecta al borne o jack negro, mientras que el cable rojo se conecta al jack adecuado segn la magnitud que se quiera medir. A continuacin vemos la forma en que se conectan estos cables al multmetro.

6.-Borne de conexin o jack negativo: Aqu siempre se conecta el cable negro con punta.

7.-Borne de conexin o jack para el cable rojo con punta para mediciones de voltaje (V), resistencia () y frecuencia (Hz). Su smbolo es el siguiente.

8.-Borne de conexin o jack para el cable rojo con punta para medicin de miliamperes (mA).

9.-Borne de conexin o jack para el cable rojo con punta para medicin de amperes (A).

10.-Zcalo de conexin para medir capacitares o condensadores.

11.-Zcalo de conexin para medir temperatura.

6. CORRIENTE CONTINUAla corriente directa o corriente continua es aquella cuyas caractersticas elctricas o electrones fluyen siempre en el mismo sentido en un circuito elctrico cerrado, movindose del polo negativo hacia el polo positivo de una fuente de fuerza electromotriz, tal como ocurre en las bateras o en cualquier otra fuente generadora de ese tipo de corriente elctrica.

II. Desarrollo

2.1Parte Terico:Para el desarrollo de esta prctica utilizamos los siguientes materiales electrnicos: Fuente de computadora 1und. Protoboard 1und. Resistencias 4 und (10k,1k, 2k y 1.5k). Cables para protoboard. Multmetro Simulador PROTEUS.

2.2Parte simulacin:La simulacin se realiz en el software Proteus versin 7.8

1k:

1.5k

3k

2k

2.1 Parte experimental

Conexin del circuito

Medicin del Voltaje del primer resistor.

Medicin del Voltaje del segundo resistor

Medicin del Voltaje del Tercer Resistor

Medicin del Voltaje del cuarto Resistor

III. Cuadro de resumen:

RESUMEN

PARTE TEORICAPARTE SIMULADOR (PROTEUS)PARTE PRACTICA

Vth2.6 v2.6 v2.6 v

VeqvR13k 1.32v1.29v

R21k 0.71v0.69v

R32k 1.09v1.06v

R41.5k 0.92v0.9v

IV. CONCLUCIONES

Un anlisis de circuito de corriente continua con el teorema de thevenin no tan solo se realiza a travs de un clculo matemtico, sino tambin por medio de un simulador y en un protoboard.

Al realizar un anlisis minucioso y ordenado en los mtodos, el margen de error en la comprobacin debe de ser un mnimo valor (decimales), eso demostrar la realizacin de un buen trabajo.

V. RECOMENDACIONES

Se debe adquirir una fuente de energa estable para la precisin del voltaje mediante el MULTIMETRO. Comprar resistencias de menor ohmiaje para apreciar el anlisis de circuitos de corriente continua.