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• Ismael Vargas

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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS – ESPE DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA ENERGÍA Y MECÁNICA

CÓDIGO: SGC.DI.505 VERSIÓN: 1.0 FECHA ULTIMA REVISIÓN: 26/10/16

CARRERA: INGENIERÍA AUTOMOTRIZ

GUÍA PARA LAS PRÁCTICAS DE LABORATORIO, TALLER O CAMPO ASIGNATURA:

AUTOTRÓNICA I

PERIODO LECTIVO:

DOCENTE:

ING. DANILO ZAMBRANO

NRC:

LABORATORIO DONDE SE DESARROLLARÁ LA PRÁCTICA: TEMA DE LA PRÁCTICA: ESTUDIANTE:

MAYO 2020 – SEPTIEMBRE 2020 8401

NIVEL:

VII

PRÁCTICA N°:

1

LABORATORIO DE AUTOTRÓNICA CAIDA DE TENSION EN CIRCUITOS SERIE

ISMAEL ALEXANDER VARGAS CAÑAR

INTRODUCCIÓN: Al considerar la caída de tensión en el cableado de una carga eléctrica, vemos un circuito como el de la figura siguiente.

Dado que la misma corriente circula por ambos dispositivos, se obtiene la siguiente relación entre las caídas en los resistores R1 y R2:

I=

R2 VR2 VRI VR2 = ó = R2 R1 VR1 R1

Al usar la ecuación: VR1 = I × R1, vemos que, al reducir la resistencia en serie R1, la caída de tensión VR1 cae a cero. Cuando la caída de tensión en R1 se aproxima a cero, la tensión en bornes de la carga R2 es casi igual a la tensión de la batería V. En este experimento, mediremos la caída de tensión VR1 en bornes de un resistor determinado y la carga. Si medimos la resistencia serie, podemos calcular la resistencia de la carga usando:

R2 VR2 = R1 VR1 Igualmente, la resistencia en serie puede ser calculada midiendo dos tensiones y la resistencia de la carga. OBJETIVOS: • •

Comprender cómo la resistencia en los circuitos eléctricos afecta a la tensión en bornes de la carga. Saber usar el multímetro (VOM) para medir caídas de tensión en circuitos serie.

MATERIALES: INSUMOS: • Juego de cordones de puenteo • Lámpara de 12 voltios • 2 resistencias de 100 ohmios • 1 diodo LN 4004

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• 1 relé de 12V 10A VCD • 1 Interruptor. EQUIPOS: • Simulador live wire INSTRUCCIONES: • • • • •

Utilice el mandil en el laboratorio de Autotrónica. Existen mesas de trabajo para cada grupo de estudiante mantenga el orden en las mismas. Desarrolle la guía en el cuadernillo de trabajo. Simule los circuitos en livewire Documente la práctica con fotos para el informe respectivo.

ACTIVIDADES POR DESARROLLAR: a) Arme el circuito que se muestra a continuación en el protoboard.

b) Mida la resistencia de R2 y R3 para obtener la resistencia en serie conjunta.

c) Mida la resistencia de L3 (Puntos B-C en la figura).

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d) Mida la caída de tensión en bornes de los resistores R2 y R3 ( puntos A-B en la figura).

e) Mida la caída de tensión en bornes de L1.

f) Calcule el valor de R(L1) a partir de los valores medidos de R(A-B), V(A-B) y V(B-C) 𝑅𝐿3 V(B − C) = 𝑅𝐴𝐵 V(A − B 𝑅𝐿3 3,99𝑉 = 200Ω 7,99V 𝑅𝐿3 =

3,99𝑉 ∗ 200Ω 7,99V

𝑹𝑳𝟑 = 𝟗𝟗, 𝟖𝟕𝛀

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g) Arme el circuito que se muestra a continuación en el protoboard.

h) Mida la resistencia de R2.

i) Mida la resistencia de L2 (Puntos B-C en la figura).

j) Mida la caída de tensión en bornes de los resistores R2 ( puntos A-B en la figura).

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k) Mida la caída de tensión en bornes de L3.

l) Calcule el valor de R(L2) a partir de los valores medidos de R(A-B), V(A-B) y V(B-C) 𝑅𝐿3 V(B − C) = 𝑅𝐴𝐵 V(A − B) 𝑅𝐿3 5,99𝑉 = 100Ω 5,99V 𝑅𝐿3 =

5,99𝑉 ∗ 100Ω 5,99V

𝑹𝑳𝟐 = 𝟏𝟎𝟎𝟎𝛀 m) Arme el circuito que se muestra a continuación en el protoboard.

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n) Calcule el valor de R2 ll R3. 1 1 1 = + 𝑅𝑇 𝑅2 𝑅3 1 1 1 ( + ) 𝑅2 𝑅3 1 𝑅𝑇 = 1 1 ( + ) 100 100 𝑅𝑇 =

𝑹𝑻 = 𝟓𝟎𝛀 o) Mida la resistencia de L3 (Puntos B-C en la figura).

p) Mida la caída de tensión en bornes de los resistores R2 y R3 ( puntos A-B en la figura).

q) Mida la caída de tensión en bornes de L3.

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r) Calcule el valor de R(L3) a partir de los valores medidos de R(A-B), V(A-B) y V(B-C) 𝑅𝐿3 V(B − C) = 𝑅𝐴𝐵 V(A − B) 𝑅𝐿3 7,98𝑉 = 50Ω 3,99V 𝑅𝐿3 =

7,98𝑉 ∗ 50Ω 3,99V

𝑹𝑳𝟑 = 𝟏𝟎𝟎𝟎𝛀 RESULTADOS OBTENIDOS: Se obtiene los siguientes resultados: Circuito 1 R(A-B)= 100(Ω) V(A-B) = 7,99Voltios V (B-C) =3,99Voltios R(L3) = 99,87(Ω) Circuito 2 R(A-B) =100(Ω) V(A-B) = 5,99Voltios V (B-C) = 5,99Voltios R(L3) = 100(Ω) Circuito 3 R(A-B) =50(Ω) V(A-B) = 3,99Voltios V (B-C) =7.98Voltios R(L3) = 100(Ω)

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Responda el siguiente cuestionario: a) Como varía la tensión en la carga L3 en cada circuito, existe aumento o disminución de la misma. Si – No Explique. La tensión de L3 va aumentando en cada circuito por que en el primer circuito tenemos una gran caída de tensión en las resistencias en serie a L3 en el segundo circuito solo tenemos un incremento de tensión por que solo tenemos una resistencia y la caída de tensión es menor y la caída de tensión en el L3 es mayor a la del circuito1. En el circuito 3 la caída de tensión de L3 es mayor a la de todos porque esta conectado antes a un par de resistencias en paralelo por lo cual la resistencia es la mitad y tiene menor caída de tensión en estas por eso L3 en el ultimo circuito tiene la mayor caída de tensión. b) Explique en que consiste la ley de kirchoff y la ley de Ohm con un gráfico cada una. LEY DE OHM

LEY DE KIRCHOFF

c) Basado en la Ley de la Corriente de Kirchoff primero y en la ley de Ohm después, con los valores obtenidos de las mediciones, calcule la resistencia de L3 (resistencia de carga) separadamente para cada una de las tres configuraciones del circuito. Anote los resultados en la tabla de la pregunta 4 y grafique en los circuitos las direcciones de las corrientes.

I1

CALCULO DE RESISTENCIA EN L3 POR KIRCHOFF Σ𝑉 = 0 12𝑉 = 200𝐼1 + 3,99𝑉 𝐼1 =

12𝑉 − 3,99𝑉 200

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𝐼1 = 40,05𝑚𝐴 Resistencia en L3 𝑉𝐿3 𝑅𝐿3 = 𝐼1 3,99𝑉 𝑅𝐿3 = 40,05𝑚𝐴 𝑹𝑳𝟑 = 𝟗𝟗, 𝟔𝟐𝜴

I1

CALCULO DE RESISTENCIA EN L3 POR KIRCHOFF Σ𝑉 = 0 12𝑉 = 100𝐼1 + 5,99𝑉 𝐼1 =

12𝑉 − 5,99𝑉 100

𝐼1 = 60.1𝑚𝐴 𝑉𝐿3 𝐼1 5,99𝑉 𝑅𝐿3 = 60.1𝑚𝐴 𝑅𝐿3 =

𝐑𝐋𝟑 = 𝟗𝟗, 𝟔𝟔𝛀

I1

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Σ𝑉 = 0 12𝑉 = 50𝐼1 + 7,98𝑉 𝐼1 =

12𝑉 − 7,98𝑉 50

𝐼1 = 80.4𝑚𝐴 𝑉𝐿3 𝑅𝐿3 = 𝐼1 7,98𝑉 𝑅𝐿3 = 80.4𝑚𝐴 𝑹𝑳𝟑 = 𝟗𝟗, 𝟐𝟓𝜴 d) Compare los valores medidos y calculados de la resistencia de carga L3. Explique la posible razón para la ligera diferencia entre los valores. VALORES MEDIDOS Ω VALORES CALCULADOS Ω 100 99,62 100 99,66 100 99,25 La diferencia de los valores es por estimación de decimales en el calculo e) En que porcentajes difieren el valor medido de las resistencias con los calculados en los diferentes circuitos. PRIMER CIRCUITO 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜 − 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 𝐸% = ∗ 100% 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 100 − 99,62 𝐸% = ∗ 100% 99,62 𝑬% = 𝟎, 𝟑𝟖% SEGUNDO CIRCUITO

𝐸% =

𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜 − 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 ∗ 100% 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 100 − 99,66 𝐸% = ∗ 100% 99,66 𝑬% = 𝟎, 𝟑𝟒%

TERCER CIRCUITO

𝐸% =

𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜 − 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 ∗ 100% 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 100 − 99,25 𝐸% = ∗ 100% 99,25

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𝑬% = 𝟎, 𝟕𝟔% f) Indique si existe aplicaciones de circuito serie en los circuitos eléctricos del automóvil si, no porque No porque la mayoría de componentes por no decir todos se conectan en paralelo porque si hay un desperfecto en algún elemento se requiere la independencia de funcionamiento del elemento en buen estado. g) ¿Qué son las caídas de tensión indeseadas? Las caídas de tensión indeseadas son las que se producen por algún desperfecto en los componentes del circuito que puede ser corrosión en bornes y terminales, así como también una mas inestable. h) ¿Cuáles son los efectos de las caídas de tensión indeseadas en circuitos del automóvil? Las caídas de tensión indeseadas causan el deterioro rápido de los elementos del sistema de carga en el vehículo ya que al haber perdidas de voltaje también lo hay de corriente y estos elementos trabajan más de lo necesario. i)

Cite 8 causas por las que se produce caídas de tensión indeseadas en el automóvil. • Cables en mal estado • Sulfatación • Bornes en mal estado • Empalmes sueltos • Cortocircuitos ocasionados por un cable sin aislante. • Una masa indeseable • Consumidores furtivos • La temperatura excesiva cerca al cable o a un elemento

CONCLUSIONES: • • •

Determinar mediante calculo y medición la Resistencia de L3 en cada uno de los circuitos especificados Aprender diferentes formas de calculas una misma magnitud con las leyes de Kirtchoff y Ohm. Comparar resultados medidos y calculados para obtener el error porcentual el cual fue menor del 1% en los tres casos.

RECOMENDACIONES: •

Ser organizados en la realización de la práctica, tener los materiales y equipos necesarios de antemano para el correcto desarrollo de la misma. FIRMAS

F: …………………………………………. Ing. Danilo Zambrano DOCENTE

F: …………………………………………. Ing. Juan Castro COORDINADOR DE ÁREA DE CONOCIMIENTO

F: …………………………………………….. Ing. José Quiroz COORDINADOR DE LABORATORIOS