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Enviado por: erick0807 10 febrero 2012Tags: Palabras: 11131 | Páginas: 45Views: 614

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

(UNAD)

TECNOLOGIA ELECTRONICA

201418- ANALISIS DE CIRCUITOS DC

GRUPO 07

TRABAJO COLABORATIVO

“LABORATORIO PRACTICA TEORICA Y SIMULADO”

ERICK UYOQUE GIRALDO

13.568.734

TUTOR

ANGEL ALEJANDRO RODRIGUEZ

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CEAD ACACIAS

17-NOVIEMBRE-2011

ACACIAS (META)

CONTENIDO

INTRODUCCION

OBJETIVO

MARCO TEORICO

DESARROLLO DEL LABORATORIO

ACTIVIDAD (LABORATORIO TEORICO-SIMULADO)

CONCLUSION

INTRODUCCION

Este trabajo se basa en el conocimiento de Instrumento de Medición de Voltajes, Intensidad, Resistencias y Potencia de circuitos eléctricos en Serie y en Paralelos tanto en DC y AC, el saber cómo obtener un resultado tanto teórico y real, conocer qué tipo de circuito estoy empleando o haciendo.

La producción de grandes cantidades de energía eléctrica, ha sido posible gracias a la utilización de las máquinas generadoras que basan su funcionamiento en los fenómenos electromagnético.

Los circuitos domésticos representan una aplicación práctica, en nuestro mundo de aparatos eléctricos es útil entender los requerimientos y limitaciones de potencia de sistemas eléctricos convencionales y las medidas de seguridad que deben tomarse para evitar accidentes.

Un circuito eléctrico está constituido por cualquier conjunto de elementos a través de los cuales pueden circular cargas eléctricas. Existirá pues, un conjunto de dispositivos eléctricos (por ejemplo fuentes, resistencias, inductancias, capacidades, transformadores, transistores, etc.) interconectados entre sí.

MARCO TEORICO

Un circuito es una red eléctrica (interconexión de dos o más componentes, tales como resistencias, inductores, capacitores, fuentes, interruptores y semiconductores) que

contiene al menos una trayectoria cerrada.

Los circuitos que contienen solo fuentes, componentes lineales (resistores, capacitores, inductores), y elementos de distribución lineales (líneas de transmisión o cables) pueden analizarse por métodos algebraicos para determinar su comportamiento en corriente directa o en corriente alterna.

Un circuito que tiene componentes electrónicos es denominado un circuito electrónico.

OBJETIVO

Conocer los elementos de medidas.

Saber utilizar un Multímetro tanto en DC y AC.

Saber en un Protoboard como es un Circuito en Serie y en Paralelo.

Saber identificar el Voltaje, la Corriente, la Resistencia, La Potencia y el Porcentaje de Error que hay en un Circuito en una medida tanto Real y Teórico.

Poder saber plantear un Circuito en Serie y en Paralelo.

DESARROLLO DEL LABORATORIO

ACTIVIDAD 1 (LABORATORIO TEORICO)

PRACTICA UNO

CARACTERÍSTICAS DE LAS RESISTENCIAS ELECTRICAS

MATERIALES Y EQUIPO:

Multímetro análogo y Digital (puntas de prueba).

Protoboard y alambres (cal # 24 o 26).

10 Resistencias diferentes de 100Ω a 100kΩ. (1/4 W).

Resistencias de igual valor.

Fuente DC. O una batería de 12 voltios con su conector.

Herramienta básica: pelacables, alicates, cortafrío, etc.

OBJETIVO

Calcular teóricamente y verificar experimentalmente el comportamiento real de un

circuito resistivo dado (serie, paralelo o mixto (escalera)), empleando en lo posible diferentes tipos de resistores comerciales y combinando su conexión, para analizar y determinar sus características de respuesta.

Determinar teóricamente el valor de resistencias.

Identificar otra clase de resistencias.

Establecer la tolerancia en una resistencia.

PROCEDIMIENTO.

PRIMERA PARTE:

Si ya conoce y tiene experiencia con el Protoboard, omita este paso, de lo contrario, inicie verificando con el Multímetro en la escala de ohmios o en continuidad, la manera como están conectados los puntos longitudinales y transversales, luego dibuje su propia versión y constate con el docente tutor su opinión.

Las resistencias que compre yo fueron de 10 kΩ por el cual les he hecho la ecuación para verificar con el multímetro.

En donde la ecuación es:

R=AB*10C D= R=10*103 Tolerancia de ± 5%.= R= 10kΩ.

Midiendo la continuidad del Protoboard con Multímetro Digital, el cual nos da un resultado de 0.001KΩ.; como nos muestra el registro fotográfico.

SEGUNDA PARTE:

Elija 6 resistencias (mínimo), mida cada una por separado y escriba los valores en forma de lista; con ellas dibuje tres circuitos resistivos (diseñados según su criterio), calcule las resistencias parciales y totales según se requiera. Realice cada montaje en el protoboard e indique, si es serie, paralelo o mixto; tome la medida de las resistencias parciales o totales, empleando el Óhmetro (A / D).

Liste los valores y compárelos con los obtenidos teóricamente; si existe diferencia, calcule el porcentaje de error:

%E((Valor Teorico-Valor Medido)/(Valor Teorico))*100%

Analice y explique la causa de las diferencias y saque sus conclusiones.

PRIMER CIRCUITO:

CIRCUITO EN PARALELO.

En este circuito midiendo con el multimetro empleando el ohmetro me da un valor de 27,5kΩ.

Ahora voy hallar los valores teoricos:

Primero vamos a tomar la Resistencia Equivalentes (Req) de R6 y R3:

Req= R_5+R_6= 10kΩ+10kΩ=20kΩ a este lo llamaremos R_7

Ahora voy hallar el valor de Req, de R3 y R4:

Req=10kΩ+10kΩ=20kΩ A este lo llamaremos R_8

Ahora voy hallar la Req, de R7 y R8:

Req=(20kΩ*20kΩ)/(20kΩ+20kΩ)=10kΩ

Tenemos como resultado 10kΩ el cual va ser R9, ahora vamos a tomar el valor de R1, R2, R9:

Rep=10kΩ+10kΩ+10kΩ=30kΩ

Como tenemos un margen de error tanto en el medido con el teorico, vamos hallar el porcentaje de error:

%E((Valor Teorico-Valor Medido)/(Valor Teorico))*100%= ((30kΩ-27,5kΩ)/30kΩ)*100%=0,083kΩ

SEGUNDO CIRCUITO:

DIVISOR DE CIRCUITO DE UN CIRCUITO MIXTO.

En este circuito midiendo con el multimetro empleando el ohmetro me da un valor de 33,33kΩ.

Como tenemos un circuito de resistencia en paralelo de tres (3) resistencia idénticas, entonces tenemos lo haremos con esta ecuación Req=R/n:

Req=10kΩ/3=3.33kΩ

Ahora tenemos R7 que es 3.33kΩ y ahora tenemos un circuito en serie para este lo hayamos de la siguiente manera Req= R1+ R2+ R3 + R7 (que es el resultado de R4, R5 y R6):

Req=10kohm+10kohm+10kohm+3.33kohm=33.33kΩ

TERCER CIRCUITO:

CIRCUITO EN SERIE.

En este circuito midiendo con el multimetro empleando el ohmetro me da un valor de 60kΩ.

Tenemos un circuito en Serie entonces vamos hallar Req. de R1, R2, R3, R4, R5 y R6 el cual la podemos hallar con la ecuación Req=R_1+R_2+R_3+R_4+R_5+R_6:

〖Req〗_T= 10kΩ+10kΩ+10kΩ+10kΩ+10kΩ+10kΩ=60Ω

Y aquí les muestro el registro fotográfico de la medida de las Resistencia en este circuito en serie:

TERCERA PARTE

Elabore la tabla del código de colores para resistencias. Tome ahora el valor de cada resistencia, empleando esta tabla. Repita el proceso de cálculo y análisis desarrollado en la segunda parte y con las conclusiones obtenidas, responda: ¿Qué papel desempeña el valor de ―tolerancia ―, dado por el fabricante. ¿Qué valores de tolerancia poseen las resistencias comerciales? ¿En qué casos su valor es crítico? ¿Qué factor determina el tamaño de una resistencia en un circuito? Mencione por lo menos diez tipos de resistencias fijas y variables que ofrece el mercado electrónico y dibuje las más usadas.

Dígitos Multiplicador Tolerancia (D)

Negro 0 Plateado 10-2 Plateado ± 10%

Marrón 1 Dorado 10-1 Dorado ± 5%

Rojo 2 Negro 100 Marrón ± 1%

Naranja 3 Marrón 101

Amarillo 4 Rojo 102

Verde 5 Naranja 103

Azul 6 Amarillo 104

Violeta 7 Verde 105

Gris 8 Azul 106

Blanco 9

Tabla de Código de Colores de Resistencia.

Pues la ecuación con la que hallamos el valor de la resistencia es R=AB*10C D; pues las resistencias que yo utilice todas son de las mismas características, que tienen de valor de 10Ω.

Ahora voy hallar el valor de mis resistencias:

R=10*〖10〗^3 ±5%=

10kΩ ±5%

Qué papel desempeña el valor de “tolerancia”, dado por el fabricante?

La tolerancia es un parámetro que expresa el error máximo sobre el valor óhmico nominal con que ha sido fabricado un determinado resistor. Por ejemplo, un resistor de valor nominal 470 W con una tolerancia del 5 % quiere decir que el valor óhmico real de ese resistor puede oscilar entre el valor nominal más el 5 % del mismo, y el valor nominal menos el 5 %. Es decir, entre:

470 - 0.05 * 470=446.5

470 + 0.05 * 470= 493.5

Si no se usan siempre resistores de alta precisión (baja tolerancia) es porque el coste es elevado y para las aplicaciones normales es suficiente con una tolerancia relativamente alta.

¿Qué valores de tolerancia poseen las resistencias comerciales? Y ¿En qué casos su valor es crítico?

No se fabrican resistores de todos los valores posibles por razones obvias de economía. Además sería absurdo, ya que, por ejemplo, en un resistor de 100 W y 10 % de tolerancia, el fabricante nos garantiza que su valor está comprendido entre 90 W y 100 W, por lo tanto no tiene objeto alguno fabricar resistores de valores comprendidos entre estos dos últimos.

Hay tolerancias del 1 por mil, del 1 %, 5 %, 10 % y 20 %.

Para la serie de resistores que se fabrican con una tolerancia del 10 % que es la más utilizada, los valores comerciales son:

10 18 33 56

12 22 39 68

15 27 47 82

Y los mismos seguidos de ceros.

Resistores de valores muy pequeños no son comunes, por la dificultad que entraña ajustar su valor. Resistores de valores muy grandes son difíciles de conseguir, porque en ellos comienza a tener importancia fenómenos como la resistencia superficial, condiciones ambientales, etc. Y tampoco es normal su uso.

Por ejemplo:

En la serie de resistores con tolerancia del 10 % el valor más pequeño es de 4,7 W y el mayor de 22 MW. En la serie del 5 % los valores extremos son 0,33 W 7- 10 MW.

¿Qué factor determina el tamaño de una resistencia en un circuito?

Entre los factores que determinan la resistencia eléctrica, cuando se establece una diferencia de potencial entre dos puntos de un material, está su constitución, es decir, el elemento o compuesto de que está hecho el material influye de manera importante en su comportamiento. Por ejemplo: Dos barras idénticas en dimensiones y forma, una de Cobre y otra de Hierro, si se someten a la misma diferencia de potencial entre puntos equivalentes, tienen resistencias diferentes, siendo la del Cobre menor que la del Hierro.

Este factor relacionado con la constitución del material se caracteriza a través de una magnitud física llamada resistividad; valores altos de ella en una sustancia nos indican que es poco conductora de la electricidad y valores bajos nos señalan lo contrario. En la tabla siguiente tienes los valores de la resistividad para algunos materiales.

El tamaño y la forma del objeto material influyen en su resistencia. Por ejemplo: A) La Separación entre los puntos donde se aplica la diferencia de potencial determina la corriente que ha de circular por él. Por ejemplo: La resistencia de una barra de cobre es mayor en la medida que estos puntos estén más separados. De manera similar si se tienen dos barras de igual material e idéntica sección transversal, tendrán resistencias diferentes si son de largos diferentes.

Dentro de este tenemos las Resistencia fijas como son:

RESISTENCIAS DE CARBÓN

Es el tipo más utilizado y el material base en su construcción es el carbón o grafito. Son de pequeño tamaño y baja disipación de potencia. Según el proceso de fabricación y su constitución interna, podemos distinguir:

RESISTENCIAS AGLOMERADAS:

También se conocen con el nombre de "composición", debido a su constitución: una mezcla de carbón, materia aislante, y resina aglomerante. Variando el porcentaje de estos componentes se obtienen los distintos valores de resistencias.

Entre sus características se puede destacar:

-Robustez mecánica y eléctrica (sobrecarga).

-Bajos coeficientes de tensión y temperatura.

-Elevado nivel de ruido.

-Considerables derivas.

RESISTENCIAS DE CAPA DE CARBÓN:

En este tipo de resistencias, la fabricación está basada en el depósito de la composición resistiva sobre un cuerpo tubular formado por materiales vítreos cerámicos. Como características más importantes:

-Elevado coeficiente de temperatura.

-Soportan mal las sobrecargas.

-Ruido y coeficiente de tensión prácticamente nulos.

-Mayor precisión y menores derivas que las aglomeradas.

RESISTENCIAS METÁLICAS

Estas resistencias están constituidas por metales, óxidos y aleaciones metálicas como material base. Según el proceso de fabricación y aplicación a la que se destinan podemos distinguir:

RESISTENCIAS DE CAPA METÁLICA:

Están constituidas por un soporte que puede ser de pírex, vidrio, cuarzo o porcelana, sobre el que se depositan capas por reducción química para el caso de óxidos metálicos o por vaporización al vacío para metales o aleaciones metálicas. Los óxidos más utilizados son de estaño, antimonio e indio, como metales y aleaciones de oro, platino, indio y paladio dentro del grupo de metales preciosos.

Estos componentes tienen una gran estabilidad y precisión y un bajo nivel de ruido por lo que suelen ser utilizadas en aplicaciones exigentes.

Entre sus características más importantes:

-Rangos reducidos de potencia y tensión.

-Estrechas tolerancias y elevada estabilidad.

-Bajo coeficiente de temperatura y altas temperaturas de funcionamiento.

-Reducido nivel de ruido.

RESISTENCIAS DE PELÍCULA METÁLICA:

La diferencia fundamental con las anteriores está en las técnicas de fabricación utilizadas, mediante las cuales se han conseguido integrar redes de resistencias. Los materiales base usados en su fabricación y los cuerpos soporte son los característicos de las resistencias metálicas, a excepción de los óxidos metálicos. Dentro de este tipo también podemos diferenciar dos tipos: de película delgada y de película gruesa, diferenciándose en las características constructivas.

Las principales ventajas de estas resistencias radican en su reducido tamaño, y sobre todo en la disponibilidad de redes de resistencias como componente integrado. A pesar de su reducido margen de potencia, inferior a 1/2 W, las ventajas respecto a las resistencias discretas se pueden resumir en:

-Coste menor para un mismo número de resistencias.

-Reducción del cableado, peso y espacio en el circuito.

-Tolerancias más ajustadas.

-Características generales de las unidades integradas muy similares y valores nominales prácticamente idénticos.

-Posibilidad de obtención de valores óhmicos distintos en función de la configuración interna y el número de resistencias integradas.

Esta última posibilidad está ligada al tipo de encapsulado en que se presenta la red. En la práctica los más comunes que se nos presentan son:

-Tipo SIL, disposición de terminales en una línea, usada también para algunos tipos de conectores.

-Tipo DIL, característica de los encapsulados de circuitos integrados.

RESISTENCIAS BOBINADAS:

En este tipo se emplean como soportes núcleos cerámicos y vítreos, y como materiales resistivos metales o aleaciones en forma de hilos o cintas de una determinada

resistividad, que son bobinados sobre los núcleos soporte.

Generalmente se suele hacer una subdivisión de este tipo en bobinadas de potencia y bobinadas de precisión, según la aplicación a la que se destinan.

Como características generales se pueden destacar las siguientes:

-Gran disipación de potencias y elevadas temperaturas de trabajo.

-Elevada precisión, variación con la temperatura y baja tensión de ruido.

-Considerables efectos inductivos.

-Construcción robusta.

Las resistencias bobinadas se pueden incluir en algunos de los modelos comerciales siguientes: hilo descubierto, esmaltadas, vitrificadas, y aisladas.

Estas imágenes de resistencias son las más utilizadas en el comercio las cuales son llamadas Resistencias Fijas.

CUARTA PARTE

Tome ahora una fotocelda colóquela cerca de la luz y mida su resistencia.

Ahora coloque la fotorresistencia en el lugar de poca luz realice nuevamente la medición entre sus terminales.

Respuesta:

Para medir la resistencia de la fotocelda, se coloca o se ponen las puntas del multímetro en la Bobina de la resistencia, luego al colocarla a la exposición de la luz solar nos da un valor de 11,2 kΩ, y cuando la llevamos a la sombra la medición nos da 0,7mΩ.

COMPROBACIÓN DE CONCEPTOS

De acuerdo a las medidas tomadas anteriormente ¿Cómo cree que es el comportamiento de la fotocelda?

Debido a que la fotocelda está construida con un material sensible a la luz, de tal manera cuando se pone a exposición directa a la luz solar el material sufre una reacción química, alterando el valor de la resistencia.

¿Es posible considerar la fotocelda como un sensor? ¿Por qué?

Las Fotoceldas o Fotorresistencias son resistores que varían su valor de acuerdo a la intensidad de la luz, razón por la cual se trata de un sensor analógico, es decir que

siempre toma valores distintos, no podrías tomar un valor lógico 1 o 0 como en lógica digital.

¿Cómo influye en un circuito si colocamos un cortocircuito en paralelo con una resistencia?

En el momento de hacer una elección de resistencia ¿qué se debe tener en cuenta?

Primero que todo el código de colores para hacer la elección correcta y saber cuánto mide, y segundo la Tolerancia de la resistencia, porque con ella podemos tratar de obtener el resultado de un valor exacto o que se aproxime.

El rango de tolerancia de qué manera influye en el comportamiento de una resistencia?

Porque puede ser un valor muy significativo.

PRACTICA DOS

MEDIR Y CALCULAR VOLTAJES DC. CON MUTÍMETRO A / D.


Multímetro análogo y Digital (puntas de prueba).

Protoboard y alambres (cal # 24 o 26).

10 Resistencias diferentes de 100Ω a 100kΩ. (1/4 W).

Puntas para prueba de la fuente DC.

Herramienta básica: pelacables, alicates, cortafrío, etc.

OBJETIVO:

Realizar mediciones de voltaje en corriente continua (DC), empleando el Multímetro digital y análogo, en una serie de circuitos propuestos, a fin de lograr que el estudiante, adquiera habilidades tanto en el manejo del instrumento como en la toma, organización y cálculo de datos teóricos y prácticos.

Comparar datos medidos con datos calculados.

Establecer diferencias entre datos medidos y calculados.

PROCEDIMIENTOS

PRIMERA PRÁCTICA

Monte en el Protoboard cada uno de los siguiente circuitos usando valores de resistencias que usted elija, en los diagramas asigne un valor de orden numérico a cada una de las resistencias (R1, R2, R3,.......). Coloque el Multímetro en la escala de voltaje y proceda a medir el voltaje en cada uno de los elementos que hacen parte del circuito, luego mida los voltajes en cada nodo, asigne como nodo referencia el que usted quiera.

PRIMER CIRCUITO

Ahora voy a tabularle el valor de voltaje de cada elemento:

Resistencias R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7

Valor en Voltios(V) 8,894 84,55m 21m 166u 166u 21,17m 105,7m

Ahora voy hallar el valor a cada nodo:

Ahora voy a tabular los valores de cada nodo:

Nodos A B C D F G

Valor en Voltios (V) 5,001 24,41m 24,41m 3,505 3,505 5,697

Teóricamente halle los valore ya previamente medidos, si encuentra alguna diferencia, ¿ a qué cree que se deba? , calcule el porcentaje de error.

Voy hallar primero que todo la Resistencia Total:

Req1=(R_4*R_5)/(R_4+R_5 )= (120Ω*10KΩ)/(120Ω+10KΩ)=1200000Ω/10120Ω=118,57Ω

Req2=Req1+R_3=118,57Ω+15kΩ=15118,57Ω

Req3=(Req2*R_6)/(Req2+R_6 )=(15118,57Ω*3kΩ)/(15118,57Ω+3kΩ)=45355710Ω/18148,57Ω=2503,27Ω

Req4=Req3+R_2=2503,27Ω+10kΩ=12503,27Ω

Req5=(Req4*R_7)/(Req4*R_7 )=(12503,27Ω*120Ω)/(12503,27Ω+120Ω)=1500392,4Ω/12623,27Ω=118,86Ω

R_T=Req5+R_1=118,86Ω+10kΩ=10118,86Ω

Ahora voy hallar el voltaje en cada elemento:

V_R1=(V_T*R_1)/R_T = (9v*10k)/10118,86Ω= 90kA/10118,86Ω=8,894v

V_R2=(V_T*R_2)/R_T = (9v*10k)/10118,86Ω=90kA/10118,86Ω=8,894v

V_R3=(V_T*R_3)/R_T = (9v*15kΩ)/10118,86Ω=135kA/10118,86Ω=13,34v

V_R4=(V_T*R_4)/R_T = (9v*120Ω)/10118,86Ω=1080A/10118,86Ω=0,106v



V_R7=(V_T*R_7)/R_T = (9v*120Ω)/10118,86Ω=1080A/10118,86Ω=0,106v

SEGUNDO CIRCUITO

Ahora voy a tabular los valores en voltaje de cada elemento:


Valor en Voltios(V) 84,16m 7.013 426,8m 1,824 1,398 78,1m 504,9m

Ahora voy a tabular los valores de cada Nodo:

Nodos A B C D

Valores en Voltios(V) 9 5,103 9 830m

Primero que todo vamos hallar el valor de las Req., de R2, R6 y R5, porque el circuito es triangular:

R_x=(R_5*R_4)/(R_5+R_4+R_3 )=(15kΩ*3kΩ)/(15kΩ+3kΩ+10kΩ)=45kΩ/28kΩ=1,61kΩ

R_Y=(R_5*R_3)/(R_5+R_4+R_3 )=(15kΩ*10kΩ)/(15kΩ+3kΩ+10kΩ)=150kΩ/28kΩ=5,36kΩ

R_Z=(R_3*R_4)/(R_5+R_4+R_3 )=(10kΩ*3kΩ)/(15kΩ+3kΩ+10kΩ)=30kΩ/28kΩ=1,07kΩ

AHORA TENEMOS ESTE CIRCUITO RESULTANTE:

Ahora hallemos Req1, de RY y RZ:

Req1=5,36kΩ+1,07kΩ=6,43kΩ

Y también hallemos el Req2, de R6 y R7:

Req2=120Ω+10kΩ=10120Ω o 10,12kΩ

Ahora obtenemos este nuevo circuito:

Ahora hallemos el valor de las Req4, de Req1 y Req2:

Req4= (Req1*Req2)/(Req1+Req2)= (6,43kΩ*10,12kΩ)/(6,43kΩ+10,12kΩ)=(65,0716kΩ^2)/16,55kΩ=3,93kΩ

Ahora tenemos un circuito resistente en serie, ahora hallemos ReqT, total del circuito:

ReqT=R_1+R_X+〖Req〗_4+R_2=120Ω+1,61kΩ+3,93kΩ+10kΩ=15660Ω o 15,66kΩ

Ahora podemos obtener la Intensidad Total:

I=V/ReqT= 9V/15,66kΩ=0.574kAmp

Ahora voy hallar los valores de voltaje de cada elemento:

V_R1=(V_T*R_1)/〖Req〗_T =(9v*120Ω)/15,66kΩ=1080Amp/15,66kΩ=6,9mV

V_R2=(V_T*R_2)/〖Req〗_T =(9v*10kΩ)/15,66kΩ=90kAmp/15,66kΩ=5,75V




V_R6=(V_T*R_6)/〖Req〗_T =(9v*120Ω)/15,66kΩ=1080Amp/15,66kΩ=6,9mV


Luego mida con el Multímetro análogo y digital cada una de las resistencias que empleó en cada uno de los circuitos montados. Compare estos valores con los teóricos (el código de colores)

Esta es la medida que me da con el multimetro a la Resistencia de 120Ω.

Esta es la medida que me da con el multimetro a la Resitencia de 10kΩ.




Esta es la medida que me da con el multimetro a la Resitencia de 120Ω.


Varíe el valor de la fuente de voltaje entre 0 y nueve voltios en rangos de 1.5 Vol. (para ello la fuente de 9V se sustituye por baterías de 1.5 V en serie, según se necesite, hágalo

sólo en un circuito el que usted elija).

Ahora voy a tabular los voltajes de cada elemento:

Resistencia R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7

Valores en Voltios(V) 14,03m 1,169 71,14m 304,1m 232.9m 13,02m 84,16m

Ahora voy a tabular el valor de los Nodos:

Nodo A B C D

Valores en Voltaje(V) 346,7m 850,5m 1,5 138,3m

Primero que todo vamos hallar el valor de las Req., de R3, R4 y R5, porque el circuito es triangular:

R_x=(R_5*R_4)/(R_5+R_4+R_3 )=(15kΩ*3kΩ)/(15kΩ+3kΩ+10kΩ)=45kΩ/28kΩ=1,61kΩ

R_Y=(R_5*R_3)/(R_5+R_4+R_3 )=(15kΩ*10kΩ)/(15kΩ+3kΩ+10kΩ)=150kΩ/28kΩ=5,36kΩ

R_Z=(R_3*R_4)/(R_5+R_4+R_3 )=(10kΩ*3kΩ)/(15kΩ+3kΩ+10kΩ)=30kΩ/28kΩ=1,07kΩ

AHORA TENEMOS ESTE CIRCUITO RESULTANTE:

Ahora hallemos Req1, de RY y RZ:

Req1=5,36kΩ+1,07kΩ=6,43kΩ

Y también hallemos el Req2, de R6 y R7:

Req2=120Ω+10kΩ=10,12kΩ

Ahora obtenemos este nuevo circuito:

Ahora hallemos el valor de las Req3, de Req1 y Req2:

Req3= (Req1*Req2)/(Req1+Req2)= (6,43kΩ*10,12kΩ)/(6,43kΩ+10,12kΩ)=(65,0716kΩ^2)/16,55kΩ=3,93kΩ

Ahora tenemos un circuito resistente en serie, ahora hallemos Req, total del circuito:

ReqT=R_1+R_X+〖Req〗_3+R_2=120Ω+1,61kΩ+3,93kΩ+10kΩ=15,66kΩ

Ahora hallemos la Intensidad:

I=V/R= 1.5V/15,66kΩ=0,95µAmp

Ahora voy hallar los valores de voltaje de cada elemento:

V_R1=(V_T*R_1)/〖Req〗_T =(1,5v*120Ω)/15,66kΩ=180Amp/15,66kΩ=11,5mV

V_R2=(V_T*R_2)/〖Req〗_T =(1,5v*10kΩ)/15,66kΩ=15kAmp/15,66kΩ=0,95mV

V_R3=(V_T*R_3)/〖Req〗_T =(1.5v*10kΩ)/15,66kΩ=15kAmp/15,66kΩ=0,95V

V_R4=(V_T*R_4)/〖Req〗_T =(1,5v*3kΩ)/15,66kΩ=4,5kAmp/15,66kΩ=2,88dV

V_R5=(V_T*R_5)/〖Req〗_T =(1,5v*15kΩ)/15,66kΩ=22,5kAmp/15,66kΩ=1,43V

V_R6=(V_T*R_6)/〖Req〗_T =(1,5v*120Ω)/15,66kΩ=180Amp/15,66kΩ=11,5mV

V_R7=(V_T*R_7)/〖Req〗_T =(1,5v*10kΩ)/15,66kΩ=15kAmp/15,66kΩ=0,95V

Mida el voltaje presente en cada nodo. Tabule estos valores.

NODO 1 NODO 2 NODO 3 NODO 4

346,7mV 850,5mV 1,5V 138,3mV

¿Qué sucede cuando, el valor de la fuente de voltaje se acerca a cero?

Es porque nos muestra un cortocircuito.


¿Cuál según usted es la diferencia que hace más confiable las medidas tomadas en un Multímetro digital comparado con uno análogo?

La diferencia del Multímetro Digital al Análogo es porque el Digital nos da un valor más exacto.

¿Cómo influye a la hora de tomar una medida la impedancia del instrumento?

Mientras más alta es la impedancia del multímetro la medición es más real, ya que en un multímetro con poca impedancia como esta, en una resistencia afectaría a la medición.

¿Cómo definiría usted sensibilidad, precisión?

SENSIBILIDAD: La sensibilidad de un instrumento se determina por la intensidad de corriente necesaria para producir una desviación completa de la aguja indicadora a través de la escala. El grado de sensibilidad se expresa de dos maneras, según se trate de un

amperímetro o de un voltímetro.

En el caso de un voltímetro, la sensibilidad se expresa de acuerdo con el número de ohmios por voltio, es decir, la resistencia del instrumento. Para que un voltímetro sea preciso, debe tomar una corriente insignificante del circuito y esto se obtiene mediante alta resistencia.

El número de ohmios por voltio de un voltímetro se obtiene dividiendo la resistencia total del instrumento entre el voltaje máximo que puede medirse. Por ejemplo, un instrumento con una resistencia interna de 300000 ohmios y una escala para un máximo de 300 voltios, tendrá una sensibilidad de 1000 ohmios por voltio. Para trabajo general, los voltímetros deben tener cuando menos 1000 ohmios por voltio.

PRESICION: La precisión es un término relacionado con la confiabilidad de un instrumento, es decir, si un instrumento proporciona resultados similares cuando se mide un material de referencia de manera repetida, entonces el instrumento es preciso. Por ejemplo, si se mide con un micrómetro un patrón de longitud 10 o 15 veces y la desviación estándar de los resultados de las mediciones es pequeña, digamos, 0,1% del valor central, entonces se puede considerar al instrumento como preciso.

Nuevamente, depende de la aplicación si la precisión de un instrumento es aceptable o no.

Responda: ¿Por qué la señal en el osciloscopio es lineal? ¿Qué pasa si la perilla del osciloscopio está en A.C.?

El Osciloscopio es Lineal cuando simplemente conecta los puntos muestreados con líneas. Senoidal: Conecta los puntos muestreados con curvas según un proceso matemático, de esta forma los puntos intermedios se calculan para rellenar los espacios entre puntos reales de muestreo. Usando este proceso es posible visualizar señales con gran precisión disponiendo de relativamente pocos puntos de muestreo.

Si la perilla del Osciloscopio está en modo A.C., quiere decir que la señal continua es bloqueada o suprimida.

¿Qué ocurre cuando conectamos el Multímetro en serie para medir voltaje?

Nunca nos dará ningún valor de Voltaje.

Y si cambiamos la escala en el Multímetro a mA., nos da un valor en mA, pero en serie.

PRACTICA TRES

MEDIR Y CALCULAR INTENSIDAD DC. CON MULTÍMETRO A / D.


Amperímetro análogo y / o digital con puntas de prueba.

Fuente DC. (Ajustada a 10Vdc).

10 Resistencias (ídem a la guía #2).

Demás elementos, componentes y herramientas como en guía #2.

OBJETIVO:

Desarrollar el proceso técnico empleado en el laboratorio, para medir (Multímetro A / D), calcular y comparar (analizar), valores de intensidad de corriente continua (DC.), en un circuito resistivo (red), conectado a una fuente DC.

Establecer el funcionamiento de otros dispositivos como la fotocelda.

Identificar el instrumento con mayor precisión para tomar medidas.

Determinar la influencia en las mediciones de la impedancia de un instrumento de medida.

PROCEDIMIENTO

Monte cada uno de los siguientes circuitos:

CIRCUITO 1

Voy hallar la Req, de R4 y R6, porque se encuentra en serie:

R_eq1= R_4+R_6=3kΩ+120Ω=360kΩ

Ahora hallamos el valor de Req2, de R3 y R5:

R_eq2= R_3+R_5=10kΩ+15kΩ=25kΩ

Ahora hallamos el valor de Req1 y Req2:

Req3=(R_eq1*R_eq2)/(R_eq1+R_eq2 )= (360kΩ*25kΩ)/(360kΩ+25kΩ)= (9000kΩ^2)/385kΩ=23,376kΩ

Ahora tenemos un circuito en serie, el cual vamos hallar el valor de ReqT, de R1, R2 y Req3:

ReqT=120Ω+10kΩ+23,376kΩ=33,496kΩ

Ahora voy hallar la Intensidad Total del Circuito:

I_T=10V/33,496kΩ=298,5µAmp

Ahora voy hallar la Intensidad de las Resistencia R1 y R2:

I=V/R_1 = 10V/120Ω=8,33cAmp

I= V/R_2 = 10V/10kΩ=1mAmp

Ahora hallemos la Intensidad de R8 y R7:

I_1= (I_T*R_eq2)/(R_eq1+R_eq2 )= (298.5µAmp*25kΩ)/(360kΩ+25kΩ)=7,46mV/385kΩ=19,3nAmp

I_2=(I_T*R_eq1)/(R_eq1+R_eq2 )= (298.5µAmp*360kΩ)/(360kΩ+25kΩ)=0,10V/385kΩ=0,279µAmp

Ahora voy hallar los valores de los dos nodos:

Nodos A B

Valores en Amperimetro 75,56µ 75,56µ

CIRCUITO 2

Primero que todo vamos hallar el valor R3, R6 y R5, el cual lo llamaremos Rx, Ry y Rz:

R_X= (R_6*R_3)/(R_3+R_5+R_6 )=(120Ω×10kΩ)/(10kΩ+15kΩ+120Ω)=(1,2MΩ^2)/25,120kΩ=47,77Ω

R_Y=(R_6×R_5)/(R_3+R_5+R_6 )=(120Ω×15kΩ)/(10kΩ+15kΩ+120Ω)=(1,8MΩ^2)/25,120kΩ=71,65Ω

R_Z=(R_3×R_5)/(R_3+R_5+R_6 )=(10kΩ×15kΩ)/(10kΩ+15kΩ+120Ω)=(150kΩ^2)/25,120kΩ=5,97kΩ

Ahora tenemos un circuito de esta forma:

Ahora vamos hallar Req1, de Rz y Ry:

〖Req〗_1= R_z+R_y=5,97kΩ+71,65Ω=6,04165kΩ

Ahora vamos hallar el Req2, de R4 y R7:

〖Req〗_2=R_4+R_7=3kΩ+10kΩ=13kΩ

Quedando el circuito de esta forma:

Ahora hallemos el valor de la Req1 y Req2, el cual lo llamaremos Req3:

〖Req〗_3= (〖Req〗_1×〖Req〗_2)/(〖Req〗_1+〖Req〗_2 )=(6,04kΩ×13kΩ)/(6,04kΩ+13kΩ)=(78,52kΩ^2)/19,04kΩ=4,12kΩ

Ahora hallemos el valor de las Resistencia R1, R2, Rx y Req3; por lo que ellos se encuentran en serie:

〖Req〗_t=R_1+R_2+R_X+〖Req〗_3=120Ω+10kΩ+47,77Ω+4,12kΩ=14,287kΩ

Y ahora vamos hallar la Intensidad Total del circuito:

I_T=V/〖Req〗_t =10V/14,287kΩ=0,7mAmp

Ahora vamos hallar la intensidad de cada Resistencia Req1 y Req2:

I〖Req〗_1=(I_T×〖Req〗_2)/(〖Req〗_1+〖Req〗_2 )=(0,7mAmp ×13kΩ)/(6,04kΩ+13kΩ)= 9,099mAmp(kΩ)/19.04kΩ=0,48mAmp

〖IReq〗_2=(I_T×〖Req〗_1)/(〖Req〗_1+〖Req〗_2 )=(0,7mAmp ×6,04kΩ)/(6,04kΩ+13kΩ)=(2,34432Amp(Ω))/19,04kΩ=0,235mAmp

CIRCUITO 3

Ahora vamos hallar las Resistencias de R8, R9 y R10; el cual se encuentran en triangulo:

R_x=(R_9×R_10)/(R_8+R_9+R_10 )=(3kΩ×10kΩ)/(15kΩ+3kΩ+10kΩ)=(30kΩ^2)/28kΩ=1,07kΩ

R_y=(R_9×R_8)/(R_8+R_9+R_10 )=(3kΩ×15kΩ)/(15kΩ+3kΩ+10kΩ)=(45kΩ^2)/28kΩ=1,60kΩ

R_z=(R_10×R_8)/(R_8+R_9+R_10 )=(10kΩ×15kΩ)/(15kΩ+3kΩ+10kΩ)=(150kΩ^2)/28kΩ=5,35kΩ

Ahora vamos hallar la suma de las Resistencias de Ry y Rz:

〖Req〗_1=R_y+R_z=1,60kΩ+5,35kΩ=6,95kΩ

Ahora vamos hallar las resistencias Rx, R6, R7, y Req1:

〖Req〗_2=R_x+R_6=1,07kΩ+120Ω=1,190kΩ

〖Req〗_3=〖Req〗_1+R_7=6,95kΩ+10kΩ=16,95kΩ

Ahora voy hallar las Resistencias de Req2 y Req3:

〖Req〗_4=(〖Req〗_2×〖Req〗_3)/(〖Req〗_2+〖Req〗_3 )=(1,190kΩ×16,95kΩ)/(1,190kΩ+16,95kΩ)=(20,1705kΩ^2)/18,14kΩ=1,112kΩ

Ahora vamos hallar los valores de ls Resistencias R4, R6 y Req4; este lo tenemos triangular:

R_a=(R_6×〖Req〗_4)/(R_4+R_6+〖Req〗_4 )=(120Ω×1,112kΩ)/(3kΩ+120Ω+1,112kΩ)=(1,232kΩ^2)/4,232kΩ=0,29kΩ

R_b=(R_6×R_4)/(R_4+R_6+〖Req〗_4 )=(120Ω×3kΩ)/(3kΩ+120Ω+1,112kΩ)=(360kΩ^2)/4,232kΩ=85,06kΩ

R_c=(〖Req〗_4×R_4)/(R_4+R_6+〖Req〗_4 )=(1,112kΩ×3kΩ)/(3kΩ+120Ω+1,112kΩ)=(3,336kΩ^2)/4,232kΩ=0,788kΩ

Ahora hallemos el valor de las Resistencia Rb y Rc:

〖Req〗_5= R_b+R_c=85,06kΩ+0,788kΩ=85,848kΩ

Ahora hallemos los valores de Resistencia de R2, R3, Ra y Req5:

〖Req〗_6=R_a+R_2=0,29kΩ+10kΩ=10,29kΩ

〖Req〗_7=R_3+〖Req〗_5=10kΩ+85,848kΩ=95,848kΩ

Ahora voy hallar estas Resistencia que se encuentran en paralelo:

〖Req〗_8=(〖Req〗_6×〖Req〗_7)/(〖Req〗_6+〖Req〗_7 )=(10,29kΩ×95,848kΩ)/(10,29kΩ+95,848kΩ)= 〖986,276kΩ〗^2/106,138kΩ=9,3kΩ

Ahora vamos hallar el valor de las resistencias que están en serie:

〖Req〗_T=R_1+〖Req〗_8=120Ω+9,3kΩ=9,420kΩ

Ahora voy hallar la Intensidad Total del circuito:

I_T=V/〖Req〗_T = 10V/9,420kΩ=1,0mAmp

Ahora voy hallar la Intensidad que pasa por R8 y R10:

I_8=(I_T×R_10)/(R_8+R_10 )=(1.0mAmp×10kΩ)/(15kΩ+10kΩ)=1.0Amp(kΩ)/25kΩ=0,042Amp o 4,2cAmp

I_10=(I_T×R_8)/(R_8+R_10 )=(1,0mAmp×15kΩ)/(15kΩ+10kΩ)=15,92Amp(kΩ)/25kΩ=0,63Amp

Ahora vamos hallar los valores de Amperios a cada Nodo del circuito:

Nodos A B C D E F G H

Valor en Amperios(A) 82,88µ 129,62µ 10,47µ 87,75µ 1,76m 82,88µ 129,62µ 10,47n

Monte el siguiente circuito en el protoboard:

Mida el voltaje de la fotocelda cuando está cerca de la luz

El voltaje nos dio 10 voltios, al estar expuesta a la luz.

Retire la fotocelda de la luz y mida nuevamente el voltaje

Quitandola de la luz obtenemos en el multimetro la medida de 6,82 voltios.

Compare los valores obtenidos

Pues el resultado que se obtiene a la luz del sol es mayor al que se le da, colocandola a la sombra.


¿Puedo medir corriente con el osciloscopio?

Sí, porque en él se posibilitan la medida directa de las corrientes en un circuito. Las hay para medida de corriente alterna y continua. Poseen una pinza que abarca el cable a través del cual se desea medir la corriente. Al no situarse en serie con el circuito causan muy poca interferencia en él.

¿Cómo describiría el funcionamiento de la fotocelda?

Una fotocelda presenta un bajo valor de su resistencia ante la presencia de luz, y, un alto valor de resistencia ante la ausencia de luz.

¿Cuál según usted es la diferencia que hace más confiable las medidas tomadas en un Multímetro digital comparado con uno análogo?

La diferencia del Multímetro Digital al Análogo es porque el Digital nos da un valor más exacto.

¿Cómo influye a la hora de tomar una medida la impedancia del instrumento?

Si estamos en régimen permanente con corriente alterna sinusoidal. Es decir, que todos los generadores de tensión y de corriente son sinusoidales y de la misma frecuencia, y que todos los fenómenos transitorios que pueden ocurrir al comienzo de la conexión se han

atenuado y desaparecido completamente.

Si todos los componentes son lineales. Es decir, componentes o circuitos en los cuales la amplitud (o el valor eficaz) de la corriente es estrictamente proporcional a la tensión aplicada. Se excluyen los componentes no lineales como los diodos. Si el circuito contiene inductancias con núcleo ferromagnético (que no son lineales), los resultados de los cálculos sólo podrán ser aproximados y eso, a condición de respetar la zona de trabajo de las inductancias.

¿Cómo definiría usted sensibilidad, precisión?

SENCIBILIDAD: La sensibilidad del instrumento se indica por el número de amperios, miliamperios o microamperios que deben fluir por la bobina para producir una desviación completa. Así, un instrumento que tiene una sensibilidad de 1 miliamperio, requiere un miliamperio para producir dicha desviación, etcétera.

PRESICION: En las especificaciones de un multímetro normalmente leo en precisión por ejemplo en la escala 0-20 volts DC la información +- 0,5% + 1d. No logro interpretar los siguientes:

1) ¿+- 0,5% de refiere al porcentaje de la escala (en mi ejemplo 20 volts) o a la cifra leída (por caso 12 volts)?

2) ¿Que significa el +1d (a veces +2d...y hasta he visto casos de +15d): es la cifra por la cual debo multiplicar el último digito del display y sumarlo a la cifra calculada por el porcentaje de precisión?

¿Si dentro de un circuito observa el calentamiento de una resistencia, como solucionaría el problema, sin cambiar el valor de la resistencia?

Hay que saber que es normal que dependiendo el uso que se le esté dando a la resistencia está caliente, ahora si la temperatura es muy alta tanto que cambien la coloración de la superficie de la resistencia, puede indicar dos cosas:

Primero que hay un problema en el circuito que ocasiona, que circule una corriente mayor a la prevista.

Segundo si se está diseñando el circuito es que el nivel de potencia de la resistencia es muy bajo, por lo que simplemente debes colocar otra resistencia de una potencia mayor P=I2*R o P=V2/R, I2 es corriente al cuadrado y V2 es voltaje al cuadrado.

¿Qué ocurre cuando conectamos el Multímetro en serie para medir voltaje?

Nunca nos dará ningún valor de Voltaje.

Y si cambiamos la escala en el Multímetro a mA., nos da un valor en mA, pero en serie.

PRACTICA CUATRO

MEDIR Y CALCULAR VOLTAJES A.C. CON MUTÍMETRO A / D.


Agregar a los ya utilizados en prácticas anteriores, un transformador 509 con el cable conector para 110Vrms (A.C.).

OBJETIVO:

Identificar, medir y dibujar, los voltajes de A.C. que presenta en el primario y en el secundario el transformador 509. (de uso frecuente en el campo de la electrónica aplicada). Además, medir y calcular todos los voltajes de A.C. que presenta un circuito resistivo propuesto, empleando Multímetro análogo y digital.

Comprobar el funcionamiento de un transformador reductor ( 509)

Identificar de forma práctica la impedancia en un transformador.

Establecer con la ayuda del profesor la estructura y funcionamiento del transformador 509.

PROCEDIMIENTO

Empleando un Multímetro en la escala de ohmios mida entre los diferentes terminales del transformador. En forma de tabla escriba los diferentes valores e indique de acuerdo con los valores obtenidos cual es el primario y cual es el secundario. Explique por que las diferencias encontradas en las medidas ( si las hay).

En este simulador colocando en los puntos primario me da un valor de 1,481 Ohm.

Ahora colocando los conectores al transformador en los puntos secundarios el valor que me da es de 1,476 Ohm.

Después de identificar los diferentes terminales, conecte el transformador TRF.509 a la toma de A.C. del banco de laboratorio, emplee para ello un cable y la clavija (solicítelos al almacenista). Usando tanto el voltímetro análogo como el digital, mida los voltajes rms en cada par de terminales, tabule estos valores. ¿Encontró alguna diferencia en estos valores?, si es así explique a qué se deben.

En este punto donde tengo el multimetro estoy tomando el valor del voltaje en la Terminal Secundaria, el cual nos da un valor de 110V.

En esta figura nos muestra el valor de medicion en la Terminal Primaria, elcual nos da el mismo valor que en el Terminal Secundario que es de 110V.

Monte tres circuitos resistivos:

En este circuito nos podemos dar cuenta que el valor en voltaje que nos da en este Resistencia me da un valor de 148,3mV.


Valores en Voltios(V) 148,3mV 6,143V 58,41mV 14,6mV 14,6mV 73,01mV 6,216V

Ahora voy a darles los valores de voltaje a cada Nodo:

Nodos N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7T

Valor en Voltios(V) 6,289V 73,7mV 44,01mV 6,364V 4,059V 4,529V 6,364V

Primero que todo voy hallar lo que tenemos en paralelo:

〖Req〗_1=(R_4×R_5)/(R_4+R_5 )=(3kΩ×15kΩ)/(3kΩ+15kΩ)=〖45kΩ〗^2/18kΩ=2,5kΩ

〖Req〗_2=R_3+〖Req〗_1=10kΩ+2,5kΩ=12,5kΩ

Req3=(〖Req〗_2×R_6)/(〖Req〗_2+R_6 )=(12,5kΩ×120Ω)/(12,5kΩ+120Ω)=〖1,5MΩ〗^2/12620Ω=118,86Ω

〖Req〗_4=R_2+〖Req〗_3=10kΩ+118,86Ω=10118,86Ω

〖Req〗_5=(〖Req〗_4×R_7)/(〖Req〗_4+R_7 )=(10118,86Ω×10kΩ)/(10,118kΩ+10kΩ)=(10118〖8600Ω〗^2)/20,118kΩ=5029,75Ω

〖Req〗_T=R_1+〖Req〗_5=120Ω+5,029kΩ=5149,75Ω

I=V/(Req_T )= 9Vrms/5149,75Ω=1,74mAmp

Ahora voy hallar el voltaje de cada elemento:

V_1=R_1/(R_1+(R_2+R_3+R_4+R_5+R_6+R_7))*V=120Ω/5149,75Ω*9V=0,21V

V_2=R_2/(R_2+(R_3+R_4+R_5+R_6+R_7))*V=10KΩ/10,116KΩ*9V=8,89V

V_3=R_3/(R_3+(R_4+R_5+R_6))*V=10KΩ/10,114KΩ*9V=8,89V

V_4=R_4/(R_4+R_5 )*V=3KΩ/18KΩ*9V=1,5V

V_5=R_5/(R_5+R_4 )*V=15KΩ/18KΩ*9V=7,5V

V_6=R_6/(R_6+(R_3+R_4+R_5 ) )*V=120Ω/12,620KΩ*9V=9,5V

V_7=R_7/(R_7+(R_2+R_3+R_4+R_5+R_6))*V=10KΩ/20118,86Ω*9V=4,47V

CIRCUITO DOS

Vamos a tabular los valores medidos de cada elemento en el circuito:

Resistencia R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7

Valor en Voltaje(V) 15,83m 1,319 1,319 395,8m 1,979 15,83m 1,319

En este circuito no tengo ningun nodo por lo que el circuito es en serie.


R_T=R_1+R_2+R_3+R_4+R_5+R_6+R_7=120Ω+10KΩ+10KΩ+3KΩ+15KΩ+120Ω+10KΩ=48,240KΩ

V_1=R_1/(R_1+(R_2+R_3+R_4+R_5+R_6+R_7 ) )*V=120Ω/48,240KΩ*9V=0,0223V O 22,3mV

V_2=R_2/(R_2+(R_1+R_3+R_4+R_5+R_6+R_7 ) )*V=10KΩ/48,240KΩ*9V=1,86V




V_6=R_6/(R_6+(R_1+R_2+R_3+R_4+R_5+R_7 ) )*V=120Ω/48,240KΩ*9V=22,3mV


CIRCUITO TRES

Voy a tabularle los valores en voltaje de cada elemento:

Resistencia R1 R2 R3 R4 R5 R7

Valor en Voltios(V) 59,28m 390m 390m 1,365 585m 4,94

Ahora voy a tabular las medidas hechas con el multimetro los Nodos en este circuito:

Nodos A B

Valores en Voltios(V) 1,455V 6,364V

Ahora voy hallar la resistencia total y la Intensidad total del circuito:

〖Req〗_1=R_4+R_2=3kΩ+10kΩ=13kΩ

〖Req〗_2=R_3+R_5=10kΩ+15kΩ=25kΩ

〖Req〗_3=(R_eq1×R_eq2)/(〖Req〗_1+〖Req〗_2 )=(13kΩ×25kΩ)/(13kΩ+25kΩ)=(325kΩ^2)/38kΩ=8,552kΩ

〖Req〗_T=R_1+R_7+〖Req〗_3=120Ω+10kΩ+8,55kΩ=18,6726kΩ

I_T=V/〖Req〗_T =9Vrms/18,6726kΩ=0,481mAmp

Ahora voy hallar el voltaje que corre por la Resistencia R1:

V_1=R_1/(R_1+(R_7+〖Req〗_3 ) )*V=120Ω/18,6726kΩ*9V=57,8mV

V_2=R_2/(R_2+(R_3+R_4+R_5 ) )*V=10kΩ/38kΩ*9V=2,36V

V_3=R_3/(R_3+(R_2+R_4+R_5 ) )*V=10kΩ/38kΩ*9V=2,36V

V_4=R_4/(R_4+(R_2+R_3+R_5 ) )*V=3kΩ/38kΩ*9V=0,71V

V_5=R_5/(R_5+(R_2+R_3+R_4 ) )*V=15kΩ/38kΩ*9V=3,55V

V_7=R_7/(R_7+(R_1+R_eq3 ) )*V=10kΩ/18,6726kΩ*9V=4,82V

Aplique del secundario del transformador el menor voltaje que se pueda aplicar, conéctelo a uno de los circuitos que montó

Vemos el valor que se tomo en la Resistencia R1, el cual tiene el valor de 6,586fV; ahora voy a tabular los demas valores de cada resistencia:

Resistencia R1 R2 R3 R4 R5 R7

Valores en Voltios(V) 6,586fV 43,33fV 43,33fV 151,7fV 65fV 548,9fV

Ahora vamos a tabular los valores de cada Nodo en el circuito:

Nodos A B

Valor en Voltios(V) 161,7 fV 707,1 fV


¿Cuál es el nivel de corriente máximo que maneja este transformador?

este transformador que escogi tiene un máximo de nivel de corriente de 100TH, tanto en Primario como en Secundario.

Mida la impedancia del transformador compare este valor con sus compañeros y establezca según usted un posible rango para este valor.

¿Qué sucede con el funcionamiento del transformador cuando se encuentra en corto circuitos, sus bobinas?

Con una conexión de resistencia despreciable, las terminales de uno de los devanados y alimentar el otro con un voltaje reducido (aplicado en forma regulada_ de un valor reducido de tensión que representa un pequeño porcentaje del voltaje del devanado por alimentar, de tal forma, que en los devanados circulen las corrientes nominales. En esta condiciones se miden las corrientes nominales y la potencia absorbida.

Debido a que la tensión aplicada es pequeña en comparación con la tensión nominal, las pérdidas en vacío o en el núcleo se pueden considerar como despreciables, de manera que toda la potencia absorbida es debida a las pérdidas por efecto joule en los devanados primario y secundario.

¿Podemos darle uso a este transformador como bobina? De ser así: ¿cómo mediría este valor?

Para poder entender como funciona un transformador, un motor eléctrico u otro dispositivo o máquina eléctrica basada en bobinas, se hace necesario explicar como se produce el fenómeno de inducción eléctrica y, sobretodo, comprender como sucede la transferencia de potencia o energía.

PRACTICA CINCO

MEDIR Y CALCULAR INTENSIDAD A.C. CON MUTÍMETRO A / D.


Además de los ya utilizados en las prácticas anteriores, agregue resistencias de: 470Ω, 1.5kΩ, 2.2kΩ, 4.7kΩ y 7.8k.

OBJETIVO:

Identificar los aspectos que se involucran en el procedimiento empleado para medir intensidad de corriente alterna, con un Multímetro análogo y digital (Amperímetro o miliamperímetro), en un circuito de A.C., implementado con un transformador y varias resistencias.

Establecer experimentalmente el término r.m.s.

Identificar valores de carga para un transformador

Establecer diferencias entre voltaje r.m.s y voltaje pico a pico y voltaje pico.

PROCEDIMIENTO

Determine cual es el valor de la corriente (Irms), en el primario del

transformador 509. Explique: el significado de “rms”; ¿A qué equivale

este parámetro?; ¿Porqué se emplea en mediciones de A.C.?

El valor de la Intensidad rms se da asi:

R.M.S. (root mean square, valor cuadrático medio), y de hecho en matemáticas a veces es llamado valor cuadrático medio de una función. En el campo industrial, el valor eficaz es de gran importancia ya que casi todas las operaciones con magnitudes energéticas se hacen con dicho valor. De ahí que por rapidez y claridad se represente con la letra mayúscula de la magnitud que se trate (I, V, P, etc.). Su importancia se debe a que este valor es el que produce el mismo efecto calorífico que su equivalente en corriente continua.

Prepare el transformador para utilizar el secundario y conecte el Amperímetro de A.C., como indica la Figura:

PRIMER CIRCUITO EN SERIE

En este circuito se está midiendo con el Amperímetro en AC y nos da un valor de 392,8µA en R1.

Ahora voy a tabularle los valores que me dan en cada punto:

Medidas con el Amperímetro

Resistencia IT I1 I2 I3 I4 I5

Valores en Amperios(A) 13,09µA 13,09µA 13,09µA 13,09µA 13,09µA 13,09µA

En este circuito no encontramos ningun Nodo por lo que el circuito es en Serie y por eso los valores encada parte nos da el mismo valor.

Ahora voy hallar los valores de Intensidad en cada elemento:

Req_T=R_1+R_2+R_3+R_4+R_5=470kΩ+1,5kΩ+22kΩ+4,7kΩ+7,8kΩ=506kΩ

I_T=V/〖Req〗_T =9Vrms/506kΩ=17,78µAmp

I_1=(I_T*R_1)/〖Req〗_T =(17,78µA*470kΩ)/506kΩ=16,52µA

I_2=(I_T*R_2)/〖Req〗_T =(17,78µA*1,5kΩ)/506kΩ=52,7nA

I_3=(I_T*R_3)/〖Req〗_T =(17,78µA*22kΩ)/506kΩ=0,773µA

I_4=(I_T*R_4)/〖Req〗_T =(17,78µA*4,7kΩ)/506kΩ=0,165µA

I_5=(I_T*R_5)/〖Req〗_T =(17,78µA*7,8kΩ)/506kΩ=0,274µA

SEGUNDO CIRCUITO PARALELO

En este segundo circuito que es paralelo, nos da un valor con el Amperímetro en este puntoes de 568,6µAmp.

Ahora voy a tabular las medidas de los demás puntos con el Amperímetro de este simulador:

Nodos IT N1 N2 N3 N4

Valores en Amperios(A) 578µA 568,6µAmp 568,6µAmp 139,8µAmp 139,8µAmp


〖Req〗_1=(R_1*R_5)/(R_1+R_5 )=(470kΩ*7,8kΩ)/(470kΩ+7,8kΩ)=(3666〖kΩ〗^2)/477,8kΩ=7,67kΩ

〖Req〗_2=(R_2*R_4)/(R_2+R_4 )=(1,5kΩ*4,7kΩ)/(1,5kΩ+4,7kΩ)=(7,05〖kΩ〗^2)/6,2kΩ=1,13kΩ

R_T=〖Req〗_1+〖Req〗_2+R_3=7,67kΩ+1,13kΩ+2,2kΩ=11kΩ

I_T=V/R_T =9V/11kΩ=818,18µAmp

I_1=(I_T*R_1)/(R_1+R_5 )=(818,18µA*470kΩ)/477,8kΩ=804,82µAmp

I_2=(I_T*R_2)/(R_2+R_4 )=(818,18µA*1,5kΩ)/6,2kΩ=197,94µAmp

I_3=(I_T*R_3)/(R_3+(Req1+Req2) )=(818,18µA*2,2kΩ)/11kΩ=163,63µAmp



Nh

TERCER CIRCUITO MIXTO

En este circuito que es mixto, nos da un valor con el Amperimetro en el punto de Resistencia “R2” es de 0,156mA.

Ahora voy a tabular los demás valores de cada punto:

Nodos IT I1 I2

Valor en Amperios (A) 13,24µA 9,016µA 13,24µA

Ahora voy a realizar los valores teoricamente:

〖Req〗_1=(R_3*R_4)/(R_3+R_4 )=(2,2kΩ*4,7kΩ)/(2,2kΩ+4,7kΩ)=(10,34〖kΩ〗^2)/6,9kΩ=1,5kΩ

R_T=〖Req〗_1+R_5+R_1+R_2=1,5kΩ+7,8kΩ+470Ω+1,5kΩ=480,8kΩ

I_T=V/R_T =9V/480,8KΩ=0,018kAmp

I_1=(I_T*R_4)/(R_4+R_3 )=(0,018KΩ*4,7KΩ)/(4,7KΩ+2,2KΩ)=0.012Amp

I_2=(I_T*R_3)/(R_3+R_4 )=(0,018KΩ*2,2KΩ)/(2,2KΩ+4,7KΩ)=5,73mAmp

I_3=(I_T*R_5)/(R_5+R_1+R_2+〖Req〗_1 )=(0,018KΩ*7,8KΩ)/(7,8KΩ+470KΩ+1,5KΩ+1,5KΩ)=0,292mAmp

I_4=(I_T*R_1)/(R_1+R_5+R_2+〖Req〗_1 )=(0,018KΩ*470KΩ)/(470KΩ+7,8KΩ+1,5KΩ+1,5KΩ)=0,017Amp

I_5=(I_T*R_2)/(R_2+R_5+R_1+〖Req〗_1 )=(0,018KΩ*1,5KΩ)/(1,5KΩ+7,8KΩ+470KΩ+1,5KΩ)=56,15µAmp

Aplique del secundario del transformador el menor voltaje que se pueda

aplicar, conéctelo a uno de los circuitos que montó:

En este circuito tenemos la medida en el menor voltaje secundario del transformador el cual les voy a dar los valores tabulados:

Resistencia RT R1 R2 R3 R4 R5

Valores 3,479mV 3,406mV 6,083uV 8,922uV 15,005uV 57,04uV


Cuál seria la carga que se podría colocar en la salida de más alto voltaje del secundario

del TRF.509, que produzca una corriente máxima, sin dañarse?

En TV ( Tera Voltios).

¿Qué tipo de transformador es el 509 y porqué?

Eso depende de que circuito sea este transformador tiene salida de 6-6 y 9-9 voltios a 2 amperios.

¿Por qué al incrementarse la corriente en la carga, se disminuye el voltaje?

El voltaje se reduce por la relación de vueltas. Así, una relación de 5:1 disminuirá un voltaje de 25 voltios en el primario a un voltaje de 5 voltios en el secundario.

PRACTICA SEIS

LEY DE OHM


Multímetro Digital / Análogo.

Fuente regulada de voltaje D.C.

Protoboard y alambres conectores.

Resistencias varias ( tres de cada una) (1k<R<27K).

Diodo led ( uno)

OBJETIVO:

Basado en el principio que establece: ―la intensidad de corriente que circula por un conductor (resistencia), es directamente proporcional al voltaje aplicado en sus extremos‖, demostrar experimentalmente la Ley de Ohm. (I V).

Analizar el comportamiento de un diodo led en un circuito.

Establecer la relación existente entre voltaje, resistencia y corriente.

PROCEDIMIENTO

Tome las anteriores resistencias y conéctelas una a una como lo indica el circuito de la Figura 6.1. Para cada valor de resistencia que usted coloque

proceda a calcular teóricamente y luego usando el Multímetro digital la

corriente que circula por el circuitos.

Ahora voy a tabularle los valores de cada medida de amperios con 2v, 4v, 6v, 8v, 10v y 12v:

Voltajes(V) 2V 4V 6V 8V 10V 12V

Valores en Amperios(A) 1mA 2mA 3mA 4mA 5mA 6mA

Ahora lo voy hacer teoricamente:

I_2=V/R=2V/2kΩ=1mAmp P=V.I=2V*1mAmp=2mW








Valores en Amperios(A) 250µA 500µA 750µA 1mA 1,25mA 1,5mA


I_2=V/R=2V/8kΩ=250µAmp P=V.I=2V*250µAmp=500µW

I_4=V/R=4V/8kΩ=500µAmp P=V.I=4V*500µAmp=2mW

I_6=V/R=6V/8kΩ=750µAmp P=V.I=6V*750µAmp =4,5mW


I_10=V/R=10V/8kΩ=1,25mAmp P=V.I=10V*1,25mAmp=12,5mW

I_12=V/R=12V/8kΩ=1,5mAmp P=V.I=12V*1,5mAmp=18mW



Valores en Amperios(A) 200µA 400µA 600µA 800µA 1mA 1,2mA

I_2=V/R=2V/10kΩ=200µAmp P=V.I=2V*200µAmp=400µW

I_4=V/R=4V/10kΩ=400µAmp P=V.I=4V*400µAmp=1,6mW




I_12=V/R=12V/10kΩ=1,2mAmp P=V.I=12V*1,2mAmp=14,4mW



Valores en Amperios(A) 166,7µA 333,3µA 500µA 666,7µA 833,3µA 1mA


I_2=V/R=2V/12kΩ=166,66µAmp P=V.I=2V*166,66µAmp=333,33µW

I_4=V/R=4V/12kΩ=333,33µAmp P=V.I=4V*333,33µAmp=1,33mW

I_6=V/R=6V/12kΩ=500µAmp P=V.I=6V*500µAmp =3mW






Valores en Amperios(A) 66,67µA 133,3µA 200µA 266,7µA 333,3µA 400µA








Monte el siguiente circuito

Bueno, primero que todo yo empecé dandole a la fuente una tension de 2 Voltios, el cual no me encendio el LED, entonces lo hice con 3,4,5… 13 voltios y no me encendia el LED, porque al LED no le llegaba la suficiente Tension para que pudiera encender, entonces al llegar a la tension de 14 Voltios el Encendio y me pude dar cuenta que con la fuente regulada en 14 voltios al LED le llega la suficiente Tension para poder encender.

COMPROBACIÓN DE CONCEPTOS:

¿Cómo sería el comportamiento del circuito si las resistencias no son de carbón si no de alambre?

El comportamiento en DC es exactamente el mismo. En AC la cosa cambia,ya que las resistencias de carbón no añaden reactancia y las de alambre sí,ya que el alambre está devanado en forma de bobina provocando una pequeña inductancia que afecta el valor virtual a altas frecuencias.Las resistencias nunca son de alambre de cobre porque el valor siempre será muy bajo. Se usa un alambre resistivo especial llamado Nicromel.

¿Podemos hacer la anterior experiencia empleando la resistencia de grafito de un potenciómetro? ¿qué sucedería?

La resistencia esta conectada como potenciómetro si cada uno de los tres terminales se unen con distancias partes del circuito. Como la resistencia entre los terminales de los extremos es siempre la misma, resulta que el brazo variable puede cambiarse a cualquier posición entre los terminales de los extremos.

El potenciómetro varia la resistencia entre cada extremo y el contacto central, modificándose las resistencias a medida que se mueve el contacto variable, resultando que una resistencia aumenta, mientras que la otra disminuye.

Normalmente el terminal central corresponde al cursor o parte móvil del componente y entre los extremos se encuentra la resistencia.

¿Existen casos donde no funcione la Ley de Ohm? Explique.

Las evidencias empíricas mostraban que (vector densidad de corriente) es directamente proporcional a (vector campo eléctrico). Para escribir ésta relación en forma de ecuación es necesario agregar una constante arbitraria, que posteriormente se llamó factor de conductividad eléctrica y que representaremos como s. Entonces:

El vector es el vector resultante de los campos que actúan en la sección de alambre que se va a analizar, es decir, del campo producido por la carga del alambre en sí y del campo externo, producido por una batería, una pila u otra fuente de fem. Por lo tanto:

Puesto que , donde es un vector unitario tangente al filamento por el que circula la corriente, con lo cual reemplazamos y multiplicamos toda la ecuación por un :

Como los vectores y son paralelos su producto escalar coincide con el producto de sus magnitudes, además integrando ambos miembros en la longitud del conductor:

El miembro derecho representa el trabajo total de los campos que actúan en la sección de alambre que se está analizando, y de cada integral resulta:

Donde ϕ1 − ϕ2 representa la diferencia de potencial entre los puntos 1 y 2, y ξ representa la fem; por tanto, podemos escribir:

donde U12 representa la caída de potencial entre los puntos 1 y 2.

Donde σ representa la conductividad, y su inversa representa la resistividad ρ = 1/σ. Así:

Finalmente, la expresión es lo que se conoce como resistencia eléctrica.

Por tanto, podemos escribir la expresión final como lo dice abajo:

¿Si se usará una fuente de A.C , se podría aplicar la ley de ohm la fuente empleada fuera de A.C. como se aplicaría la Ley de Ohm y por qué?

La intensidad de corriente que circula por un circuito de C. A. es directamente proporcional a la tensión aplicada, e inversamente proporcional a la Impedancia.

La impedancia es la dificultad que pone el circuito al paso de la Corriente Alterna debido a elementos pasivos como: una Resistencia , una Bobina o un Condensador. Por otra parte, existen elementos activos que también oponen dificultad al paso de la corriente como: los motores, los transformadores

Dé un ejemplo práctico donde se demuestre con claridad la Ley de Ohm en un circuito.

Un circuito está constituido por una pila y una resistencia. La pila manda electrones y los electrones circulan por el cable. Estos electrones circulando es lo que se llama corriente

eléctrica (I).

Se la pone con la letra I porque el verdadero nombre de la corriente eléctrica es " Intensidad de corriente”. La ley de Ohm dice que en un circuito eléctrico siempre se cumple que V = I x R.

En la fórmula V = I x R, V es la diferencia de potencial, I es la corriente que circula y R es la resistencia del cable.

PRACTICA SIETE

TEORAMA DE MÁXIMA TRANSFERENCIA DE POTENCIA.


Fuente de voltaje regulada D.C.

Multímetro Análogo y Digital.

Protoboard y alambres conectores.

Resistencia de 100Ω a 1 vatio.

Potenciómetro de 1k.

Interruptor doble polo, doble tiro.

Led (1)

OBJETIVO:

Comprobar experimentalmente que: La máxima transferencia de potencia de una fuente de voltaje a su carga, se produce cuando la resistencia de la carga es igual a la resistencia interna de la fuente.

Determinar teóricamente y experimentalmente valores de potencia en cada elemento de un circuito.

Establecer la relación entre voltaje y potencia.

PROCEDIMIENTO

Monte en el protoboard en el circuito.

Voltaje Potenciometro Voltaje Resultante

5V 1kΩ 5V

9V 17Ω 9V

12V 230Ω 12V

Ahora voy a realizar los valores teoricos de corriente:

I_1=V_1/P_r1 =5V/1kΩ=5mA

I_2=V_2/P_r2 =9V/17Ω=53cA

I_3=V_3/P_r3 =12V/230Ω=52mA

El valor mas altos que se tuvo de corriente con el potenciometro es de 17Ω y el voltaje de 9V; y el valor minimo fue de 1kΩ en el potenciometro y el voltaje de 5V.

En la posición A-C, podemos afirmar que estamos midiendo corriente ¿por qué?

En la posición A-C no se está midiendo corriente por que el circuito esta cerrado. Para poder saber tenemos que poner el voltímetro en posición en serie para poder tomar el valor de la corriente.

Calcule la potencia en las resistencias para cada uno de los valores del potenciómetro que usted elija.

P_1=V_1*I_1=5V*5mAmp=25mW

P_2=V_2*I_2=9V*52cAmp=4,76W

P_3=V_3*I_3=12V*52mAmp=62cW

Colóquelo ahora en la posición B – D. Repita los puntos 3 , 4 y 5

Voltaje Potenciometro Voltaje Resultante

3V 15kΩ 3V

120V 30Ω 120V

220V 50kΩ 220V

Ahora se va a realizar los valores teoricos de corrientes:

I_1=V_1/P_r1 =3V/15kΩ=200µA

I_2=V_2/P_r2 =120V/30Ω=4A

I_3=V_3/P_r3 =220V/50kΩ=4,4mA

El valor mas altos que se tuvo de corriente con el potenciometro es de 30Ω y el voltaje de 120V; y el valor minimo fue de 15kΩ en el potenciometro y el voltaje de 3V.

En la posición A-C no se está midiendo corriente por que el circuito esta cerrado. Para poder saber tenemos que poner el voltímetro en posición en serie para poder tomar el valor de la corriente.

Ahora hallare el valor de potencia de cada Potenciometro:

P_1=V_1*I_1=3V*200µAmp=600µW

P_2=V_2*I_2=120V*4Amp=480W

P_3=V_3*I_3=220V*4,4mAmp=968mW

Monte en el protoboard el siguiente circuito:

Este es el maximo valor de voltaje donde el LED, puede resistir; el valor en el Potenciometro es de 7kΩ.

Primero vamos hallar la Intensidad para luego saber cual es la Potencia que recorre en cada elemento:

Potenciometro Resistencia LED

Valor en Voltios(V) 3,523 100,6m 1,377

Ahora voy hallar el CT de la Resistencia:

CT=100,6mV/7kΩ=14,3µAmp

Ahora voy hallar la potencia del LED y de la Resistencia:

PLED=3,523V*14,3µAmp=50,6µW

P-Resistencia=100,6mV*14,3µAmp=1,43µW

Cuando es el voltaje mínimo en el led, calcule la potencia, en cada elemento.

Potenciometro Resistencia LED

Valor en Voltios(V) 0 3,356 1,644

Ahora voy hallar el CT de la Resistencia:

CT=3,356V/(-0,10aΩ)=0,3356aAmp

Ahora voy hallar la potencia del LED y de la Resistencia:

PLED=0V*0,03356aAmp=0W

P-Resistencia=3,356V*14,3µAmp=47,99µW

COMPROBACÓN DE CONCEPTOS

¿Qué quiere decir máxima transferencia de potencia?

Máxima Transferencia de Potencia establece que, dada una fuente, con una resistencia de fuente fijada de antemano, la resistencia de carga que maximiza la transferencia de potencia es aquella con un valor óhmico igual a la resistencia de fuente.

¿Cuál es la relación existente entre voltaje, y potencia?

Voltaje es la magnitud física que impulsa a los electrones a lo largo de un conductor (cable eléctrico) en un circuito cerrado. También se conoce como voltaje a la energia almacenada en un acumulador.

Potencia es la cantidad de electrones que pasaran por un conductor.

(Amperaje) (Amperes)

¿De qué manera influye el rango de tolerancia, en una resistencia, cuando nos referimos a la potencia en ella?

Porque puede ser un valor muy significativo.

¿En una resistencia hablamos de potencia consumida o suministrada ¿porqué?

La potencia consumida en la resistencia variable vale: P= I2 * R

La poten

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