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REPÚBLICA DE PANAMÁ

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMA

FACULTAD DE INGENIERIA ELÉCTRICA ESQUEMAS ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS INFORME DE LABORATORIO #3

INTRODUCCIÓN A CIRCUITOS ELÉCTRICOS

INTEGRANTES: ABNER KING

8-889-228

GILBERTO CASTILLO 4-782-901 IAN CABALLERO

8-909-1881

1IE – 121 (Grupo A) PROF. LUCIANA CHEN PANAMÁ, 21 DE ABRIL DE 2016

Introducción A continuación se presentara el laboratorio #3, acerca de la introducción a los circuitos eléctricos. Se contara con aplicación de la Ley de Tensión de Kirchhoff y la Ley de corriente de Kirchhoff. Se desarrollaran los diferentes circuitos en serie y en paralelo aplicando lo aprendido en clase.

Marco Teórico Los circuitos eléctricos se instalan en los edificios, de modo que la electricidad pueda realizar su trabajo. Los circuitos combinan una fuente de energía, alambres, interruptores, contactos, artefactos y otros dispositivos eléctricos para llevar la electricidad a donde se le necesite y suministrar lugares convenientes, para conectar lámparas y aparatos. Para comprender los circuitos de cc se debe considerar otro conjunto de leyes. Estas leyes fueron descritas por primera vez por Robert Gustav Kirchhoff, físico alemán, del que ahora conservan el nombre. La primera ley de Kirchhoff trata del flujo de corriente: ley de la corriente de Kirchhoff. En cualquier circuito, la cantidad total de corriente (flujo de electrones) que sale de cualquier punto del circuito debe ser exactamente igual a la corriente total que llega a ese punto.

La segunda ley de Kirchhoff trata del voltaje (ley del voltaje de Kirchhoff). En cualquier circuito, la suma de las caídas de voltaje alrededor de cualquier trayectoria completa es exactamente igual al voltaje aplicado a la trayectoria. Esto significa que todo el voltaje aplicado a un circuito será usado para que la corriente fluya. Nada “quedara”.

Robert Gustav Kirchhoff

(Königsberg, Rusia, 1824 - Berlín, 1887) Físico alemán. Estrecho colaborador del químico Robert Bunsen, aplicó métodos de análisis espectro gráfico (basados en el análisis de la radiación emitida por un cuerpo excitado energéticamente) para determinar la composición del Sol. En 1845 enunció las denominadas leyes de Kirchhoff, aplicables al cálculo de tensiones, intensidades y resistencias en el sí de una malla eléctrica; entendidas como una extensión de la ley de la conservación de la energía, se basaban en la teoría del físico Georg Simon Ohm, según la cual la tensión que origina el paso de una corriente eléctrica es proporcional a la intensidad de la corriente.

*Se tienen tres maneras para conectar cargas a una fuente: - En serie - En paralelo - En una combinación serie-paralelo

Circuitos en serie: En un circuito en serie, todas las cargas están conectadas una a la otra en una vuelta continua. La corriente que sale del lado negativo de la fuente debe fluir por cada carga sucesivamente, hasta llegar al lado positivo de aquellas. De acuerdo con la Ley de la corriente de Kirchhoff, la corriente será la misma en todo punto del circuito. En otras palabras, la misma cantidad de corriente fluirá por cada carga independientemente de la resistencia de la misma. Si el flujo de corriente es constante, entonces se requerirá, más voltaje de la fuente para impulsar esta cantidad por cargas de alta resistencia y será necesario menos voltaje de la fuente para cargas de baja resistencia. R1 + R2 + R3 + R4 = Rt 8 + 15 + 20 + 17 = 60 ohms Se puede aplicar la ley de Ohm con el fin de calcular el flujo de corriente en el circuito: I = V/Rt = 120/ 60 = 2 A

Circuitos en paralelo: En los circuitos en paralelo se aplica el mismo voltaje a toda rama del circuito que esté a través de las líneas de potencia. En consecuencia, todos los dispositivos del circuito se pueden colocar interruptores a cada rama que esté a través de las líneas de potencia y se puede hacer que por cada una de ella circule o no corriente, sin afectar el voltaje aplicado a las otras ramas. Un circuito en paralelo puede contener cualquier número de ramas, pero el patrón del flujo de corriente es el mismo. El flujo de corriente se divide en cada rama, y la corriente de todas las ramas se unen en la línea de regreso. El flujo total de corriente en un circuito en paralelo se calcula de dos maneras: aplicando la ley de Ohm con el fin de calcular el flujo de corriente por cada carga y sumar estos valores. El flujo de corriente que pasa por R1 y R2 depende de la resistencia. La corriente que pasa por R1 es: I= V/R1 =120/10 = 12 A La corriente que pasa por R2 es: I= V/R2 = 120/15 = 8 A

Experiencia Práctica Problema 1:

V=10V R1= 10kΩ R2= 20kΩ R3=100kΩ *Calcule el V y I en cada Resistencia. *Medir experimentalmente V, I en cada R. *¿Cuál es la I total? *¿Cuál es la Req. Medido? *¿Cuál es el Req. Calculado?

Preguntas 1. Calcule el V y I en cada Resistencia.

Desarrollo I= V/R = 0.076 mA (corriente será la misma en un circuito en serie) V1= IR = (10kΩ)(0.076mA)=0.76V V2= IR = (20kΩ)(0.076mA)=1.52V V3= IR =(100kΩ)(0.076mA)=7.62V

2. Medir experimentalment e V, I en cada R.

*Resistencia de 10kΩ

*Resistencia de 20kΩ

*Resistencia de 100kΩ

3. ¿Cuál es la I total? Un circuito en paralelo siempre estará con una corriente igual, significa 0.076 mA

4. ¿Cuál es la Req. Medido?

Medido en 200k 5. ¿Cuál es el Req. Calculado?

Rt= R1 + R2 +R3 Rt= 10kΩ + 20kΩ + 100kΩ Rt= 130 kΩ

Problema 2

Vs= 10V R1= 10kΩ R2= 20kΩ R3= 100kΩ *Calcule la I en cada resistencia I1, I2, I3. *Mida la I en cada resistencia. *¿Cuál es la I total? (medida y calculada) *¿Dónde hay menor I? ¿Por qué? *¿Qué pasa cuando R2=0, Explique *¿Qué pasa si R3 → ∞?

Preguntas 1. Calcule la I en cada resistencia I1, I2, I3.

Desarrollo I1= V/R = 10V/10k=1x10-3 A I2= V/R = 10V/20k=5x10-4 A I3= V/R = 10V/100k=1x10-4 A

2. Mida la I en cada resistencia Mida la I en cada resistencia.

Resistencia 10k

Resistencia 20k

Resistencia de 100k

3. ¿Cuál es la I total? (medida y calculada)

I (medida)=

Medido en 2mA I(calculada)= V=10V R= 1/10kΩ + 1/20kΩ +1/100kΩ R=6.25kΩ I= 10V / 6.25kΩ = 1.6x10-3 A

4. ¿Dónde hay menor I? ¿Por qué?

5. ¿Qué pasa cuando R2=0, Explique 6. ¿Qué pasa si R3 → ∞?

Hay menor corriente donde hay mayor resistencia, en este caso, es en R3 I3= V/R = 10V/100K=1x10-4ª Cuando R2 = 0, el circuito está abierto. Cuando R3 →∞, significa que hay un cortocircuito.

Asignación 1. Analice el siguiente circuito y responda las siguientes incógnitas:

a. El voltaje en la resistencia R6. Explique ¿Por qué? b. El voltaje en la resistencia R2. c. La corriente en la Resistencia R3, R1 y R6. d. La resistencia equivalente del circuito. e. La potencia en la resistencia R5.

Preguntas Desarrollo 1. El voltaje en la El voltaje en R6 será de 10V porque resistencia R6. está en paralelo con la fuente. Explique ¿Por qué? 2. El voltaje en la Voltaje en R2 resistencia R2. I(x)=10V / (30Ω +40Ω)=142.8mA Vr=(40Ω)(142,8mA) 3. La corriente en I(R1)= I(x) =142.8mA la Resistencia R3, R1 y R6. I(R3) = 10V / (100Ω+20Ω+80Ω)=50mA

4. La resistencia equivalente del circuito.

Req= 1 / (1/70Ω) + (1/200Ω) +(1/50Ω) Req= 25.45 Ω

5. La potencia en P = V^2 / R la resistencia R5. P = (10)^2 / 25.45 Ω P= 2W

2. ¿Qué son las normas DIN, UNE, ANSI y cuál es su área geográfica? Norma DIN: Las normas DIN son los estándares técnicos para el aseguramiento de la calidad en productos industriales y científicos en Alemania. Las normas DIN representan regulaciones que operan sobre el comercio, industria, la ciencia e instituciones públicas respecto del desarrollo de producto alemanes. DIN es un acrónimo de “Deutsches Institut fur Normug”, o bien, “Intituto Aleman de Normalización”, que es la institución, con sede en Berlin y establecida en 1917, que se ocupa de la normalización alemana.

Normas UNE: Una norma UNE (Una Norma Española) es una especificación técnica de aplicación repetitiva o continuada cuya observancia no es obligatoria, establecida con participación de todas las partes interesadas que aprueba AENOR ( Asociación Española de Normalización y Certificación) , organismo reconocido a nivel internacional por su actividad normativa. La elaboración de una norma UNE, incluida la adopción de normas europeas, se lleva a cabo en el seno de los CTN a través de las siguientes fases:     

Trabajos preliminares Elaboración del proyecto de norma Información pública en el BOE ( Boletín Oficial del Estado Elaboración de la propuesta de norma: Registro, edición y difusión de la norma UNE:

Norma ANSI: El acrónimo ANSI son las siglas en inglés de American National Standards Institute, cuyo significado en español se traduce como Instituto Americano de Normas. ANSI es una organización sin fines de lucro que fomenta el desarrollo de los estándares de tecnología en los Estados Unidos. Fundada en 1918, ANSI representa a más de 125.000 empresas y 3,5 millones de profesionales. ANSI supervisa la creación, expedición y utilización de miles de normas y directrices que utilizadas por empresas en casi todos los sectores. Estableciendo normas para una amplia gama de áreas desde construcción, producción, energía, tecnología, lenguajes de programación, especificaciones eléctricas, protocolos de comunicación y mucho más.

Conclusión Hemos comprobado con esta práctica que el comportamiento de cada circuito es muy distinto, y también hemos visto sus propiedades, por ejemplo en un circuito en serie la corriente permanece constante en sus elementos pero el voltaje varía, mientras que en paralelo el voltaje permanece constante y la corriente varía. También aprendimos a medir corriente y voltaje de acuerdo al tipo de circuito. Al medir la corriente el amperímetro debe conectarse en serie con el elemento a medir y para medir voltaje el voltímetro debe conectarse en paralelo con el elemento a medir.

Bibliografía *FUNDAMENTOS DE JOSEPH H. FOLEY

INSTALACIONES

ELECTRICAS-

* http://www.definicionabc.com/tecnologia/normas-din.php * http://www.feim.org/es/norma-une * http://asesordecalidad.blogspot.com/2014/10/que-significanlas-siglas-une-en-iso-y.html#.VxihRDDhDIU * http://www.cavsi.com/preguntasrespuestas/ansi-institutoamericano-de-normas/