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• RAUL ENRIQUE ZAMBRANO MONROY

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INFORME PRACTICA LABORATORIO 1 PARA EL CURSO ANALISIS DE CIRCUITOS DC

PRESENTADO POR: LUIS ALEJANDRO AMAYA JUAN CARLOS CRUZ

GRUPO: 2

PRESENTADO AL TUTOR

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD JOSE CELESTINO MUTIS CEAD

PRESENTACIÓN DE INFORME DE LABORATORIO I

Luis Alejandro Amaya Juan Carlos Cruz Correo electrónico: [email protected] [email protected] Celular: 3132087234 3123977743 ya que no teníamos sino un solo Análogo para todos los personajes que realizaron el laboratorio.

RESUMEN

A continuación podremos evidenciar la evolución de nuestra práctica de laboratorio número uno, correspondiente a ANALISIS DE CIRCUITOS DC, donde principalmente, identificaremos las características de las resistencias eléctricas, medición y cálculos de voltajes e intensidades DC. Con Multímetro A/D, medición y cálculos de voltajes e intensidades AC con Multímetro A/D y la comprobación experimental de la Ley de Ohm.

1. INTRODUCCION

En este documento se encuentra plasmado los cálculos teóricos y las medidas que se tomaron durante la elaboración del laboratorio. La mayoría de las medidas fueron tomadas con un multímetro Digital

Adicionalmente se investigo otros puntos los cuales son muy importantes para complementar los conocimientos adquiridos durante la práctica.

2. ACTIVIDAD 1: CARACTERÍSTICAS DE LAS RESISTENCIAS ELECTRICAS

Objetivo: Calcular teóricamente y verificar experimentalmente el comportamiento real de un circuito resistivo dado (serie, paralelo o mixto), empleando en lo posible diferentes tipos de resistores comerciales y combinando su conexión, para analizar y determinar sus características de respuesta.

Circuito 1

𝑅2,3,4 = 220 + 10𝐾 + 1,5𝐾 𝑅2,3,4 = 11,72𝐾

Procedimiento: PARTE 1 Elija 6 resistencias, 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:

𝑅𝑒𝑞𝑢 =

(11,72𝐾)(100) 11,72𝐾 + 100

𝑅𝑒𝑞𝑢 = 99,15 𝑅𝑇 = 1𝐾 + 99,15 + 470 𝑅𝑇 = 1,569𝐾 𝑅𝑝𝑟𝑎𝑐𝑡𝑖𝑐𝑎 = 1,540𝑘

%𝐸 = Las resistencias siguientes: Resistencias R1 R2 R3 R4 R5 R6

a

utilizar

son

1,569𝐾−1,540𝐾 1,569𝐾

*100

las %𝐸 = 0,018 ∗ 100

Valores 1K 220  10K 1,5K 100 470

%𝐸 = 1,84

Circuito 2 PREGUNTAS DE LA ACTIVIDAD 1  𝑅𝑇 = 𝑅𝑇 =

1 1 1 1 1 1 1 𝑅1 + 𝑅2 + 𝑅3 + 𝑅4 + 𝑅5 + 𝑅6

1 0,001 + 0,0045 + 0,0001 + 0,01 + 0,0021 1

𝑅𝑇 = 56,49

𝑅𝑇 = 0,0177 𝑅𝑃𝑅𝐴𝐶𝑇𝐼𝐶𝐴 = 53,8 %𝐸 =

56,49 − 53,8 ∗ 100 56,49

%𝐸 = 4,76

Circuito 3

𝑅𝑇 = 1𝐾 + 220 + 10𝐾 + 1,5𝐾 + 100 + 470

𝑅𝑇 = 13,290𝐾

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

La tolerancia es una definición propia de la metrología industrial, que se aplica a la fabricación de piezas en serie. Dada una magnitud significativa y cuantificable propia de un producto industrial (sea alguna de sus dimensiones, resistencia, peso o cualquier otra), el margen de tolerancia es el intervalo de valores en el que debe encontrarse dicha magnitud para que se acepte como válida, lo que determina la aceptación o el rechazo de los componentes fabricados, según sus valores queden dentro o fuera de ese intervalo. Se podría necesitar una resistencia con un valor nominal de 100 Ω (ohms), pero también tener una tolerancia de 1%. Esto significa que cualquier resistor que se encuentre dentro del rango de 99 Ω a 101 Ω es aceptable. Podría no ser razonable especificar una resistencia con un valor exacto de 100 Ω en algunos casos, porque la resistencia exacta puede variar con la temperatura, corriente y otros factores más allá del control del diseñador. 

¿Qué valores de tolerancia poseen las resistencias comerciales?

𝑅𝑃𝑅𝐴𝐶𝑇𝐼𝐶𝐴 = 13𝐾

%𝐸 =

13,290𝐾 − 13𝐾 ∗ 100 13,290𝐾 %𝐸 = 2,18

En el mercado existen 3 colores que identifican los valores de tolerancias para las resistencias: Plateado ± 10% Dorado ± 5% Marron ± 1%



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

4,7K

El tamaño se encuentra asociado a la potencia que la resistencia sea capaz de disipar. 

Mencione por lo menos diez tipos de resistencias fijas y variables que ofrece el mercado electrónico e identifique por medio de imágenes las más usadas.

2,2K

Estas son las imágenes de algunas resistencias Fijas muy utilizadas: 100 Existen otras llamadas variables: Fotocelda:

Potenciómetro: 1K

Reóstato:

esta aplicando para así determinar su valor y potencia. 



Nos da el rango de valores dentro del cual se encuentra el valor correcto de la resistencia. De acuerdo a las medidas tomadas anteriormente en la SEGUNDA PARTE ¿Cómo cree que es el comportamiento de la fotocelda?

Se comporta de una forma muy particular ya que cuando aumenta la intensidad de la luz incidente, disminuye su resistencia. Y cuando se acerca a la oscuridad aumenta su resistencia. 

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

Se considera como un sensor analógico ya que siempre toma valores distintos 

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

Lo que ocurre es que cuando fluya corriente a través de el, esta se ira por el camino que le ofrezca menos oposición a su paso es decir por el cortocircuito y podría dañar algún otro componente. 

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

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

Se debe tener en cuenta la intensidad de corriente que la atraviesa, el voltaje que se

3. ACTIVIDAD DOS: MEDIR Y CALCULAR VOLTAJES DC. CON MUTÍMETRO A/D.

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.

Procedimiento

1. Monte en el protoboard cada uno de los siguientes circuitos (Figura 2.1 y Figura 2.2) 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 (N2,N3,N4,…), asigne como nodo referencia a N5 Figura 2.3 encontrará claramente cómo debe conectar el Multímetro para hacer una medida de voltaje

FIGURA 2.1

RESISTE NCIAS R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 NODOS

RESISTE NCIAS R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 NODOS N5-N2 N5-N3 N5-N4

VOLTAJES DIGITALES 13,84v 1,26v 0,002v 0,010v 0,010v 0,012v 1,27v

VOLTAJES ANALOGOS 14v 1,5v 0v 0v 0v 0v 1,5v

VOLTAJES VOLTAJES DIGITALES ANALOGOS 1,27v 1,5v 0,012v 0v 0,010v 0v

N5-N3 N5-N4 N5-N6

VOLTAJES DIGITALES 4,98v 5,02v 2,54v 2,51v 0,024v 2,52v 2,52v

VOLTAJES ANALOGOS 4,5v 5v 2,4v 2,4v 0v 2,4v 2,4v

VOLTAJES VOLTAJES DIGITALES ANALOGOS 5,06v 5v 2,51v 2,4v 2,54v 2,4v FIGURA 2.3

R1=10K R2=5K

FIGURA 2.2

R3=100 R4=220 R5=150 R6=12K A continuación se muestra una tabla con los valores de voltaje tomados sobre la resistencia que muestra la figura cuando la fuente varía su valor nominal.

RESISTENCIA R4=220

V=10 0,065v

V=20 0,13v

V=30 0,19v

2. Teóricamente halle los valores ya previamente medidos, si encuentra alguna diferencia, ¿a qué cree que se deba? , calcule el porcentaje de error. Primero debemos hallar la resistencia total del circuito. 𝑅4,5 =

(1𝐾)(1𝐾)

𝑅3,4,5 = 100 + 500 𝑅3,4,5 = 600 (600)(10) 600+10

𝑅3,4,5,6 = 9,83

𝑅2,3,4,5,6 = 9,83 + 1𝐾 𝑅2,3,4,5,6 = 1009,83 𝑅2,3,4,5,6,7 =

𝐼𝑅2,𝑅3,𝑅4,𝑅5,𝑅6 =

(1009,83)(100) 1009,83 + 100

𝑅2,3,4,5,6,7 = 90,98 𝑅𝑇 =90,98 + 1𝐾

Por ley de Ohm calculamos el voltaje sobre R2 𝑉𝑅2 = (1,23𝑚𝐴)(1𝐾) 𝑉𝑅2 = 1,23𝑣 %𝐸 =

1,23𝑣 − 1,26𝑣 ∗ 100 1,23𝑣

%𝐸 = 2,43 Por divisores de corriente nuevamente calculamos la corriente sobre R7 𝐼𝑅7 =

(1009,83)(13𝑚𝐴) 100 + 1009,83

𝐼𝑅7 = 12,4𝑚𝐴 Ahora por ley de Ohm calculamos el voltaje sobre R7

𝑅𝑇 = 1090,98

𝑉𝑅7 = (12,4𝑚𝐴)(100)

Por ley de Ohm calculamos la intensidad total: 15𝑣

𝐼𝑇 = 1090,98

𝐼𝑇 = 13,7𝑚𝐴

Ahora podemos calcular el voltaje en R1 𝑉𝑅1 = (13,7𝑚𝐴)(1000)

𝑉𝑅1 = 13,74𝑣

Calculamos el porcentaje de error: %𝐸 = %𝐸 = 0,72

(100)(13,7𝑚𝐴) 100 + 1009,83

𝐼𝑅2,𝑅3,𝑅4,𝑅5,𝑅6 = 1,23𝑚𝐴

𝑅4,5 = 500

1𝐾+1𝐾

𝑅3,4,5,6 =

Ahora por divisores de corriente hallamos la corriente que pasa por R2

13,74𝑣 − 13,84𝑣 ∗ 100 13,74𝑣

𝑉𝑅7 = 1,24𝑣 %𝐸 =

1,24𝑣 − 1,27𝑣 ∗ 100 1,24𝑣 %𝐸 = 2,41

Por divisores de voltaje calculamos la corriente en R3 𝐼𝑅3 =

(10)(1,23𝑚𝐴) 600 + 10

𝐼𝑅3 = 20,16𝜇𝐴

%𝐸 =

Por ley de Ohm calculamos el voltaje sobre R3 𝑉𝑅3 = (20,16𝜇𝐴)(100)

%𝐸 = 0 Por divisores de corriente calculamos la corriente sobre R5

𝑉𝑅3 = 0,002𝑣 𝐼𝑅5 =

0,002𝑣 − 0,002𝑣 %𝐸 = ∗ 100 0,002

(1𝐾𝛺)(20,16𝜇𝐴) 1𝐾𝛺+1𝐾𝛺

Ahora por divisores de corriente calculamos la corriente sobre R6

𝑉𝑅5 = (10,08𝜇𝐴)(1𝐾𝛺)

(600)(1,23𝑚𝐴) 600 + 10

𝑉𝑅5 = 0,010𝑣 %𝐸 =

𝐼𝑅6 = 1,20𝑚𝐴

𝑉𝑅6 = (10)(1,20𝑚𝐴)

0,012𝑣

∗ 100

Ahora por divisores corriente sobre R4 𝐼𝑅4 =

(1𝐾𝛺)(20,16𝜇𝐴) 1𝐾𝛺+1𝐾𝛺

Ahora se realizan los cálculos para el circuito de la figura 2.2 Es necesario convertir de estrella a triangulo

𝑉𝑅6 = 0,012𝑣 0,012𝑣−0,012𝑣

𝑅𝑎 (100𝛺(100𝛺) + (100𝛺)(100𝛺) + (100𝛺)(100𝛺) = 100𝛺

%𝐸 = 0

calculamos

𝑅𝑎 = 300𝛺

la

𝐼𝑅4 = 10,08𝜇𝐴

Por ley de Ohm calculamos el voltaje sobre R4

𝑅𝑏 (100𝛺(100𝛺) + (100𝛺)(100𝛺) + (100𝛺)(100𝛺) = 100𝛺

𝑅𝑏 = 300𝛺 𝑅𝑐 =

𝑉𝑅4 = (10,08𝜇𝐴)(1𝐾𝛺) 𝑉𝑅4 = 0,010𝑣

0,010𝑣 − 0,010𝑣 ∗ 100 0,010𝑣 %𝐸 = 0

Por ley de Ohm calculamos el voltaje sobre R6

%𝐸 =

𝐼𝑅5 = 10,08𝜇𝐴

Por ley de Ohm calculamos el voltaje sobre R5

%𝐸 = 0

𝐼𝑅6 =

0,010𝑣 − 0,010𝑣 ∗ 100 0,010𝑣

(100𝛺(100𝛺) + (100𝛺)(100𝛺) + (100𝛺)(100𝛺) 100𝛺

𝑅𝑐 = 300𝛺

Ahora empezamos a reducir el circuito para calcular la resistencia total 𝑅3𝑏 =

(100𝛺)(300𝛺) 100𝛺 + 300𝛺

𝑅3𝑏 = 75𝛺

especifican en la grafica con intervalos de 2v. NODO S N5-N3 N5-N4 N5-N6

𝑅4𝑎 =

(100𝛺)(300𝛺) 100𝛺 + 300𝛺

𝑅𝑒𝑞𝑢𝑖 = 75𝛺 + 75𝛺 𝑅𝑒𝑞𝑢𝑖 = 150𝛺

𝑅𝑇 = 100𝛺 + 100𝛺 + 100𝛺 𝑅𝑇 = 300𝛺

𝐼𝑇 = 50𝑚𝐴

Ahora calculamos el voltaje en R1 𝑉𝑅1 = (50𝑚𝐴)(100𝛺) %𝐸 =

6V

8V

10V

0,66 v 0,32 v 0,33 v

1,32 v 0,65 v 0,66 v

1,98 v 0,98 v 0,99 v

2,67 v 1,32 v 1,33 v

3,34 v 1,66 v 1,67 v

𝑉𝑅1 = 5𝑣

5𝑣 − 4,98𝑣 ∗ 100 5𝑣 %𝐸 = 0,4

3. Varíe el valor de la fuente de voltaje entre 0 y 10 voltios en rangos de 2v hágalo sólo en el circuito de la Figura 2.2. A continuación se muestra una tabla con los voltajes medidos en los nodos que se

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

La diferencia que hace mas confiable las medidas tomadas con el multímetro digital es la resistencia o impedancia de entrada. 

Calculamos la corriente total 15𝑣



(150𝛺)(300) 150𝛺 + 300𝛺

𝑅𝑒𝑞𝑢𝑖1 = 100𝛺

𝐼𝑇 = 300𝛺

4V

PREGUNTA DE LA ACTIVIDAD 2

𝑅4𝑎 = 75𝛺

𝑅𝑒𝑞𝑢𝑖1 =

2V

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

El Multímetro digital tiene una impedancia de entrada de entre 7 y 10 mega ohmios (MΩ), mientras que un analógico tendrá una resistencia de entre 20 y 50 kilo ohmios por voltio, la cual viene dada por lo fino que sea el cobre de la bobina que mueve la aguja del indicador principal. Cuanto mayor sea este valor mejor se considera el instrumento, ya que esta resistencia suele afectar a las mediciones cuando se usan resistencias altas y poca tensión. Ahí la característica del digital es siempre mejor. 

¿Cómo definiría sensibilidad, precisión?

usted

Sensibilidad: propiedad que presentan los seres vivos para sentir.

corriente continua (DC.), en un circuito resistivo (red), conectado a una fuente DC.

Precisión: capacidad de un instrumento de dar el mismo resultado en mediciones diferentes realizadas en las mismas condiciones.

Procedimiento



¿Por qué la señal en el osciloscopio es lineal?

La señal es lineal porque el osciloscopio es un dispositivo de visualización gráfica que muestra señales eléctricas variables en el tiempo. 

FIGURA 3.1

¿Qué pasa si la perilla del osciloscopio esta en A.C.?

Esta posición permite ver sólo la componente de corriente alterna de la señal que se mide, eliminado la componente DC, si la tuviera. 

1. Monte cada uno de los siguientes circuitos:

FIGURA 3.2

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

No se obtiene ninguna medida ya que el voltaje se toma en paralelo sobre los componentes.

4. ACTIVIDAD TRES: MEDIR Y CALCULAR INTENSIDAD DC. CON MULTÍMETRO A / D.

Objetivo: Desarrollar el proceso técnico empleado en el laboratorio, para medir (Multímetro A /D), calcular y comparar (analizar), valores de intensidad de

2. Tome la medida de la corriente como se indica en las gráficas, hágalo usando tanto el amperímetro análogo como el digital, tabule estos valores y compárelos, ¿qué puede concluir? A continuación se muestra por medio de una tabla los valores tomados con un multímetro análogo y con uno digital

𝑅𝑇 = 3,2𝐾𝛺

Tabla de la figura 3.1 Corriente

Análogo 1,23mA

Digital 1,25mA

Corriente

𝐼𝑇 = 3,12𝑚𝐴

Ahora por divisores de corriente hallamos la corriente que pasa por R5, R6, R7

Tabla de la figura 3.2 Análogo 0,19mA

10𝑣

𝐼𝑇 = 3,2𝐾𝛺

Digital 0,22mA

𝐼𝑅5𝑅6𝑅7 =

(2𝐾𝛺)(3,12𝑚𝐴) 2𝐾𝛺 + 3𝐾𝛺

𝐼𝑅5𝑅6𝑅7 = 1,24𝑚𝐴 Se puede concluir que el multímetro análogo es mas imprecisó en las medidas de corriente que el multímetro digital. 3. Halle los valores de corriente de forma teórica empleando los conocimiento adquiridos en la teoría (si es necesario pida ayuda a su profesor), con los valores obtenidos anteriormente haga un cuadro comparativo. ¿Existen diferencias? , si es así ¿a qué se debe?, con los datos anteriores calcule en forma teórica el porcentaje de error. Para el circuito de la figura 3.1 se debe hallar la resistencia total. 𝑅5,6,7 = 1𝐾𝛺 + 1𝐾𝛺 + 1𝐾𝛺 𝑅5,6,7 = 3𝐾𝛺 𝑅2,3 = 1𝐾𝛺 + 1𝐾𝛺 𝑅2,3 = 2𝐾𝛺 𝑅𝑒𝑞𝑢𝑖 =

(3𝐾𝛺)(2𝐾𝛺) 3𝐾𝛺 + 2𝐾𝛺

𝑅𝑒𝑞𝑢𝑖 = 1,2𝐾𝛺 𝑅𝑇 = 1𝐾𝛺 + 1,2𝐾𝛺 + 1𝐾𝛺

%𝐸 =

1,24𝑚𝐴 − 1,25𝑚𝐴 ∗ 100 1,24𝑚𝐴 %𝐸 = 0,80

Para el circuito de la figura 3.2 se debe hallar la resistencia total. Antes hay que convertir la parte que esta en estrella a triangulo: 𝑅𝑎 (10𝐾𝛺)(10𝐾𝛺) + (10𝐾𝛺)(10𝐾𝛺) + (10𝐾𝛺)(1𝐾0𝛺) = 10𝐾𝛺

𝑅𝑎 = 30𝐾𝛺 𝑅𝑏 (10𝐾𝛺)(10𝐾𝛺) + (10𝐾𝛺)(10𝐾𝛺) + (10𝐾𝛺)(1𝐾0𝛺) = 10𝐾𝛺

𝑅𝑏 = 30𝐾𝛺 𝑅𝑐 =

(10𝐾𝛺)(10𝐾𝛺) + (10𝐾𝛺)(10𝐾𝛺) + (10𝐾𝛺)(1𝐾0𝛺) 10𝐾𝛺

𝑅𝑐 = 30𝐾𝛺 𝑅3𝑏 =

(10𝐾𝛺)(30𝐾𝛺) 10𝐾𝛺 + 30𝐾𝛺

𝑅3𝑏 = 7,5𝐾𝛺 𝑅4𝑎 =

(10𝐾𝛺)(30𝐾𝛺) 10𝐾𝛺 + 30𝐾𝛺

𝑅3𝑏 = 7,5𝐾𝛺

𝑅𝑒𝑞𝑢𝑖 = 7,5𝐾𝛺 + 7,5𝐾𝛺

manejan un margen de error con respecto a los calculados por medio de formulas.

𝑅𝑒𝑞𝑢𝑖 = 15𝐾𝛺 𝑅𝑒𝑞𝑢𝑖1 =

(15𝐾𝛺)(30𝐾𝛺) 15𝐾𝛺 + 30𝐾𝛺

𝑅𝑒𝑞𝑢𝑖1 = 10𝑘𝛺

PREGUNTAS DE LA ACTIVIDAD 3 

𝑅𝑒𝑞𝑢𝑖2 = 10𝐾𝛺 + 10𝐾𝛺

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

𝑅𝑒𝑞𝑢𝑖2 = 20𝐾𝛺 𝑅𝑇 =

(20𝐾𝛺)(10𝐾𝛺) 20𝐾𝛺 + 10𝐾𝛺

𝑅𝑇 = 6,66𝐾𝛺 Ahora hallamos la corriente total del circuito: 𝐼𝑇 =

10𝑣 6,66𝐾𝛺

𝐼𝑇 = 1,5𝑚𝐴 Por divisores de corriente hallamos IR2: 𝐼𝑅2 =

(10𝐾𝛺)(1,5𝑚𝐴) 10𝐾𝛺 + 20𝐾𝛺

El problema se puede solucionar cambiando la resistencia por una del mismo valor nominal pero de mayor potencia, es decir de más vatios. 

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

Si el multímetro lo tiene en escala de voltaje y lo conecta en serie para medir corriente no se obtiene ninguna medida ya que el voltaje se obtiene cuando se conecta en paralelo con el elemento.

𝐼𝑅2 = 0,5𝑚𝐴 Ahora podemos hallar la corriente que nos piden en el circuito original 𝐼=

(10𝐾𝛺)(0,5𝑚𝐴) 30𝐾𝛺 + 10𝐾𝛺 𝐼 = 0,125𝑚𝐴

%𝐸 =

0,125𝑚𝐴 − 0,22𝑚𝐴 ∗ 100 0,125𝑚𝐴 %𝐸 = 76

Existen diferencias entre los valores prácticos y teóricos ya que los equipos

5. PRACTICA CUATRO: MEDIR Y CALCULAR VOLTAJES A.C. CON MUTÍMETRO A / D.

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.

Procedimiento 1. 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 cuál es el secundario. Explique por qué las diferencias encontradas en las medidas (si las hay). Después de realizar las medidas con el multímetro se obtienen los siguientes valores: Devanado Primario Devanado Secundario Tab Central

23,1 Ω 2Ω 1,3 Ω

Se deduce que el que da la medida mayor en Ohmios es el primario porque es el que tiene la bobina mas grande y por consiguiente mayor numero de vueltas del embobinado. 2. 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. 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. El transformador que se uso durante esta práctica tiene Tab central. A continuación

se muestra los voltajes medidos con el multímetro a la entrada y salida de cada uno de sus terminales.

Devanado Primario Secundario Tab Central

Análogo 118,3 v 15,5 v 8,3 v

Digital 119,5 v 16,1 v 9v

Existe diferencia entre los voltajes ya que este transformador es reductor y su principio de funcionamiento es el siguiente: Cuando una corriente alterna pasa por una bobina de alambre, el campo magnético alrededor de la bobina se intensifica, se anula, se vuelve a intensificar con sentido opuesto y se vuelve a anular. Si se sitúa otra bobina en el campo magnético de la primera bobina, sin estar directamente conectada a ella, el movimiento del campo magnético induce una corriente alterna en la segunda bobina. Si el número de espiras de la segunda bobina es menor, la tensión será más baja que la de la primera. 3. Monte el siguiente circuitos resistivo, como el mostrado en la Figura 4.1:

5. Haga los cálculos teóricos para los voltajes medidos anteriormente, ahora compárelos con los medios. ¿Qué podemos concluir?

𝑅4,5 =

(1𝐾)(1𝐾)

𝑅4,5 = 500

1𝐾+1𝐾

𝑅3,4,5 = 100 + 500 𝑅3,4,5 = 600

4. Aplique al circuito montado un voltaje en el secundario del transformador de 9 voltios. Ahora mida usando tanto el Multímetro análogo como el digital los diferentes voltajes de cada elemento, y de cada nodo (teniendo en cuenta la referencia), tabule estos valores.

𝑅3,4,5,6 =

(600)(10) 600+10

𝑅3,4,5,6 = 9,83

𝑅2,3,4,5,6 = 9,83 + 1𝐾 𝑅2,3,4,5,6 = 1009,83 𝑅2,3,4,5,6,7 =

(1009,83)(100) 1009,83 + 100

𝑅2,3,4,5,6,7 = 90,98 Estas son las caídas de voltaje que se tomaron en cada uno de los elementos del circuito: Resistencias R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7

Voltajes 8,1 v 0,76 v 0,02 v 0,02 v 0,02 v 0,02 v 0,73 v

Y estas son las caídas de voltaje en cada uno de los nodos tomando como referencia el que se indica en la figura: Nodos N5-N2 N5-N3 N5-N4

Voltajes 0,73 v 0,01 v 0,01 v

𝑅𝑇 =90,98 + 1𝐾 𝑅𝑇 = 1090,98 Por ley de Ohm calculamos la intensidad total: 9𝑣

𝐼𝑇 = 1090,98

𝐼𝑇 = 8,2𝑚𝐴

Ahora podemos hallar el voltaje en R1 𝑉𝑅1 = (8,2𝑚𝐴)((1𝐾𝛺) 𝑉𝑅1 = 8,2𝑣 Ahora por divisores de corriente hallamos la corriente que pasa por R2 𝐼𝑅2,𝑅3,𝑅4,𝑅5,𝑅6 =

(100)(8,2𝑚𝐴) 100 + 1009,83

𝐼𝑅2,𝑅3,𝑅4,𝑅5,𝑅6 = 0,73𝑚𝐴

Por ley de Ohm calculamos el voltaje sobre R2

Por ley de Ohm calculamos el voltaje sobre R6

𝑉𝑅2 = (0,73𝑚𝐴)(1𝐾)

𝑉𝑅6 = (10)(718𝜇𝐴)

𝑉𝑅2 = 0,73𝑣

𝑉𝑅6 = 7,18𝑚𝑉

Por divisores de corriente nuevamente calculamos la corriente sobre R7 𝐼𝑅7

(1009,83)(8,2𝑚𝐴) = 100 + 1009,83

𝐼𝑅7 = 7,4𝑚𝐴 Ahora por ley de Ohm calculamos el voltaje sobre R7

Ahora por divisores corriente sobre R4 𝐼𝑅4 =

Por divisores de voltaje calculamos la corriente en R3 𝐼𝑅3

(10)(0,73𝑚𝐴) = 600 + 10 𝐼𝑅3 = 11,9𝜇𝐴

Por ley de Ohm calculamos el voltaje sobre R3 𝑉𝑅3 = (11,9𝜇𝐴)(100) 𝑉𝑅3 = 0,0011𝑣 Ahora por divisores de corriente calculamos la corriente sobre R6 𝐼𝑅6 =

(600)(0,73𝑚𝐴) 600 + 10

𝐼𝑅6 = 718𝜇𝐴

1𝐾𝛺+1𝐾𝛺

la

𝐼𝑅4 = 5,95𝜇𝐴

Por ley de Ohm calculamos el voltaje sobre R4 𝑉𝑅4 = (5,95𝜇𝐴)(1𝐾𝛺)

𝑉𝑅7 = (7,4𝑚𝐴)(100) 𝑉𝑅7 = 0,74𝑣

(1𝐾𝛺)(11,9𝜇𝐴)

calculamos

𝑉𝑅4 = 5,95𝑚𝑉 Por divisores de corriente calculamos la corriente sobre R5 𝐼𝑅5 =

(1𝐾𝛺)(11,9𝜇𝐴) 1𝐾𝛺+1𝐾𝛺

𝐼𝑅5 = 5,95𝜇𝐴

Por ley de Ohm calculamos el voltaje sobre R5 𝑉𝑅5 = (5,95𝜇𝐴)(1𝐾𝛺) 𝑉𝑅5 = 5,95𝑚𝑉 Nos damos cuenta que los voltajes medidos en las resistencias 3, 4, 5, 6 varia mucho con respecto a los calculados debido a la imprecisión del multímetro al tomar voltajes tan pequeños. 6. Aplique del secundario del transformador el menor voltaje que se pueda aplicar, conéctelo al circuito que montó. Este punto es igual al que se realizo anteriormente.

7. ACTIVIDAD CINCO: MEDIR Y CALCULAR INTENSIDAD A.C. CON MUTÍMETRO A / D. Objetivos: 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. Procedimiento 1. Determine cuál es el valor de la corriente (Irms), en el primario del transformador 509. Explique: el significado de ―rms; ¿A qué equivale este parámetro?; ¿Por qué se emplea en mediciones de A.C.?

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. 2. Calcule el valor de la Irms y compárelo con el medido. Explique las diferencias.

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

Se conecto como lo indica la figura y se obtiene un valor de 1.66 mmA en el segundario 4. Entre los terminales a y b, conecte un circuito resistivo serie como el de la Figura 5.2 (combine resistencias), un circuito resistivo paralelo (diseñado por usted) y otro mixto, proceda a medir la corriente en cada par de nodos, escoja como nodo referencia el de su agrado. Escriba los datos obtenidos en forma de tabla, luego calcule teóricamente el valor de la corriente en cada circuito y proceda a compararlos entre sí. Analice y saque conclusiones. Circuito resistivo en serie R1=470Ω R2=1.5KΩ R3=2.2KΩ R4=4,7KΩ Teoría Voltaje en segundario 32v A.C Hallamos la resistencia total del circuito 𝑅𝑇 = 470Ω + 1.5𝐾Ω + 2.2𝐾Ω + 4.7𝐾Ω 𝑅𝑇 = 8.87𝐾Ω

Por ley de ohm hallamos la corriente del circuito

cada nodo (realícelo solo en un circuito).

32𝑉 8.87𝐾Ω

Ahora alimentamos el circuito con 16 v A.C

𝐼𝑇 = 3,6𝑚𝑚𝐴

Como se usaron las mismas resistencias solo hallamos la corriente total del circuito

𝐼𝑇 =

Valor medido practico 𝐼𝑇 = 3.5𝑚𝐴

16𝑉 8.87𝐾Ω

𝐼𝑇 = 1.8𝑚𝐴

Circuito en paralelo R1=3KΩ R2=1KΩ R3=3KΩ R4=1KΩ

Valor medido en la practica 𝐼𝑇 = 1,79𝑚𝐴

Hallamos la resistencia total del circuito 𝑅𝑇 =

𝐼𝑇 =

Hallamos la corriente en el circuito en paralelo

1 1 1 1 1 3𝐾Ω + 1𝐾Ω + 3𝐾Ω + 1𝐾Ω 𝑅𝑇 = 375.9Ω

Por ley de ohm hallamos la corriente del circuito 𝐼𝑇 =

32𝑉 375.9Ω

𝐼𝑇 = 85𝑚𝑚𝐴 Valor medido practico 84.5 mA 5. Varíe las conexiones en el TRF 509, de forma que el voltaje en el secundario conectado al circuito no sea siempre el mismo, con cada valor nuevo mida la corriente en

𝐼𝑇 =

16𝑉 375.9Ω

𝐼𝑇 = 42𝑚𝐴 Valor medido en la practica 𝐼𝑇 = 41,7𝑚𝐴

CONCLUCIONES









Con la elaboración de esta práctica comprendemos la utilidad de la reducción de circuitos resistivos. Vemos claramente de forma practica los principios de la ley de ohm Aprendemos a medir voltajes y corrientes en los circuitos serie y paralelo con los equipos del laboratorio. Se entiende la diferencia existente entre las medidas que arrojan los multímetros análogos con respecto a los digitales.

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

8. ACTIVIDAD SEIS LEY DE OHM 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/R). Analizar el comportamiento de un diodo led en un circuito.

I_4=V/R=4V/2kΩ=2mAmp P=V.I=4V*2mAmp=8mW I_6=V/R=6V/2kΩ=3mAmp P=V.I=6V*3mAmp=18mW I_8=V/R=8V/2kΩ=4mAmp P=V.I=8V*4mAmp=32mW I_10=V/R=10V/2kΩ=5mAmp P=V.I=10V*5mAmp=50mW I_12=V/R=12V/2kΩ=6mAmp P=V.I=12V*6mAmp=72mW

Establecer la relación existente entre voltaje, resistencia y corriente.

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

PROCEDIMIENTO

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

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

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

proceda a calcular teóricamente y luego usando el Multímetro digital la

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

corriente que circula por el circuitos.

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

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

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

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

I_8=V/R=8V/8kΩ=1mAmp P=V.I=8V*1mAmp=8mW

Ahora lo voy hacer teóricamente:

Valores en Amperios(A) 1mA 2mA 3mA 4mA 5mA 6mA Ahora lo voy hacer teóricamente:

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

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

I_8=V/R=8V/12kΩ=666,66µAmp P=V.I=8V*666,66µAmp=5,33mW

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

I_10=V/R=10V/12kΩ=833,33µAmp P=V.I=10V*833,33µAmp=8,33mW

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

I_12=V/R=12V/12kΩ=1mAmp P=V.I=12V*1mAmp=12mW

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

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

I_4=V/R=4V/10kΩ=400µAmp P=V.I=4V*400µAmp=1,6mW I_6=V/R=6V/10kΩ=600µAmp P=V.I=6V*600µAmp =3,6mW

Voltajes(V) 2V 4V 6V 8V 10V 12V Valores en Amperios(A) 66,67µA 133,3µA 200µA 266,7µA 333,3µA 400µA

I_8=V/R=8V/10kΩ=800µAmp P=V.I=8V*800µAmp=6,4mW

Ahora lo voy hacer teoricamente:

I_10=V/R=10V/10kΩ=1mAmp P=V.I=10V*1mAmp=10mW

I_2=V/R=2V/30kΩ=66,66µAmp P=V.I=2V*66,66µAmp=133,33µW

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

I_4=V/R=4V/30kΩ=133,33µAmp P=V.I=4V*133,33µAmp=533,33µW

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

I_6=V/R=6V/30kΩ=200µAmp P=V.I=6V*200µAmp =1,3mW

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

I_8=V/R=8V/30kΩ=266,66µAmp P=V.I=8V*266,66µAmp=2,13mW

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

I_10=V/R=10V/30kΩ=333,33µAmp P=V.I=10V*333,33µAmp=3,33mW

Ahora lo voy hacer teoricamente:

I_12=V/R=12V/30kΩ=400µAmp P=V.I=12V*4µAmp=4,8mW

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

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.

Ohm dice que en un circuito eléctrico siempre se cumple que V = I x R.

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

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.

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