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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA INGENIERÍA EN ALIMENTOS

Laboratorio de Sistemas Eléctricos (Cod. 3024)

Lab 1.6 experimento 7: Solución de un circuito parte II (Experimental)

INSTRUCTOR: Ing. Ángel Hernández

Miércoles, 30 de septiembre de 2020. Hora de entrega: 12:50 p.m.

INTRODUCCIÓN En el siguiente laboratorio se solucionaron diferentes circuitos para encontrar el voltaje de la fuente, la corriente total, la resistencia equivalente, la corriente y voltaje de cada una de las resistencias aplicando la ley de ohm y las leyes de voltaje y corriente de Kirchhoff; además comparamos los resultados obtenidos medidos con voltímetro en caso del voltaje y amperímetro en caso de la corriente con los valores calculados y comprobamos si se encuentran o no dentro del rango aceptado.

TEORÍA Y PROCEDIMIENTO

122V

120V

0.41A

0.4A

0.41A

0.4A

62V

60V

62V

60V

0.21A

0.20A

0.10A

0.10A

0.31A

0.3A

125V

120V

125V

120V

125V

120V

0.42A

0.4A

0.21A

0.2A

0.1A

0.1A

0.73A

0.7A

0.097A

0.1A

0.097A

0.1A

0.097A

0.1A

29V

30V

58V

60V

0.103A

0.1A

0.103A

0.1A

0.103A

0.1A

41.2V

40V

61.8V

60V

0.102A

0.1A

0.102A

0.1A

0.102A

0.1A

0.102A

0.1A

30.5V

30V

61.1V

60V

20.4V

20V

0.138A

0.133A

0.138A

0.133A

41.5V

40V

124.5V

120V

0.138A

0.133A

63V

60V

63V

60V

63V

60V

63V

60V

0.11A

0.1A

0.052A

0.05A

0.37A

0.35A

63V

60V

63V

60V

0.105A

0.1A

0.315A

0.3A

63V

60V

126V

120V

Para cálculos y resultados VER ANEXO 1

Para cálculos y resultados y respuestas VER ANEXO 2

CONCLUSIÓN Se observa que aquellas resistencias conectadas en serie tendrán el mismo valor de corriente, mientras que el voltaje será diferente en cada una de las resistencias del circuito; por otro lado, si las resistencias se encuentran conectadas en paralelo, el voltaje será igual para todas las resistencias, mientas que la corriente será diferente en cada una de las resistencias del circuito. Ademas, se tiene que los valores calculados y medidos matemáticamente no coinciden, pero eléctricamente se consideran confiables ya que se encuentran dentro del rango de ±5%.

BIBLIOGRAFÍA •

Experimentos con equipo eléctricos y electrónicos. Wildi y De Vito

ANEXO 1 Indico cálculos, formulas originales, formulas derivadas, diagramas y respuestas. Problema 2. Figura 7-3

CIRCUITO Y DATOS

V1=120v R1=300Ω

FÓRMULAS Y CÁLCULOS (CALCULADO)

FÓRMULAS Y CALCULOS (MEDIDO)

IT=I1 (LKV)

V=120±5%=122V

Fórmula original: V=IR

Fórmula original: V=IR

Fórmula derivada: V I= R

Fórmula derivada: V I= R

Cálculos 120V I = 300Ω =0.4A

Cálculos 122V I = 300Ω =0.41A

Fórmula original: V=IR Calculo V1=(0.4A)(300 Ω) = 120V

RESPUESTAS MEDIDO

CALCULADO

V1=122V

V1=120V

I1=0.41A

I1=0.4A

IT=0.41A

IT=0.4A

OBSERVACIONES Los datos medidos son aceptables ya que se encuentran dentro de ±5%

Problema 2. Figura 7-4 CIRCUITO Y DATOS

FÓRMULAS Y CÁLCULOS (CALCULADO) V1=V2=60V, IT=I1+I2 (LKI) Formula original: 𝐑𝟏𝐑𝟐 𝐑𝐞𝐪 = 𝐑𝟏 + 𝐑𝟐 Calculo

(300Ω)(600Ω) 300Ω + 600Ω (180000Ω) Req = = 200Ω 900Ω Req =

Fórmula original: V=IR

FÓRMULAS Y CALCULOS (MEDIDO) IT=I1+I2 (LKI) V1=V2=62V V=60±5%=62V Formula original: 𝐑𝟏𝐑𝟐 𝐑𝐞𝐪 = 𝐑𝟏 + 𝐑𝟐 Calculo

(300Ω)(600Ω) 300Ω + 600Ω (180000Ω) Req = = 200Ω 900Ω Req =

Fórmula original: V=IR Fórmula derivada: V1 I1 = R1

V=60V R1=300 Ω R2=600 Ω

Cálculos 60V I1 = 300Ω = 0.2A Fórmula derivada: V2 I2 = R2 Cálculos 60V I2 = 600Ω = 0.1A IT=I1+I2 IT=0.2A+0.1A IT=0.3A

Fórmula derivada: V1 I1 = R1 Cálculos 62V I1 = 300Ω = 0.21A Fórmula derivada: V2 I2 = R2 Cálculos 62V I2 = 600Ω = 0.10A IT=I1+I2 IT=0.21A+0.1A IT=0.31A

RESPUESTAS MEDIDO

CALCULADO

V1=62V

V1=60V

V2=62V

V2=60V

I1=0.21A

I1=0.20A

I2=0.10A

I2=0.10A

IT=0.31A

IT=0.3A

OBSERVACIONES Los datos medidos son aceptables ya que se encuentran dentro de ±5%

Problema 4. Figura 7-5 CIRCUITO Y DATOS

FÓRMULAS Y CÁLCULOS (CALCULADO) V1=V2=V3=120V, IT=I1+I2 +I3

V1=V2=V3=125V, IT=I1+I2 +I3

(LKI)

(LKI) V=120V±5%=125V

Formula original 𝟏 𝟏 𝟏 𝟏 = + + 𝐑𝐞𝐪 𝐑𝟏 𝐑𝟐 𝐑𝟑 Calculo 1 1 1 1 = 300Ω + 600Ω + 1200Ω Req 1 Req

=

7 1200

Req = 171.4Ω

Formula original 𝟏 𝟏 𝟏 𝟏 = + + 𝐑𝐞𝐪 𝐑𝟏 𝐑𝟐 𝐑𝟑 Calculo 1 1 1 1 = 300Ω + 600Ω + 1200Ω Req 1 Req

Fórmula original: V=IR V=120V R1=300 Ω R2=600 Ω R3=1200 Ω

FÓRMULAS Y CALCULOS (MEDIDO)

Fórmula derivada: V1 I1 = R1

=

7 1200

Req = 171.4Ω Fórmula original: V=IR Fórmula derivada: V1 I1 = R1

Cálculos 120V

Cálculos 125V I1 = 300Ω = 0.42A

I1 = 300Ω = 0.4A Fórmula derivada: I2 =

V2 R2

Fórmula derivada: V2 I2 = R2

Cálculos I2 =

120V 600Ω

Cálculos = 0.2A

I2 =

125V 600Ω

= 0.21A

Fórmula derivada:

Fórmula derivada: V3 I3 = R3

Cálculos

Cálculos

V3 I3 = R3

I3 =

120V 1200Ω

125V

= 0.1A

I3 = 1200Ω = 0.10A

IT=I1+I2+I3 IT=0.4A+0.2A+0.1A IT=0.7A

IT=I1+I2+I3 IT=0.42A+0.21A+0.1A IT=0.73A

RESPUESTAS MEDIDO

CALULADO

V1=125V

V1=120V

V2=125V

V2=120V

V3=125V

V3=120V

I1=0.42A

I1=0.4A

I2=0.21A

I2=0.2A

I3=0.1A

I3=0.1A

IT=0.73A

IT=0.7A

OBSERVACIONES Los datos medidos son aceptables ya que se encuentran dentro de ±5%

Problema 5. Figura 7-6

CIRCUITO Y DATOS

FÓRMULAS Y CÁLCULOS (CALCULADO)

I1=I2=IT, VT=V1+V2 (LKV)

I1=I2=IT, VT=V1+V2 (LKV) V=90V±5%=87V

Formula original: 𝐑𝐞𝐪 = 𝐑𝟏 + 𝐑𝟐

Formula original: 𝐑𝐞𝐪 = 𝐑𝟏 + 𝐑𝟐

Calculo Req = 300Ω + 600Ω Req = 900Ω Fórmula original: V=IR Fórmula derivada: V IT = Req V=90V R1=300 Ω R2=600 Ω

Cálculos 90V IT = 900Ω = 0.1A

FÓRMULAS Y CALCULOS (MEDIDO)

Calculo Req = 300Ω + 600Ω Req = 900Ω Fórmula original: V=IR Fórmula derivada: V IT = Req Cálculos 87V IT = = 0.097A 900Ω

Fórmula original: V=IR Cálculos V1=(0.1A)(300 Ω)=30V

Fórmula original: V=IR Cálculos V1=(0.097A)(300 Ω)=29V

V2=(0.1A)(600 Ω)=60V V2=(0.097A)(600 Ω)=58V RESPUESTAS MEDIDO

CALCULADO

IT=0.097A

IT=0.1A

I1=0.097A

I1=0.1A

I2=0.097A

I2=0.1A

V1=29V

V1=30V

V2=58V

V2=60V

OBSERVACIONES Los datos medidos son aceptables ya que se encuentran dentro de ±5%

Problema 6. Figura 7-7

CIRCUITO Y DATOS

FÓRMULAS Y CÁLCULOS (CALCULADO)

I1=I2=IT, VT=V1+V2 (LKV) Formula original: 𝐑𝐞𝐪 = 𝐑𝟏 + 𝐑𝟐

I1=I2=IT, VT=V1+V2 (LKV) V=100±5%=103V Formula original: 𝐑𝐞𝐪 = 𝐑𝟏 + 𝐑𝟐

Calculo Req = 400Ω + 600Ω Req = 1000Ω

Calculo Req = 400Ω + 600Ω Req = 1000Ω

Fórmula original: V=IR

V=100V R1=400 Ω R2=600 Ω

FÓRMULAS Y CALCULOS (MEDIDO)

Fórmula original: V=IR

Fórmula derivada: V IT = Req

Fórmula derivada: V IT = Req

Cálculos 100V IT = 1000Ω = 0.1A

Cálculos 103V IT = 1000Ω = 0.103A

Fórmula original: V=IR

Fórmula original: V=IR

Cálculos V1=(0.1A)(400 Ω)=40V

Cálculos V1=(0.103A)(400 Ω)=41.2V

V2=(0.1A)(600 Ω)=60V

V2=(0.103A)(600 Ω)=61.8V

RESPUESTAS MEDIDO

CALCULADO

IT=0.103A

IT=0.1A

I1=0.103A

I1=0.1A

I2=0.103A

I2=0.1A

V1=41.2V

V1=40V

V2=61.8V

V2=60V

OBSERVACIONES Los datos medidos son aceptables ya que se encuentran dentro de ±5%

Problema 7. Figura 7-8 CIRCUITO Y DATOS

FÓRMULAS Y CÁLCULOS (CALCULADO) I1=I2=I3=IT, VT=V1+V2 +V3(LKV) Formula original: 𝐑𝐞𝐪 = 𝐑𝟏 + 𝐑𝟐 + 𝐑𝟑 Calculo Req = 300Ω + 600Ω + 200Ω Req = 1100Ω Fórmula original: V=IR Fórmula derivada: V IT = Req

V=110V R1=300 Ω R2=600 Ω R3=200 Ω

FÓRMULAS Y CALCULOS (MEDIDO) I1=I2=I3=IT, VT=V1+V2 +V3(LKV) V=110V±5%=112V Formula original: 𝐑𝐞𝐪 = 𝐑𝟏 + 𝐑𝟐 + 𝐑𝟑 Calculo Req = 300Ω + 600Ω + 200Ω Req = 1100Ω Fórmula original: V=IR Fórmula derivada: V IT = Req

Cálculos 110V IT = 1100Ω = 0.1A

Cálculos 112V IT = 1100Ω = 0.102A

Fórmula original: V=IR Cálculos V1=(0.1A)(300 Ω)=30V V2=(0.1A)(600 Ω)=60V V3=(0.1A)(200 Ω)=20V

Fórmula original: V=IR Cálculos V1=(0.102A)(300 Ω)=30.5V V2=(0.102A)(600 Ω)=61.1V V3=(0.102A)(200 Ω)=20.4V

RESPUESTAS MEDIDO

CALCULADO

IT=0.102A

IT=0.1A

I1=0.102A

I1=0.1A

I2=0.102A

I2=0.1A

I3=0.102A

I3=0.1A

V1=30.5V

V1=30V

V2=61.1V

V2=60V

V3=20.4V

V3=20V

OBSERVACIONES Los datos medidos son aceptables ya que se encuentran dentro de ±5%

Problema 8. Figura 7-9 CIRCUITO Y DATOS

FÓRMULAS Y CÁLCULOS (CALCULADO) I1=I2=IT, VT=V1+V2 (LKV) Formula original: 𝐑𝐞𝐪 = 𝐑𝟏 + 𝐑𝟐

I1=I2=IT, VT=V1+V2 (LKV) V2=80V±5%=83V Formula original: 𝐑𝐞𝐪 = 𝐑𝟏 + 𝐑𝟐

Calculo Req = 300Ω + 600Ω Req = 900Ω

Calculo Req = 300Ω + 600Ω Req = 900Ω

Fórmula original: V=IR

V2=80V R1=300 Ω R2=600 Ω

FÓRMULAS Y CALCULOS (MEDIDO)

Fórmula original: V=IR

Fórmula derivada: V2 I2 = R2

Fórmula derivada: V2 I2 = R2

Cálculos 80V I2 = 600Ω = 0.133A

Cálculos 83V I2 = 600Ω = 0.138A

Fórmula original: V=IR

Fórmula original: V=IR

Cálculos

Cálculos

VA=(0.133A)(900 Ω)=120V V1=(0.133A)(300 Ω)=40V

VA=(0.138A)(900 Ω)=124.5V V1=(0.138A)(300 Ω)=41.5V

RESPUESTAS MEDIDO

CALCULADO

I1=0.138A

I1=0.133A

I2=0.138A

I2=0.133A

V1=41.5V

V1=40V

IT=0.138A

IT=0.133A

VA=124.5V

VA=120V

OBSERVACIONES Los datos medidos son aceptables ya que se encuentran dentro de ±5%

Problema 9. Figura 7-10

CIRCUITO Y DATOS

FÓRMULAS Y CÁLCULOS (CALCULADO) V1=V2=V3=VA, IT=I1+I2 +I3 (LKI) Formula original: 𝟏 𝟏 𝟏 𝟏 = + + 𝐑𝐞𝐪 𝐑𝟏 𝐑𝟐 𝐑𝟑 Calculo 1 1 1 1 = + + Req 300Ω 600Ω 1200Ω 1 7 = Ω Req 1200 Req = 171.43Ω Fórmula original: V=IR Cálculos V1=(0.2A)(300 Ω)=60V

I1=0.2A R1=300 Ω R2=600 Ω R3=1200 Ω

Fórmula original: V=IR Formula derivada V I= R Cálculos 60V I2 = 600Ω =0.1A 60V

I3 = 1200Ω =0.05A IT=I1+I2+I3 IT=0.2A+0.1A+0.05A IT=0.35A

FÓRMULAS Y CALCULOS (MEDIDO) V1=V2=V3=VA, IT=I1+I2 +I3 (LKI) I1=0.2A±5%=0.21A Formula original: 𝟏 𝟏 𝟏 𝟏 = + + 𝐑𝐞𝐪 𝐑𝟏 𝐑𝟐 𝐑𝟑 Calculo 1 1 1 1 = + + Req 300Ω 600Ω 1200Ω 1 7 = Ω Req 1200 Req = 171.43Ω Fórmula original: V=IR Cálculos V1=(0.21A)(300 Ω)=63V Fórmula original: V=IR Formula derivada V I= R Cálculos 63V I2 = 600Ω =0.11A 63V

I3 = 1200Ω =0.052A IT=I1+I2+I3 IT=0.21A+0.11A+0.052A IT=0.37A

RESPUESTAS MEDIDO

CALCULADO

V1=63V

V1=60V

V2=63V

V2=60V

V3=63V

V3=60V

VA=63V

VA=60V

I1=0.21A

I1=0.2A

I2=0.11A

I2=0.1A

I3=0.052A

I3=0.05A

IT=0.37A

IT=0.35A

OBSERVACIONES Los datos medidos son aceptables ya que se encuentran dentro de ±5%

Problema 10. Figura 7-11

CIRCUITO Y DATOS

FÓRMULAS Y CÁLCULOS (CALCULADO) Formula original: 𝐑𝐞𝐪 = 𝐑𝟏 +

𝐑𝟐𝐑𝟑 𝐑𝟐 + 𝐑𝟑

Calculo

(600Ω)(300Ω) Req = 200Ω + 600Ω + 300Ω Req = 200Ω + 200Ω Req = 400Ω V2=V3, I2-3=I2+I3 (LKI)

Formula original: 𝐑𝟐𝐑𝟑 𝐑𝐞𝐪 = 𝐑𝟏 + 𝐑𝟐 + 𝐑𝟑 Calculo

Fórmula original: V=IR Cálculos V3=(0.2A)(300 Ω)=60V

(600Ω)(300Ω) 600Ω + 300Ω Req = 200Ω + 200Ω Req = 400Ω V2=V3=V2-3, I2-3=I2+I3 (LKI) I3=0.2A±5%=0.21A Fórmula original: V=IR Cálculos V3=(0.21A)(300 Ω)=63V

Fórmula original: V=IR

Fórmula original: V=IR

Formula derivada

Cálculos 60V I2 = 600Ω =0.1A

Formula derivada V2 𝐼2 = R2 Cálculos 63V I2 = 600Ω =0.105A

I1=I2+I3 I1=0.1A+0.2A I1=0.3A

I1=I2+I3 I1=0.105A+0.21A I1=0.315A

IT=I1 VA=V1+V2-3 (LKV)

IT=I1, VA=V1+V2-3 (LKV)

Fórmula original: V=IR Cálculo V1=(0.3A)(200 Ω)=60V

Fórmula original: V=IR Cálculo V1=(0.315A)(200 Ω)=63V

VA=V1+V2 VA=60V+60V VA=120V

VA=V1+V2 VA=63V+63V VA=126V

V2 𝐼2 = R2

I3=0.2A R1=200 Ω R2=600 Ω R3=300 Ω

FÓRMULAS Y CALCULOS (MEDIDO)

Req = 200Ω +

RESPUESTAS MEDIDO

CALCULADO

V1=63V

V1=60V

V2=63V

V2=60V

V3=63V

V3=60V

VA=126V

VA=120V

I1=0.315A

I1=0.3A

I2=0.105A

I2=0.1A

I3=0.21A

I3=0.2A

OBSERVACIONES Los datos medidos son aceptables ya que se encuentran dentro de ±5%

ANEXO 2 Indico cálculos, formulas originales, formulas derivadas, diagramas y respuestas. 1. Indique la intensidad de la corriente que fluye (señale también el sentido) por el conducto W en cada uno de los circuitos de la Figura 7-12.

∑Ientra=∑Isalida 3A+W=5A W=5A-3A W=2A

∑Ientra=∑Isalida W=5A+3A W=8A

∑Ientra=∑Isalida 3A+4A+8A=1A+10A+W W=3A+4A+8A-1A-10A W=4A

∑Ientra=∑Isalida 3A+8A+W=1A+10A+4A W=1A+10A+4A-3A-8A W=4A

2. Muestre en la Figura 7-13, como conectaría el voltímetro, el amperímetro, la fuente de energía y la resistencia de carga para obtener un circuito completo en pleno funcionamiento.

3. ¿Se quemaría el amperímetro del circuito de la figura 7-13 si se invirtiera su polaridad? Explica por que No se quemaría ya que al estar conectado enserio la resistencia de este evitará que se queme, sin embargo, el amperímetro mostrará una corriente con signo contrario. 4. De los dos medidores de la Pregunta 2, ¿Cuál tendría mas probabilidad de quemarse si se conectaran directamente a la fuente de energía? ¿Por qué? El amperímetro, puesto que su resistencia interna es mucho menor a la del voltímetro. 5. ¿Podría medir el voltaje de una pila para lampara de mano con un voltímetro que tuviera una escala de 0-150V c-d? ¿Se podría confiar en tal medición? Explique su respuesta. Si se podría medir y se podría confiar en el resultado, ya que la pila de las lámparas tienen un voltaje de 6-9V y se encuentra dentro del rango de 0150V 6. Indique el valor del voltaje (y su polaridad) entre las terminales A y B de los tres siguientes circuitos de la Figura 7-14 a) VT=V1+V2 VT=100V+200V VT=300V

300V +

B

A

b) VT=V1+V2 VT=150V+20V VT=130V

130V +

B

A c)

VT=V1+V2+V3+V4+V5 VT=10V-5V-6V+4V-9V+3V VT=3V

3V A

+ B