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Laboratorio de Circuitos Eléctricos Circuitos electricos 1 (Universidad Nacional Mayor de San Marcos)

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

EXPERIENCIA N° 1

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y ELÉCTRICA EXPERIENCIA N° 1 INSTRUMENTOS DE MEDIDA

I.

OBJETIVOS 

 

II.

EQUIPOS Y MATERIALES          

III.

Reconocer y familiarizarse en el uso de los instrumentos básicos de medida (multímetros, fuentes de alimentación DC, generadores y osciloscopios). Conocer las características principales y la utilidad de los instrumentos de medición señalados. Precisar las normas de seguridad y las precauciones que se deben tomar en cuenta para el correcto uso de los instrumentos.

Multímetro digital Miliamperímetro DC Fuente de poder DC Generador de señales Osciloscopio Punta de prueba de osciloscopio Protoboard Cables de conexión diversos Resistores de 1KΩ (3) y 2KΩ Computadora con Multisim

INFORME PREVIO

1. ¿Cuál es la diferencia entre un multímetro analógico y uno digital? 2. Se tiene una batería de 9V conectada en paralelo a un resistor de 1 KΩ: Liste los pasos que debería seguir con el fin de medir la tensión entre los terminales del resistor, utilizando un multímetro analógico Liste los pasos que debe seguir con el fin de medir la intensidad de la corriente que fluye a través del resistor 3. Mencione las principales características técnicas de fuentes de poder de laboratorio (número de salidas, posibilidad de realizar conexiones en serie y paralelo, máxima tensión de salida, máxima intensidad de corriente de salida, regulación de máxima intensidad de corriente de salida, protección contra cortocircuito, etc.)

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

EXPERIENCIA N° 1

4. Mencione y describa las principales características técnicas (máxima frecuencia generada para una señal sinusoidal, máxima amplitud de salida, tipos de señal de salida, etc.) de un generador de señales 5. Mencione y describa las principales características técnicas (ancho de banda, número de canales, etc.) de un osciloscopio IV.

PROCEDIMIENTO

1. Realice el análisis teórico y simule el circuito de la figura 1.1. Complete los campos correspondientes de las tablas 1.1 y 1.2 2. Implemente el circuito mostrado en la figura 1.1. Luego mida la caída de tensión en cada elemento y la intensidad de corriente en cada rama del circuito. Complete la tablas 1.1 y 1.2

Figura 1.1 Tabla 1.1

VR1

VR2

VR3

VR4

Valor teórico Valor simulado Valor medido Tabla 1.2

I1

I2

I3

Valor teórico Valor simulado Valor medido Determinar teóricamente la resistencia equivalente del circuito mostrado en la figura 1.1. Desconectando del circuito la fuente la alimentación mida la resistencia equivalente con el multímetro en modo ohmímetro. Por último, calcule la resistencia equivalente a partir de los valores medidos de tensión de la fuente V y la intensidad de corriente I1. Complete la tabla 1.3 Tabla 1.3

Resistencia teórica Resistencia medida Resistencia calculada

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

EXPERIENCIA N° 1

3. A continuación, en el circuito de la figura 1.1, se reemplazará la fuente de poder DC por un generador de señales. Establezca como señal de salida del generador una sinusoide de 1KHz de frecuencia y 1Vpico de amplitud. Realice el análisis teórico y la simulación con el fin de completar los campos correspondientes de la tabla 1.4. Luego mida con el osciloscopio el nivel de tensión pico en cada uno de los elementos del circuito. Complete la tabla 1.4 Tabla 1.4

VR1

VR2

VR3

VR4

Valor teórico Valor simulado Valor medido

V.

CUESTIONARIO

1. ¿Qué cuidados debe tener antes de realizar una medición de intensidad de corriente eléctrica? En caso de que se mida una intensidad de corriente superior a la soportada por el instrumento (o el rango seleccionado), ¿Qué podría pasar? 2. ¿Qué cuidados debe tener antes de realizar una medición de tensión utilizando un osciloscopio? 3. ¿Existen diferencias en cuanto a los valores teóricos, simulados, medidos y calculados? De ser así, indique las posibles razones de estas diferencias. VI.

OBSERVACIONES 

VII.

Anote sus observaciones o recomendaciones (si las tuviera)

BIBLIOGRAFÍA 

Listar la bibliografía considerada para el desarrollo de la experiencia

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

EXPERIENCIA N° 2

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y ELÉCTRICA EXPERIENCIA N° 2 FUENTES DE ALIMENTACIÓN DE CORRIENTE CONTINUA

I.

OBJETIVOS  

II.

EQUIPOS Y MATERIALES    

III.

Conocer y utilizar equipos básicos del laboratorio de electrónica Medir la resistencia interna de una fuente de corriente continua

Fuente de poder DC Multímetro digital Resistores de 50Ω, 10Ω y 5Ω Cables de conexión diversos

INFORME PREVIO

1. Explique en qué consiste la resistencia interna de una fuente de poder. Mencione algún procedimiento que permita hallar su valor de forma experimental 2. Importante: Para el circuito mostrado en la figura 2.1, considerando que la resistencia interna de la fuente de alimentación es cero, determine la potencia que deben ser capaces de soportar los resistores a usar en la práctica (50Ω, 10Ω y 5Ω) 3. Importante: Determine la intensidad de corriente que circula en la malla mostrada en la figura 2.1 cuando RL = 50Ω, 10Ω y 5Ω. Indique los cuidados que se debe tener con el multímetro cuando se le use para medir intensidad de corriente. IV.

PROCEDIMIENTO

1. Mida la tensión en los terminales de una fuente de tensión sin carga. Denomine a la tensión medida como Vsc (tensión sin carga) Vsc (V) = __________ 2. Conecte una carga RL de 50Ω en paralelo a la fuente de tensión, tal como se muestra en la figura 2.1. Luego mida la tensión a través de la carga. Denomine a la tensión medida como Vcc (tensión con carga). Complete la columna correspondiente de la tabla 2.1

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

EXPERIENCIA N° 2

3. Mida la intensidad de la corriente que fluye a través del resistor RL. Denomine a la intensidad de corriente medida como I. Complete la celda correspondiente de la tabla 2.1

Figura 2.1

4. Una vez que se tengan los valores Vsc, Vcc e I, aplique la siguiente ecuación y complete la celda correspondiente de la tabla 2.1 𝑅𝑠 =

(𝑉𝑠𝑐 − 𝑉𝑐𝑐) 𝐼

5. Repita los pasos anteriores variando la resistencia RL a 10Ω y 5Ω. Recuerde que los resistores deben ser capaces de soportar la potencia que disiparán. Con las mediciones complete la tabla 2.1. Tabla 2.1

RL = 50Ω

RL = 10Ω

RL = 5Ω

Vcc (V) I (A) Rs (Ω) Se puede concluir que cuanta más intensidad de corriente demande la carga RL, menor será la tensión entre los terminales de salida de la fuente de tensión. Ello se debe a la mayor caída de tensión en la resistencia interna de la fuente. V.

CUESTIONARIO

1. Hacer una tabla de los valores experimentales hallados 2. Calcular el valor de la resistencia total del circuito y comparar con su medición 3. Determinar el valor de la resistencia interna de la fuente que ha utilizado. Explique el método usado experimentalmente 4. Presente sus conclusiones VI.

OBSERVACIONES 

VII.

Anote sus observaciones o recomendaciones (si las tuviera)

BIBLIOGRAFÍA 

Listar la bibliografía considerada para el desarrollo de la experiencia

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

EXPERIENCIA N° 3

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y ELÉCTRICA EXPERIENCIA N° 3 LEYES BÁSICAS DE CIRCUITOS: LEY DE CORRIENTES DE KIRCHHOFF

I.

OBJETIVOS   

II.

EQUIPOS Y MATERIALES      

III.

Verificar experimentalmente la ley de Ohm Conocer los principios y fundamentos de la Ley de Corrientes (Primera Ley de Kirchhoff) Comprobar mediante la experimentación las aplicaciones prácticas de la Ley de Corrientes

Microamperímetro DC 02 fuentes de poder DC Multímetro digital Resistores de 20KΩ (3) y 10KΩ (2) Protoboard Cables de conexión diversos

INFORME PREVIO

1. Investigue acerca del origen de la ley de Ohm 2. ¿En qué consiste la ley de corrientes de Kirchhoff? IV.

PROCEDIMIENTO

1. Realice el análisis teórico del circuito que se muestra en la figura 3.1 y simúlelo. Luego impleméntelo y realice la medición de la intensidad de corriente en cada rama y de tensión a través de cada resistor. Complete las tablas 3.1 y 3.2 Tabla 3.1

I1 (µA)

I2 (µA)

I3 (µA)

I4 (µA)

Valor teórico Valor simulado Valor medido

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I5 (µA)

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

EXPERIENCIA N° 3

Figura 3.1 Tabla 3.2

V1 (V)

V2 (V)

V3 (V)

V4 (V)

V5 (V)

Valor teórico Valor simulado Valor medido 2. Con los datos de las tablas 3.1 y 3.2, calcule el valor de cada resistencia aplicando la ley de Ohm. Mida el valor de cada resistencia usando el multímetro. Con esta información complete la tabla 3.3, añadiendo el valor nominal de los resistores. Tabla 3.3

R1 (KΩ)

R2 (KΩ)

R3 (KΩ)

R4 (KΩ)

R5 (KΩ)

Valor calculado Valor medido Valor nominal 3. Aplicar la Primera Ley de Kirchhoff en el circuito de la figura 3.2 y determinar las intensidades de corrientes I1, I2, I3 e I. Realice la simulación del circuito e impleméntelo. Realice las mediciones de intensidad de corriente necesarias. Complete la tabla 3.4 y verifique que se cumpla la Primera Ley de Kirchhoff

Figura 3.2

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

EXPERIENCIA N° 3

Tabla 3.4

I1

I2

I3

I4

Valor teórico Valor simulado Valor medido 4. Realizar el mismo análisis para el circuito de la figura 3.3. Complete la tabla 3.5 y verifique que se cumpla la Primera Ley de Kirchhoff

Figura 3.3 Tabla 3.5

I1

I2

I3

Valor teórico Valor simulado Valor medido V.

CUESTIONARIO

1. Describa el procedimiento realizado en el laboratorio y muestre sus resultados 2. ¿Los valores de intensidad de corriente hallados experimentalmente coincidieron con los teóricos hallados por medio del uso de la ley de corrientes de Kirchhoff? Si hay diferencias, explique las posibles causas VI.

OBSERVACIONES 

VII.

Anote sus observaciones o recomendaciones (si las tuviera)

BIBLIOGRAFÍA 

Listar la bibliografía considerada para el desarrollo de la experiencia

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

EXPERIENCIA N° 4

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y ELÉCTRICA EXPERIENCIA N° 4 LEYES BÁSICAS DE CIRCUITOS: LEY DE TENSIÓN DE KIRCHHOFF

I.

OBJETIVOS    

II.

EQUIPOS Y MATERIALES      

III.

Conocer los principios y fundamentos de la Ley de Tensión (Segunda Ley de Kirchhoff) Determinar experimentalmente las aplicaciones prácticas en circuitos eléctricos de esta ley Comprobar que la suma de tensiones en una malla es igual a cero Observar el comportamiento de un circuito cuando intervienen varias fuentes de tensión

02 fuentes de poder DC Multímetro digital Resistores de 20KΩ (2), 10KΩ (2), 2KΩ y 1KΩ (2) Protoboard Cables de conexión diversos Computadora con Multisim

INFORME PREVIO

1. Describa la ley de tensión de Kirchhoff IV.

PROCEDIMIENTO

1. Realice el análisis teórico, la simulación e implementación del circuito mostrado en la figura 4.1. Complete la tabla 4.1 y verifique que se cumpla la Segunda Ley de Kirchhoff

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

EXPERIENCIA N° 4

Figura 4.1 Tabla 4.1

VA (V)

VB (V)

V1 (V)

V2 (V)

V3 (V)

V4 (V)

Valor teórico Valor simulado Valor medido 2. Realice el análisis teórico, la simulación e implementación del circuito mostrado en la figura 4.2. Complete la tabla 4.2 y verifique que se cumpla la Segunda Ley de Kirchhoff

Figura 4.2 Tabla 4.2

V (V)

V1 (V)

V2 (V)

V4 (V)

Valor teórico Valor simulado Valor medido

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V7 (V)

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I V.

EXPERIENCIA N° 4

CUESTIONARIO

1. Describa el procedimiento realizado en el laboratorio y muestre sus resultados 2. ¿Los valores de tensión hallados experimentalmente coincidieron con los teóricos hallados por medio del uso de la ley de tensión de Kirchhoff? Si hay diferencias, explique las posibles causas VI.

OBSERVACIONES 

VII.

Anote sus observaciones o recomendaciones (si las tuviera)

BIBLIOGRAFÍA 

Listar la bibliografía considerada para el desarrollo de la experiencia

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

EXPERIENCIA N° 5

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y ELÉCTRICA EXPERIENCIA N° 5 DIVISORES DE TENSIÓN

I.

OBJETIVOS    

II.

EQUIPOS Y MATERIALES       

III.

Conocer los principios y fundamentos de los divisores de tensión Comprobar experimentalmente las aplicaciones prácticas en circuitos eléctricos de los divisores de tensión Estudiar y comprender los conceptos relacionados con el efecto de carga Analizar los efectos y comportamiento de un circuito eléctrico debido a la inserción de instrumentos

Fuente de poder DC Multímetro digital Multímetro analógico Resistores de 470KΩ (2), 100KΩ (2), 47KΩ (2), 20 KΩ (2), 10KΩ (2), 4.7KΩ (2), 1KΩ (2), 100Ω (5) y 50Ω Protoboard Cables de conexión diversos Computadora con Multisim

INFORME PREVIO

1. Liste y describa algunas posibles aplicaciones de los divisores de tensión 2. ¿Cómo se manifiesta el efecto de carga cuando se realizan mediciones de tensión? IV.

PROCEDIMIENTO

1. En el circuito de la figura 5.1 halle la tensión en los terminales del resistor R3 usando la teoría de divisores de tensión. Realice la simulación e implementación del circuito. Presente sus resultados en la tabla 5.1

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

EXPERIENCIA N° 5

Figura 5.1 Tabla 5.1

V3 (V) Valor teórico Valor simulado Valor medido 2. Analice teóricamente y simule el circuito de la figura 5.2 con el objetivo de determinar la potencia disipada en la resistencia Ro. Mida la tensión en la resistencia Ro y calcule la potencia disipada. Complete la tabla 5.2.

Figura 5.2 Tabla 5.2

Ro (Ω)

Vo (V)

Po (mW)

Valor teórico Valor simulado Valor medido 3. Implemente el circuito mostrado en la figura 5.3. Mida la tensión en la resistencia R2 haciendo uso de un multímetro analógico y uno digital. Llene la tabla 5.3

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

EXPERIENCIA N° 5

Figura 5.3

4. En el circuito de la figura 5.3 reemplace los resistores R1 y R2 de 1KΩ por otros de 4.7KΩ, 10KΩ, 47KΩ, 100KΩ y 470KΩ. Complete la tabla 5.3 Tabla 5.3

V2 (V) teórico R1 = R2 = 1 KΩ R1 = R2 = 4.7KΩ R1 = R2 = 1 0KΩ R1 = R2 = 47KΩ R1 = R2 = 100KΩ R1 = R2 = 470KΩ V.

V2 (V) multímetro analógico

V2 (V) multímetro digital

CUESTIONARIO

1. Luego de los resultados hallados, explique qué es el efecto de carga y cómo puede afectar la exactitud de las mediciones de tensión. 2. Explique las diferencias encontradas en las mediciones de tensión realizadas con multímetros digitales con respecto a multímetros (o voltímetros) analógicos 3. Realice un análisis de error. Grafique el valor del error absoluto con respecto al valor de la resistencia R2 VI.

OBSERVACIONES 

VII.

Anote sus observaciones o recomendaciones (si las tuviera)

BIBLIOGRAFÍA 

Listar la bibliografía considerada para el desarrollo de la experiencia

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

EXPERIENCIA N° 6

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y ELÉCTRICA EXPERIENCIA N° 6 DIVISORES DE INTENSIDAD DE CORRIENTE ELÉCTRICA

I.

OBJETIVOS   

II.

EQUIPOS Y MATERIALES      

III.

Conocer los principios y fundamentos de los divisores de intensidad de corriente Comprobar experimentalmente las aplicaciones prácticas en circuitos eléctricos de los divisores de intensidad de corriente Analizar los efectos y el comportamiento de un circuito eléctrico debido a la inserción de instrumentos

Fuente de poder DC Miliamperímetro DC Resistores de 100Ω (3), 500Ω, 470Ω, 220Ω, 2KΩ, 1KΩ, 200Ω, 4.7Ω y 47Ω Protoboard Cables de conexión diversos Computadora con Multisim

INFORME PREVIO

1. Liste y describa algunas posibles aplicaciones de los divisores de intensidad de corriente 2. ¿Qué es y cómo se manifiesta el efecto de carga cuando se realizan mediciones de intensidad de corriente? 3. Analice la hoja técnica de un instrumento analógico y otro digital, utilizado para medir intensidad de corriente eléctrica y tensión. Determine la resistencia de los instrumentos para cada escala. IV.

PROCEDIMIENTO

1. Para el circuito que se muestra en la figura 6.1, halle las intensidades de corriente I1, I2, I3, I4, I5, I6 e I7 utilizando la teoría de divisores de intensidad de corriente para cada una de las ramas del circuito. Realice su simulación e impleméntelo. Complete la tabla 6.1

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

EXPERIENCIA N° 6

Figura 6.1

Tabla 6.1 I1 (mA) I2 (mA) I3 (mA) I4 (mA) I5 (mA) I6 (mA) I7 (mA) Valor teórico Valor simulado Valor medido 2. Analizar teóricamente el circuito de la figura 6.2 utilizando el método de divisor de corriente, realizar su simulación e implementación. Determinar la potencia disipada por el resistor R6 y la potencia de entrada al circuito. Complete la tabla 6.2.

Figura 6.2 Tabla 6.2

R1 (Ω) I1 (mA) P1 (mW) R6 (Ω) I6 (mA) P6 (mW) Valor teórico Valor simulado Valor medido

3. Use un multímetro digital con el fin de medir la resistencia de un resistor de 4.7Ω. Use un multímetro digital con el fin de ajustar el nivel de salida de una fuente DC a 0.3V. A continuación implemente el circuito de la figura 6.3. Co los

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

EXPERIENCIA N° 6

valores de resistencia y tensión medidos realice el análisis teórico y la simulación del circuito. Llene las 02 primeras filas de la tabla 6.3.

Figura 6.3

4. Utilizando el rango adecuado de medida de los instrumentos y considerando su polaridad, realice mediciones de intensidad de corriente eléctrica con un multímetro digital (o miliamperímetro digital) y un multímetro analógico (o miliamperímetro analógico). Complete la tabla 6.3. Tabla 6.3

I teórico (mA) I simulada (mA) I medida con instrumento digital (mA) I medida con instrumento analógico (mA) 5. Realice el mismo análisis anterior para el caso de V = 3V y R1 = 47Ω. Complete la tabla 6.4 Tabla 6.4

I teórico (mA) I simulada (mA) I medida con instrumento digital (mA) I medida con instrumento analógico (mA) V.

CUESTIONARIO

1. ¿Cómo afecta el efecto de carga a las mediciones? 2. ¿Qué consideraciones deben tomarse en cuenta para tratar de evitar el efecto de carga en las mediciones de intensidad de corriente? VI.

OBSERVACIONES 

VII.

Anote sus observaciones o recomendaciones (si las tuviera)

BIBLIOGRAFÍA 

Listar la bibliografía considerada para el desarrollo de la experiencia

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

EXPERIENCIA N° 7

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y ELÉCTRICA EXPERIENCIA N° 7 TRIPOLOS

I.

OBJETIVOS   

II.

EQUIPOS Y MATERIALES        

III.

Verificar la equivalencia Delta-Estrella y viceversa en un circuito Determinar la relación entre las resistencias de un puente equilibrado Medir resistencias desconocidas utilizando el Puente de Wheatstone

Fuente de poder DC Multímetro digital Miliamperímetro DC Resistores de 20KΩ, 4.7KΩ, 2KΩ (3), 1KΩ (5), 470Ω Potenciómetro de 20KΩ Protoboard Cables de conexión diversos Computadora con Multisim

INFORME PREVIO

1. Defina un tripolo y sus aplicaciones 2. Explique la utilidad de los Puentes de Wheatstone IV.

PROCEDIMIENTO

1. Mediante la técnica de transformación Delta-Estrella halle la intensidad de corriente, I, entregada por la fuente de poder del circuito mostrado en la figura 7.1. A continuación realice su simulación e implementación. Complete la tabla 7.1

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

EXPERIENCIA N° 7

Figura 7.1 Tabla 7.1

I (mA) Valor teórico Valor simulado Valor medido 2. Encontrar la expresión para medir la resistencia Rx en el circuito de la figura 7.2. Considere la resistencia interna del instrumento

Figura 7.2

3. Considere que Rx = 20KΩ nominalmente. Mida su valor usando un multímetro. Luego implemente el circuito mostrado en la figura 7.2. Ajuste la resistencia del potenciómetro de tal manera que la tensión entre los puntos B y C sea 0. Entonces halle Rx utilizando la expresión hallada en el paso 2. Complete la tabla 7.2

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

EXPERIENCIA N° 7

Tabla 7.2

Valor nominal de Rx (KΩ) Valor medido de Rx (KΩ) Valor de Rx hallado usando el Puente de Wheatstone (KΩ) V.

CUESTIONARIO

1. ¿De qué depende la exactitud de las mediciones de resistencia utilizando un puente de Wheatstone? 2. ¿Cuáles son las ventajas y desventajas del uso de puentes de Wheatstone? ¿En qué ámbitos se utilizan los puentes de Wheatstone? VI.

OBSERVACIONES 

VII.

Anote sus observaciones o recomendaciones (si las tuviera)

BIBLIOGRAFÍA 

Listar la bibliografía considerada para el desarrollo de la experiencia

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

EXPERIENCIA N° 8

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y ELÉCTRICA EXPERIENCIA N° 8 TEOREMA DE SUPERPOSICIÓN

I.

OBJETIVOS   

II.

EQUIPOS Y MATERIALES       

III.

Verificar experimentalmente en forma cualitativa la propiedad de superposición Conocer los fundamentos básicos del teorema de superposición Comprobar las condiciones necesarias para que se cumpla el teorema de superposición

02 fuentes de poder DC Multímetro digital Miliamperímetro DC Resistores de 2KΩ (2), 1KΩ (3) y 470Ω Protoboard Cables de conexión diversos Computadora con Multisim

INFORME PREVIO

1. Defina los principios del teorema de superposición y sus aplicaciones IV.

PROCEDIMIENTO

1. Analizar teóricamente el circuito que se muestra en la figura 8.1 y determinar la tensión V5 y la intensidad de corriente de salida I5 mediante el principio de superposición. Realice la simulación e implemente el circuito. Complete la tabla 8.1.

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

EXPERIENCIA N° 8

Figura 8.1 Tabla 8.1

I5 (mA)

V5 (V)

Valor teórico Valor simulado Valor medido

2. Verificar el principio de superposición en el circuito de la figura 8.2. Para ello calcule teóricamente la intensidad de corriente I6 y la tensión de salida V6 utilizando el principio de superposición. Simule el circuito e impleméntelo. Complete la tabla 8.2

Figura 8.2 Tabla 8.2

I6 (mA)

V6 (V)

Valor teórico Valor simulado Valor medido

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I V.

EXPERIENCIA N° 8

CUESTIONARIO

1. Compare los resultados teóricos con los hallados experimentalmente. ¿Existe diferencias entre ellos? Si es que hay diferencia, ¿Por qué motivo ésta se presenta? 2. ¿Por qué es posible aplicar el principio de superposición en el análisis de los circuitos implementados en el laboratorio? VI.

OBSERVACIONES 

VII.

Anote sus observaciones o recomendaciones (si las tuviera)

BIBLIOGRAFÍA 

Listar la bibliografía considerada para el desarrollo de la experiencia

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

EXPERIENCIA N° 9

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y ELÉCTRICA EXPERIENCIA N° 9 TEOREMA DE THEVENIN Y NORTON

I.

OBJETIVOS    

II.

EQUIPOS Y MATERIALES       

III.

Conocer los fundamentos básicos de los teoremas de Thevenin y Norton y su aplicación Analizar un circuito DC mediante la aplicación de los teoremas de Thevenin y Norton Verificar los parámetros VTH, RTH, INT, RNT, determinados por los teoremas de Thevenin y Norton Comprobar experimentalmente que se cumplan los teoremas en estudio

02 fuentes de poder DC Multímetro digital Miliamperímetro DC Resistores de 2KΩ (2), 1KΩ (3), 470Ω (3), 330Ω (2) y 100Ω (2) Protoboard Cables de conexión diversos Computadora con Multisim

INFORME PREVIO

1. Explique el teorema de Thevenin y Norton y su importancia en el análisis de circuitos IV.

PROCEDIMIENTO

1. Calcular la intensidad de corriente I2 en el circuito mostrado en la figura 9.1 aplicando el Teorema de Thevenin. Luego realice su simulación e implementación. Complete la tabla 9.1

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

EXPERIENCIA N° 9

Figura 9.1 Tabla 9.1

I2, valor teórico (mA) I2, valor simulado (mA) I2, valor medido (mA) 2. Repita el procedimiento anterior para el circuito que se muestra en la figura 9.2. En este caso, el parámetro de interés es la intensidad de la corriente que circula por R3, I3. Complete la tabla 9.2

Figura 9.2 Tabla 9.2

I3, valor teórico (mA) I3, valor simulado (mA) I3, valor medido (mA) 3. Calcular la intensidad de corriente I5 en el circuito mostrado en la figura 9.3 aplicando el Teorema de Norton. Luego realice su simulación e implementación. Complete la tabla 9.3

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

EXPERIENCIA N° 9

Figura 9.3 Tabla 9.3

I5, valor teórico (mA) I5, valor simulado (mA) I5, valor medido (mA) 4. Repita el procedimiento anterior para el circuito que se muestra en la figura 9.4. En este caso, el parámetro de interés es la intensidad de la corriente que circula por R7, I7. Complete la tabla 9.4

Figura 9.4 Tabla 9.4

I7, valor teórico (mA) I7, valor simulado (mA) I7, valor medido (mA)

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I V.

EXPERIENCIA N° 9

CUESTIONARIO

1. Confeccionar una tabla en la que se presente los:  Valores teóricos  Valores prácticos (medidas)  Errores relativos y porcentuales 2. Indique las condiciones que se deben cumplir para que sea posible aplicar los teoremas de Thevenin y Norton VI.

OBSERVACIONES 

VII.

Anote sus observaciones o recomendaciones (si las tuviera)

BIBLIOGRAFÍA 

Listar la bibliografía considerada para el desarrollo de la experiencia

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

EXPERIENCIA N° 10

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y ELÉCTRICA EXPERIENCIA N° 10 TEOREMA DE LA MÁXIMA TRANSFERENCIA DE POTENCIA

I.

OBJETIVOS 

II.

EQUIPOS Y MATERIALES        

III.

Comprobar experimentalmente el teorema en mención y verificar las relaciones de potencia y eficiencia

Fuente de poder DC Multímetro digital Miliamperímetro DC Potenciómetro de 1KΩ Resistor de 470Ω/0.5W, 1KΩ (2), 100Ω , 5Ω (2) Protoboard Cables de conexión diversos Computadora con Multisim

INFORME PREVIO

1. Explique el teorema de la máxima transferencia de potencia y su relación con la eficiencia en el aprovechamiento de la energía entregada por una fuente de tensión IV.

PROCEDIMIENTO

1. Implementar el circuito de la figura 10.1. Girar el potenciómetro de tal manera que el valor de la resistencia R2 sea de 0Ω. A continuación registre el valor de la intensidad de corriente I junto con el valor de R2 en la tabla 10.1. Gire la perilla del potenciómetro y registre valores de resistencia e intensidad de corriente de tal manera que se complete la tabla 10.1. Tabla 10.1

R2, valor teórico (Ω) R2, valor medido (Ω) I medida (mA)

0

50

100 150 200 250 300 350 400 450 500

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

EXPERIENCIA N° 10

Figura 10.1 Tabla 10.1 (Continuación)

R2, valor teórico (Ω) R2, valor medido (Ω) I (mA)

550

600

650

700

750

800

850

900

950

1000

2. Para el circuito de la figura 10.2, calcular el valor de R4 que permite que dicho resistor absorba la máxima potencia posible. Ajustar un potenciómetro a dicho valor y conéctelo en el circuito como R4. Indique el valor hallado. R4 = ____________ 3. Simule el circuito de la figura 10.2 y complete los campos correspondientes de la tabla 10.2. Mida las tensiones e intensidades de corrientes en todos los elementos del circuito. Complete la tabla 10.2

Figura 10.2 Tabla 10.2

V (V)

VR1 (V)

VR2 (V) VR3 (V) I1 (mA)

I2 (mA)

Valor teórico Valor simulado Valor medido

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I3 (mA)

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I V.

EXPERIENCIA N° 10

CUESTIONARIO

1. Con los valores medidos, compruebe el teorema de máxima transferencia de potencia. 2. A partir del circuito Norton equivalente de una red general, presentado en la figura 10.3, demuestre el teorema y calcule la potencia máxima en función de la intensidad de corriente Norton (IN)

Figura 10.3

3. Tabular los valores de IL y VRL cuando se varía RL. Graficar la potencia en la carga, PRL, y la eficiencia, n, con respecto a RL. 4. Dibujar el circuito Thevenin y Norton equivalente tanto experimental como teórico del circuito mostrado en la figura 10.2, luego realice el cálculo de la potencia en cada elemento y determine la eficiencia del circuito considerando que R4 representa la carga del circuito. 5. En la figura 10.4 se pide determinar:

Figura 10.4

a. b. c. d. e. VI.

El valor de R que hace que VA-B sea máximo El valor de R que hace que la potencia entre A-B sea máxima El valor de la potencia máxima obtenida entre A-B La eficiencia en condiciones de máxima potencia entre A-B La eficiencia en condiciones de máxima tensión entre A-B OBSERVACIONES 

VII.

Anote sus observaciones o recomendaciones (si las tuviera)

BIBLIOGRAFÍA 

Listar la bibliografía considerada para el desarrollo de la experiencia 3 Versión 1.0 Descargado por maria victoria alvarado solano ([email protected])

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

EXPERIENCIA N° 11

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y ELÉCTRICA EXPERIENCIA N° 11 TEOREMA DE SUSTITUCIÓN

I.

OBJETIVOS   

II.

EQUIPOS Y MATERIALES        

III.

Conocer y comprender el principio de sustitución Comprobar experimentalmente el teorema de sustitución Analizar un circuito DC mediante la aplicación del teorema de sustitución

2 fuentes de poder DC Multímetro digital Miliamperímetro Potenciómetro de 1KΩ Resistores de 470Ω (2), 330Ω (2), 100Ω (2), 1KΩ Protoboard Cables de conexión diversos Computadora con Multisim

INFORME PREVIO

1. Explique el teorema de sustitución y brinde algunos ejemplos de su aplicación IV.

PROCEDIMIENTO

1. Analizar teóricamente el circuito mostrado en la figura 11.1. Realice su simulación. Registre sus resultados en la tabla 11.1.

Figura 11.1

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

EXPERIENCIA N° 11

2. Medir la diferencia de potencial entre los puntos A-B y la intensidad de corriente en sus respectivas ramas (resistencias R1, R2 y R3). Registre sus mediciones en la tabla 11.1 Tabla 11.1

VA-B

I1

I2

I3

Valor teórico Valor simulado Valor medido 3. Desconectar la rama A-B y medir su resistencia 4. Reemplazar la rama A-B por la rama que se muestra en la figura 11.2, en donde RL1 = 10KΩ

Figura 11.2

5. Variar la resistencia RL1 hasta obtener el mismo valor de tensión medido en el paso 2 6. Medir las intensidades de corriente en cada una de las respectivas ramas (R1, R2 y R3) manteniendo constante la fuente V1. Registre los valores hallados en la tabla 11.2 Tabla 11.2

VA-B

I1

I2

I3

Valor medido 7. Desconectar nuevamente la rama A-B y medir su resistencia RA-B = ____________ 8. Realizar el mismo análisis para el circuito propuesto en la figura 11.3

Figura 11.3

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I V.

EXPERIENCIA N° 11

CUESTIONARIO

1. Realice un análisis de lo hallado experimentalmente y brinde conclusiones VI.

OBSERVACIONES 

VII.

Anote sus observaciones o recomendaciones (si las tuviera)

BIBLIOGRAFÍA 

Listar la bibliografía considerada para el desarrollo de la experiencia

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

EXPERIENCIA N° 12

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y ELÉCTRICA EXPERIENCIA N° 12 SISTEMAS DE PRIMER ORDEN

I.

OBJETIVOS       

II.

EQUIPOS Y MATERIALES         

III.

Determinar la respuesta de un circuito resistor capacitor (RC) y resistor inductor (RL), libre de fuentes independientes Conocer las características y comportamiento físico de un circuito RC y RL Analizar el almacenamiento y disipación de energía en circuitos RC y RL Diferenciar las respuestas naturales y forzadas en sistemas de primer orden Comprobar experimentalmente la dependencia de la respuesta de los sistemas de primer orden en función del tiempo Analizar la respuesta a una fuente escalón unitario Conocer el comportamiento de los elementos que almacenan energía

Fuente de poder DC Multímetro digital Osciloscopio Punta de prueba de osciloscopio Bobinas de 10 mH y 7H Capacitores de 10µF y 2.2µF Resistores de 1MΩ, 2KΩ, 1KΩ y 10Ω de ½ Watt Cables de conexión diversos Computadora con Multisim

INFORME PREVIO

1. Explique a qué se denomina un sistema de primer orden. ¿Qué es la respuesta natural de un circuito? ¿Qué es la respuesta forzada de un circuito?

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I IV.

EXPERIENCIA N° 12

PROCEDIMIENTO

1. Determine teóricamente las respuestas natural y forzada del circuito mostrado en la figura 12.1 y grafíquelas en la figura 12.2. Grafique asimismo el resultado de la simulación. 2. Determine teórica (a partir de los valores nominales de los componentes) y experimentalmente (a partir de mediciones con multímetro) la constante de tiempo del circuito. Presentar dichos valores en la tabla 12.1.

Figura 12.1

Figura 12.2 Tabla 12.1

Ƭ(ms) teórico Ƭ(ms) experimental 3. Utilizando el osciloscopio, obtenga las respuestas natural y forzada del circuito de la figura 12.1. Grafique lo hallado en la figura 12.2. A partir del valor hallado de la constante de tiempo, estime el valor de la inductancia. Presente su resultado en la tabla 12.2

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

EXPERIENCIA N° 12

Tabla 12.2

L(mH) teórico L(mH) experimental 4. Reemplazar en el circuito anterior R1 a 2KΩ y L1 a 7H. Repetir los pasos 1, 2 y 3 y complete las figuras 12.3 y las tablas 12.3 y 12.4

Figura 12.3 Tabla 12.3

Ƭ(ms) teórico Ƭ(ms) experimental Tabla 12.4

L(mH) teórico L(mH) experimental 5. Determine teóricamente las respuestas natural y forzada del circuito mostrado en la figura 12.4 y grafíquelas en la figura 12.5. Grafique asimismo el resultado de la simulación. 6. Determine teórica (a partir de los valores nominales de los componentes) y experimentalmente (a partir de mediciones con multímetro) la constante de tiempo del circuito. Presentar dichos valores en la tabla 12.5.

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

EXPERIENCIA N° 12

Figura 12.4

Figura 12.5 Tabla 12.5

Ƭ(ms) teórico Ƭ(ms) experimental 7. Utilizando el osciloscopio, obtenga las respuestas natural y forzada del circuito de la figura 12.4. Grafique lo hallado en la figura 12.5. A partir del valor hallado de la constante de tiempo, determine el valor de la capacitancia. Presente su resultado en la tabla 12.6 Tabla 12.6

C(µF) teórico C(µF) experimental 8. Reemplazar en el circuito anterior R1 a 1MΩ y C1 a 2.2 µF. Repetir los pasos 5, 6 y 7 y complete las figuras 12.6 y las tablas 12.7 y 12.8

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

EXPERIENCIA N° 12

Figura 12.6 Tabla 12.7

Ƭ(ms) teórico Ƭ(ms) experimental Tabla 12.8

L(mH) teórico L(mH) experimental

V.

CUESTIONARIO

1. Compare los resultados obtenidos experimentalmente con los hallados teóricamente y brinde sus conclusiones VI.

OBSERVACIONES 

VII.

Anote sus observaciones o recomendaciones (si las tuviera)

BIBLIOGRAFÍA 

Listar la bibliografía considerada para el desarrollo de la experiencia

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

EXPERIENCIA N° 13

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y ELÉCTRICA EXPERIENCIA N° 13 SISTEMAS DE SEGUNDO ORDEN

I.

OBJETIVOS      

II.

EQUIPOS Y MATERIALES         

III.

Determinar la respuesta de un circuito RLC libre de fuentes independientes, cuando están conectados en serie y en paralelo Conocer y entender las características y comportamiento físico de un circuito RLC Analizar el almacenamiento y disipación de energía en circuitos RLC Diferenciar las respuestas naturales y forzadas en sistemas de segundo orden Comprobar experimentalmente el estado estable en un circuito RLC en serie y en paralelo Analizar el tiempo de descarga y carga de un circuito RLC

Fuente de poder DC Multímetro digital Osciloscopio Punta de prueba de osciloscopio Resistores de 100Ω y 60Ω Capacitores de 0.01µF y 120µF Bobinas de 100mH y 7H Cables de conexión diversos Computadora con Multisim

INFORME PREVIO

1. Describa los sistemas de segundo orden y los parámetros que los caracterizan 2. Indique ejemplos de la aplicación de sistemas de segundo orden IV.

PROCEDIMIENTO

1. Analizar teóricamente el circuito RLC en serie mostrado en la figura 13.1 y hallar la respuesta natural y forzada del circuito que se presentan inmediatamente después de que se cierra el interruptor S1. Graficar ambas respuestas en la figura 13.2 Grafique asimismo el resultado de la simulación.

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

EXPERIENCIA N° 13

Figura 13.1

Figura 13.2

2. Implemente el circuito de la figura 13.1. Inicialmente el interruptor debe estar abierto y el condensador descargado. Graficar, en la figura 13.2, las respuestas natural y forzada que se presentan inmediatamente después de que se cierra el interruptor S1. Mida la resistencia, RL1, de la bobina utilizada. RL1(Ω) = ____________ 3. Analizar teóricamente el circuito RLC en paralelo mostrado en la figura 13.3 y hallar la respuesta natural y forzada del circuito que se presentan inmediatamente después de que se abre el interruptor S1. Graficar ambas respuestas en la figura 13.4 Grafique asimismo el resultado de la simulación. 4. Implemente el circuito de la figura 13.3, con el interruptor cerrado y el condensador completamente cargado. Graficar, en la figura 13.4, las respuestas natural y forzada que se presentan inmediatamente después de que se abre el interruptor S1. Mida la resistencia, RL1, de la bobina utilizada.

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

EXPERIENCIA N° 13

Figura 13.3

Figura 13.4

RL1(Ω) = ____________ V.

CUESTIONARIO

1. Compare los resultados experimentales con los hallados teóricamente. VI.

OBSERVACIONES 

VII.

Anote sus observaciones o recomendaciones (si las tuviera)

BIBLIOGRAFÍA 

Listar la bibliografía considerada para el desarrollo de la experiencia

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