LABORATORIO DE CIRCUITOS ELCTRICOS I

LABORATORIO DE CIRCUITOS ELCTRICOS I

INTRODUCCIN

Podemos definir fuente de alimentacin como aparato electrnico modificador de la electricidad que convierte la tensin alterna en una tensin continua.

Remontndonos un poco en la historia describiremos que en la industria no se contaba con equipos elctricos, luego se empezaron a introducir dispositivos elctricos no muy sofisticados por lo que no eran muy sensibles a sobretensiones, luego llegaron los equipo ms modernos que necesitaban de bajos voltajes y por lo tanto eran muy sensibles a sobretensiones, cambios bruscos o ruido en las tensiones de alimentacin por lo que se ha iniciando la construccin de fuentes de alimentacin que proporcionaran el voltaje suficiente de estos dispositivos y que garanticen la estabilidad de la tensin que ingresa al equipo.

Hoy en da los equipos electrnicos, en su mayora, funcionan con corriente continua, as, el dispositivo que convierte la corriente alterna a corriente continua, en los niveles requeridos por el circuito electrnico a alimentar, se llama fuente de alimentacin.

En resumen la funcin de una fuente de alimentacin es convertir la tensin alterna en una tensin en una tensin continua.

Existen bsicamente dos tipos de fuente de alimentacin:

La fuente conmutada La fuente regulada

Cada una con sus caractersticas, sus ventajas y desventajas. Se utiliza una de ellas de acuerdo al uso final que van a tener, es decir; segn los requerimientos de estabilidad y rendimiento que tenga la carga a alimentar.

FUENTES DE ALIMENTACION D.C.

I. OBJETIVOS

Conocer y utilizar los equipos de laboratorio del curso. Medir la resistencia interna de una fuente de D. C.

II. MATERIALES

Multmetro: Un multmetro, tambin denominado tester o multitester, es un instrumento elctrico porttil para medir directamente magnitudes elctricas activas como corrientes y potenciales (tensiones) o pasivas como resistencias, capacidades y otras. Las medidas pueden realizarse para corriente continua o alterna y en varios mrgenes de medida cada una. Los hay analgicos y posteriormente se han introducido los digitales cuya funcin es la misma

Fuente D.C.: Adapta un voltaje AC o alterno a un patrn directo, o sea de polaridad, voltaje e intensidad fijos a la salida con un polo positivo y uno negativo. Para ello adapta primero el voltaje a travs de un transformados o resistor, despus ya con el voltaje adecuado, lo hace pasar por un grupo de diodos (uno, dos o cuatro diodos e disposicin especfica) para permitir pasar hacia una sola salida las partes de voltaje positivo y dejar otro polo como referencia, tierra o negativo. El voltaje finalmente se regula con capacitores o reguladores con circuito integrado para eliminar variaciones de tal voltaje.

Miliampermetro: Es un aparato para medir corriente elctrica, en un rango muy pequeo

Potencimetro: Un potencimetro es un resistor cuyo valor de resistencia es variable. De esta manera, indirectamente, se puede controlar la intensidad de corriente que fluye por un circuito si se conecta en paralelo, o la diferencia de potencial al conectarlo en serie. Normalmente, los potencimetros se utilizan en circuitos de poca corriente.

Protoboard: Una placa de pruebas, tambin conocida como protoboard o breadboard, es una placa de uso genrico reutilizable o semipermanente, usado para construir prototipos de circuitos electrnicos con o sin soldadura. Normalmente se utilizan para la realizacin de pruebas experimentales. Adems de los protoboard plsticos, libres de soldadura, tambin existen en el mercado otros modelos de placas de prueba.

Extensin y conectores:Un conector elctrico es un dispositivo para unir circuitos elctricos, pueden ser los llamados bananos o cables; nosotros usamos cables delgados ya que trabajamos en el protoboard.

PUENTE DE WHEATSTONE

Un puente de Wheatstone. es un instrumento elctrico de medida inventado por. Samuel Hunter Christie en 1832, mejorado y popularizado por Sir Charles Wheatstone en 1843. Se utiliza para medir resistencias desconocidas mediante el equilibrio de los brazos del puente. Estos estn constituidos por cuatro resistencias que forman un circuito cerrado, siendo una de ellas la resistencia bajo medida.

En la Figura 1 vemos que, Rx es la resistencia cuyo valor queremos determinar, R1, R2 y R3 son resistencias de valores conocidos, adems la resistencia R2 es ajustable. Si la relacin de las dos resistencias del brazo conocido (R1/R2) es igual a la relacin de las dos del brazo desconocido (Rx/R3), el voltaje entre los dos puntos medios ser nulo y por tanto no circular corriente alguna entre esos dos puntos C y B.Para efectuar la medida lo que se hace es variar la resistencia R2 hasta alcanzar el punto de equilibrio. La deteccin de corriente nula se puede hacer con gran precisin mediante el galvanmetro A.La direccin de la corriente, en caso de desequilibrio, indica si R2 es demasiado alta o demasiado baja. El valor de la F.E.M. (E) del generador es indiferente y no afecta a la medida.

Cuando el puente est construido de forma que R3 es igual a R2, Rx es igual a R1 en condicin de equilibrio. (Corriente nula por el galvanmetro).Asimismo, en condicin de equilibrio siempre se cumple que:

Si los valores de R1, R2 y R3 se conocen con mucha precisin, el valor de Rx puede ser determinado igualmente con precisin. Pequeos cambios en el valor de Rx rompern el equilibrio y sern claramente detectados por la indicacin del galvanmetro.De forma alternativa, si los valores de R1, R2 y R3 son conocidos y R2 no es ajustable, la corriente que fluye a travs del galvanmetro puede ser utilizada para calcular el valor de Rx siendo este procedimiento ms rpido que el ajustar a cero la corriente a travs del medidor.

III. EXPERIMENTACIN

PROCEDIMIENTO

a. Mida el valor de cada uno de los resistores.b. Implementamos el Ckto. N1 y medimos el valor de la resistencia equivalente en los terminales ab

Tabla N1

RR1R2R3R4R5

R medida100270 120 180 220

R practica110 268 120 176 219

R ab terico.424.25

R ab prctico.436

Resistencia equivalente terico: 424.25 Resistencia equivalente practico: 436

PUENTE RESISTIVO BALANCEADO

Procedimiento:

a. Implementamos el Ckto. N2 con los valores especificados.b. Medir los valores R ab para los siguientes valores R: 1K, 2.2K, 5K y 10K.c. Finalmente mida el valor de R ab sin la presencia de R.

Tabla N 2

R0K1K2.2K5K10K

R ab terico3597.123597.123597.123597.123597.12

R ab practico3.121k2.83k2.919k3.002k3.054k

Medida de la resistencia interna de la fuente:

2 Mtodo:

Implemente el Ckto. N4a, mida el voltaje sin carga (Vsc) anote este valor. Implemente el Ckto. N4b y mida los valores de (Vcc) e (Icc) con carga. Ri = (Vsc Vcc) / I(cc)

Tabla N 3 V (sc)V (cc)I (cc)Ri (fuente)

Valor terico5v5v1mA0 R

Valor prctico5.002 V4.995 V1.2 mA5.83 R

IV. CUESTIONARIO FINAL

1. Calcular en forma terica el valor de la Resistencia equivalente del circuito N1; compare con el valor hallado en forma prctica y exprese la diferencia en error porcentual.Resistencia equivalente terica: 65.43kResistencia equivalente practica: 64.3 k

Ckto. N1

R ab terico = 424.25R ab practico = 436

Error porcentual =

2. Calcular en forma terica el valor de la resistencia equivalente del circuito N2; compare con el valor hallado en forma prctica y exprese la diferencia en error porcentual.

Ckto. N2 Para R= 0Rab terico = 3597.12Rab practico = 3.121kError porcentual =

Para R= 1K

Rab terico = 2.8kRab practico = 2.83kError porcentual =

Para R= 2.2k

Rab terico = 2.92kRab practico = 2.919kError porcentual =

Para R= 5k

Rab terico = 3kRab practico = 3.002kError porcentual =

Para R= 10k

Rab terico = 3.1kRab practico = 3.054kError porcentual =

3. A qu atribuye las diferencias entre los valores hallados en forma terica y practica (Referencia a pregunta 1 y 2).

Las diferencias entre ambos casos se deben a lo estudiado en esta experiencia, nos referimos a que en lo ideal nuestras fuentes no presentan ninguna resistencia que interfiera ni en serie ni paralelo con las dems resistencia y por lo tanto no existe ninguna cada de tensin.

Caso contrario presentan los resultados en el laboratorio y como explicamos en el informe previo, existe una resistencia interna que influye en los resultados esta presencia hace que existe una diferencia mostrada en porcentajes en las preguntas anteriores.

4. En el circuito N2 analice y explique el porqu son iguales los valores de R ab para:

a. Valores diferentes de (R)

A este arreglo se le denomina puente wheatstone aunque se usa regularmente para medir resistencias. En este caso permite explicar el resultado obtenido tericamente. La relacin que existe entre las resistencias R1 Y Rx es la misma que la de R2 y R3 lo que da como resultado que no exista tensin entre C y B. Con lo que se explica que no importa cul sea la resistencia que se ubique entre estos puntos.

b. Sin (R) Puente Wheatstone

5. Determine el valor de la resistencia interna de la fuente D.C. hallada; explique el mtodo utilizado.

V(sc)V(cc)I(cc)Ri

Vt551mA0

Vp5.0024.9951.2mAX

Para hallar la resistencia equivalente se usa la ley de mallas de kirchoff as igualamos el voltaje de la resistencia colocada mas el voltaje de la resistencia interna debera ser igual al de la fuente como conocemos la intensidad podemos hallar R interna.

V. CONCLUSIONES

Se uso el concepto de Puente de Wheatstone, como en el siguiente circuito, donde se cumple que R1*R3 = R2*Rx

Tener en cuenta el efecto de carga ya que este disminuye el voltaje real a medida que la resistencia aumente.

Saber utilizar los instrumentos de medicin y propiciar su correcto uso.

VI. BIBLIOGRAFIA

Circuitos Elctricos // Dorf Svoboda // 6ta Edicin

http://electronica.uteq.edu.mx/practicas/electronicas

http://es.wikipedia.org/wiki/Puente_de_Wheatstone

Fundamento de Circuitos Elctricos // Charles K. Alexander Matthew N. O. Sadiku

INFORME N 4 FUENTE DE ALIMENTACION DE D.C. 1