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• Kenny H G Jiménez

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LAB. CIRCUITOS ELECTRICOS I

UNMSM – FIEE

LABORATORIO N° 5 – DE CIRCUITOS ELECTRICOS I DIVISORES DE VOLTAJE

I.

OBJETIVOS:   

II.

MATERIALES:     

III.

Conocer los principios y fundamentos de los divisores de voltaje. Comprobar experimentalmente las aplicaciones prácticas en circuitos eléctricos divisores de voltaje. Estudiar y comprender los conceptos y el comportamiento de un circuito eléctrico debido a la inserción de instrumentos.

Dos fuentes de poder. Conectores. Resistencias. Voltímetro. Multímetro digital.

FUNDAMENTO TEÓRICO: Si consideramos un circuito con un solo lazo q tiene dos resistores en serie, sabemos que por ambos fluye la misma corriente más sin embargo el voltaje no es el mismo, siendo así y aplicando la ley de Ohm se tiene lo siguiente:

V 1=i R 1 V 1=i R 1 (1)

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Figura2

Aplicando la ley de las tensiones de Kirchhoff en la imagen de la Figura2 y tomando en sentido de las manecillas del reloj, se tiene lo siguiente:

−V + v 1+ v 2=0 V =v 1+ v 2 V =i ( R1 + R 2) ( 2 ) Para determinar la tensión a lo largo de cada resistor de la Figura2 reemplazamos (2) en (1) y se obtiene:

v 1=V

R1 R2 , v 2=V R1 + R 2 R1 + R 2

Y en forma general, si un divisor de tensión tiene n resistores en serie con la tensión de la fuente V, el n-ésimo resistor (R n) tendrá una caída de tensión de:

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v n =V

IV.

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Rn R1 + R 2+ …+ Rn

PROCEDIMIENTO: 1. Hallar la resistencia R0 en el circuito que se muestra en la figura (a), de tal forma que se obtenga una caída de tensión igual a 1/5 de la tensión de la fuente de poder, si la corriente I es igual a 80μA. 2. Analizar al circuito de la figura (b), y determinar los valores de la corriente I y de la potencia de la salida P0. 3. Implementar el circuito de la figura (c) y determinar la tensión V y la corriente I, tal que la potencia disipada en la resistencia R 0 sea igual a 100mW.

FIGURA A:

Reducimos el circuito y obtendremos lo siguiente:

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Aplicamos divisor de voltaje a la resistencia R0: VR = 0

3 R0 R 0+ R

Pero como el voltaje en R0 de ser

V 5 , donde V es el voltaje de la

fuente y es igual a 3 3 3 R0 = 5 R0 + R R0 + R=5 R 0 R=4 R0 (1) Luego aplicamos LVK: V =I ( R+ R0 ) (2)

Reemplazamos (1) en (2) además ⇒3=80 μA ( 5 R 0 )

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I =80 μA

y

V =3

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⇒ R0=7.5 KΩ ∧ R=30 KΩ

Entonces tendríamos el siguiente circuito:

FIGURA B: 1

R1

R4

4

3.3kΩ

2.4kΩ R3 5.6kΩ

V1 9V 2

R2

0

3.3kΩ

R 1

R 2

R 3

5

R0 2.4kΩ R5

6

2.4kΩ

Teórico

Experimental

Voltaje

3.3KΩ

3.237 KΩ

2.97V

Corriente 0.925 mA

3.3KΩ

3.243 KΩ

3.01V

0.926 mA

5.6KΩ

5.56 KΩ

3.002V

0.54 mA

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2.4 KΩ

4

R 5

R 0

2.38 KΩ

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0.915V

0.386 mA

2.4 KΩ

2.71 KΩ

1.046V

0.386 mA

2.4 KΩ

2.69 KΩ

1.038V

0.386 mA

La corriente I está dada por La corriente que pasa a través de la resistencia R1 entonces I =0.925 mA

También nos piden hallar la potencia disipada por la resistencia R0 PR =V R × I R 0

0

0

Reemplazando tenemos que: PR =1.038 V × 0.386 mA 0

PR =0.401 mW 0

FIGURA C: Nos piden hallar V e I tal que la potencia disipada por la resistencia R0 sea igual a 100mW.

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Entonces colocamos un voltímetro (XMM2) en la fuente para hallar V, un amperímetro (XMM3) en serie con R1 para hallar la corriente I y otro voltímetro (XMM1) que mide el voltaje en R0. La potencia de la resistencia R0 estará dada por: 2

PR =

(V R )

0

0

R0 2

100 mW =

(V R ) 0

1 KΩ

V R =10 V 0

Donde

VR

0

es voltaje medido por XMM1.

Entonces para que la resistencia disipe una potencia de 100Mw el voltímetro XMM1 tendrá que marcar 10V, para obtener este resultado vamos variando la fuente de poder hasta obtener el resultado requerido. Entonces

V.

V=13.1V

e

I=21.284mA

OBSERVACIONES:

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 Se aplicó y se comprobó las aplicaciones prácticas en circuitos eléctricos de los divisores de voltaje.  Se reforzó lo aprendido en clase sobre los divisores de voltaje.  Se pudo comprender los conceptos relacionados con el efecto de carga.

VI.

BIBLIOGRAFÍA:

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 SADIKU, Matthew N. “Fundamentos de Circuitos Eléctricos”. McGraw-Hill, Tercera Edición año 2006.  Luis Felipe De La Hoz Cubas y María Ilse Dovale Pérez, División de Ingeniería Electrónica. Universidad del Norte, Barranquilla.  Referencias en internet: -http://www.unicrom.com/Tut_resistencia_serie_paralelo.asp -http://www.slideshare.net/guest1e528d/divisores-de-voltaje-yresistenciasserie-y-paralelo -http://es.wikipedia.org/wiki/Divisor_de_tensi%C3%B3n

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