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ANALISIS Y SIMULACION DE CIRCUITOS RESITIVOS EN MULTISIM

GUIA DE LABORATORIO DE HERRAMIENTAS DE SOFTWARD

GRUPO 05

Integrantes: JONATHAN FERNANDO APARICIO VASQUEZ GYOVANNY JESUS DE LA HOAZ BARIOS JESUS MEJIA.

Docente: M.Sc. JORGE ELIECER QUINTERO ESCOBAR

Asignatura: HERRAMIENTAS DE SOFTWARE UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESSAR VALLEDUPAR/ CESAR

27/04/2019

INTRODUCCION

Los ingenieros adquieren una comprensión básica de los principios científicos, los combinan con el conocimiento empírico a menudo expresado en términos matemáticos y (con frecuencia con una gran creatividad) llegan a la solución de un problema determinado. El análisis es el proceso a través del cual se determina el alcance de un problema, se obtiene la información que se requiere para comprenderlo y se calculan los parámetros de interés. A menudo, la resolución de los tipos de ecuaciones que resultan del análisis de circuitos puede convertirse en una tarea muy tediosa, aun en el caso de circuitos con un moderado grado de complejidad. Lo anterior, por supuesto, implica una alta probabilidad de que se cometan errores, además del considerable consumo de tiempo para llevar a cabo los cálculos. Uno de los aspectos más poderosos del diseño asistido por computadora es la relativamente reciente integración de programas múltiples de una forma transparente para el usuario, lo cual posibilita que el circuito se dibuje rápidamente de modo esquemático sobre la pantalla, se reduzca de manera automática al formato requerido por un programa de análisis.

METODOLOGIA DEL PROYECTO

EQUIPOS Y MATERIALES

MATERIALES NECESARIOS 1. Tablero de conexiones sin soldadura (protoboard) 2. Batería de 9V, preferiblemente alcalina 3. Conector para batería 4. Resistencia de 1K 5. Resistencia de 330 6. Resistencia de 4,7k 7. Resistencia de 2k 8. 1 metro de cable rojo para protoboard (para puentes y conexiones) 9. 1 metro de cable negro para protoboard (para puentes y conexiones) 10. 1 multímetro digital 11. 1 calculadora 12. Hojas de calculo Nota: Todas las resistencias son de composición de carbón y 5% de tolerancia (ultima banda dorada). Pueden ser de ½ W o 1/4W. Para cada parte debe hacer una tabla de valores (R-V-I-P) calculados teóricamente y medidos en el laboratorio.

PROCEDIMIENTO Primera parte Generalidades 1. Configure su multímetro digital como medidor de resistencia. Mida el valor real de cada una de las resistencias utilizadas. Registre estos valores en una tabla, llame R1 la resistencia de 1k, R2 la resistencia de 330, R3 la de 4,7K y R4 la de 2k. 2. Configure su multímetro como voltímetro para CC. Mida entonces el voltaje entregado por la batería en condiciones de circuito abierto, registre este valor como (V). 3. Provea la batería con su respectivo conector. Si es necesario, estañe las puntas del conector para facilitar su inserción en el protoboard.

4. Utilizando el cable para protoboard corte unos 10 puentes de 12 mm de longitud. Segunda parte. Conexión de resistencias en serie

1. Seleccione las resistencias R1, R2 Y R3. Conéctelas entonces en serie sobre el protoboard. Ver figura 1

Figura 1.

2. Con su multímetro configurado como óhmetro, mida la resistencia total o equivalente (RT o REQ). Ver figura 2. Anote el resultado obtenido ¿coincide razonablemente este valor con el esperado teóricamente? Concluya su respuesta.

Respuesta: La RT obtenida del multimtero fue 5890 ohm y en cambio por el proceso teorico fue 6030 ohm, lo cual nos lleva a la conclusión que puede existir siempre un margen de error tanto en la persona como en el instrumento de medición. Pero la variación se dio a la tolerancia de las resistencias que no fue tomada en los cálculos teóricos y también ya que esta varia..

Figura 2. 3. Complete el circuito en serie alimentándolo mediante la batería, como indica la figura 3.

Figura 3.

4. Configure su multímetro digital como amperímetro para CC. Mida entonces la corriente a través del circuito. Ver figura 4. Para ello abra el circuito y conecte en su lugar el multímetro. Anote el valor medido y compárelo con el esperado teóricamente una vez medido vuelva a dejar el circuito como antes.

Figura 4.

5. Configure su multímetro como voltímetro para medir CC. Mida entonces la caída de tensión a través de cada resistencia (V1 V2 V3) y compare su suma con el voltaje entregado por la batería (VT). Ver figura 5. Anote los valores obtenidos y compárelos con los esperados teóricamente.

Figura 5. 6. Calcule la potencia entregada por la fuente (PT) y compárela con la suma de las potencias absorbidas por cada resistencia.

Tercera parte. Conexión de resistencia en paralelo

7. Seleccione otra vez las resistencias R1, R2 Y R3. Pero conéctelas ahora en paralelo sobre el protoboard ver figura 6.

Figura 6.

8. Con su multímetro configurado como óhmetro, mida la resistencia equivalente (RT o REQ) ver figura 7. Anote el resultado obtenido.

Figura 7.

9. Complete el circuito en paralelo alimentándolo mediante la batería de 9V ver figura 8.

Figura 8.

10. Configure su multímetro digital como voltímetro para CC. Mida entonces el voltaje del circuito. Ver figura 9. Anote el valor medido y compárelo con el esperado teóricamente.

Figura 9.

11. Configure su multímetro como amperímetro para CC. Mida entonces la corriente entregada por la fuente y la corriente a través de cada resistencia (I1-I2-I3). Ver figura 10 y figura 11.

Figura 10.

Figura 11.

12. Calcule la potencia entregada por la fuente (PT) y compárela con la suma de las potencias absorbidas por cada resistencia.

Cuarta parte. Conexión de resistencias en serie-paralelo (mixtas)

13. Seleccione las resistencias R1-R2-R3 Y R4. Conéctelas sobre la protoboard en configuración mixta. Ver figura 12.

Figura 12. 14. Con su multímetro configurado como óhmetro, mida la resistencia total o equivalente (RT o REQ). del circuito. Ver figura 13. Anote el resultado obtenido compárelo con el esperado teóricamente. ¿Qué obtuvo? y ¿Por qué? Respuesta: La RT obtenida del multimtero fue 2730 ohm y en cambio por el proceso teorico fue 2732,99 ohm, lo cual nos lleva a la conclusión que puede existir siempre un margen de error tanto en la persona como en el instrumento de medición. Pero la variación se dio a la tolerancia de las resistencias que no fue tomada en los cálculos teóricos y también ya que esta varia..

Figura 13. 15. Complete el circuito alimentándolo con la fuente de voltaje (Batería). Ver figura 14.

Figura 14. 16. Configure su multímetro como amperímetro para CC. Y mida las corrientes del circuito ver figura 15. Anote los valores obtenidos, compárelos con los obtenidos teóricamente y concluya.

Figura 15.

17. Configure su multímetro como voltímetro para CC y mida los voltajes del circuito. Ver figura 16. Anote los valores obtenidos compárelos con los teóricos y concluya.

Figura 16.

18. Calcule las potencias entregadas por la fuente y compárela con la suma de las potencias absorbidas por las resistencias. 19. Derive sus propias conclusiones a partir de cada uno de los resultados de este experimento. ¿coinciden con lo que esperaba obtener? ¿Por qué?

Respuesta: la verdad no esperábamos los resultados obtenidos en cada tipo de proceso; teórico, practico y por software. Hubieran muchas variaciones ya que se en cada medio se maneja una exactitud y un margen de error que varia de muchas situaciones.

RESULTADOS ADQUIRIDOS

Tabla 1. Para medidas de elementos Variables

Valores teóricos

V(T)(batería) Ohm R1 Ohm R2 Ohm R3 Ohm R4

9V 1 Kohm 330 ohm 4,7 Kohm 2K

Valores medidos 9,73 V 975 ohm 319 ohm 4580 ohm 1978 ohm

Tolerancia %

Error T Vs P

5% 5% 5% 5% 5%

0,73 V 25 ohm 11 ohm 120 ohm 22 ohm

Tabla 2. (Circuito serie) Variables VT(Bat) RT(REQ) VR1 VR2 VR3 V IR1 IR2 IR3 IT PBat PR1 PR2 PR3 P

Valores teóricos 9V 6030 ohm 1,5 V 0,5 V 7V 9V 1/670 A 1/670 A 1/670 A 1/670 A 0,013 W 3/1340 W 1/340 W 47/4489 W 0,016 W

Valores simulados 9V 6,03 Kohm 1,493 V 492,537 mV 7,015 V 9V 1,493 mA 1,493 mA 1,493 mA 1,493 mA 13,433 mW 2,228 mW 735,130 microW 10,470 mW 13,433 mW

Valores prácticos 9,56 v 5890 ohm 1,60 V 0,51 V 7,45 v 9,56 V 1,3 mA 1,3 mA 1,3 mA 1,3 mA

Valores simulados 9V 335,678 ohm 9V 9V 9V 27 V 9 mA 27,273 mA 1,915 mA 38,188 mA 343,689 mW 81,000 mW 245,455 mW

Valores prácticos 8,30 V 233 ohm 7,39 ohm 7,31 V 7,24 V 21,94 V 0,13 A 0,12 A 0,11 A 0,13 A

Tabla 3. (circuito paralelo) Variables VT(Bat) RT(REQ) VR1 VR2 VR3 V IR1 IR2 IR3 IT PBat PR1 PR2

Valores teóricos 9V 235,68 ohm 9V 9V 9V 27 V 0,008 A 0,007 A 0,023 A 0,038 A 0,342 W 0,072 W 0,063 W

PR3 P

0,207 W 0,342 W

17,234 mW 343,689 mW

Tabla 4. Circuito Mixto Variables VT(Bat) RT(REQ) VR1 VR2 VR3 VR4 V IR1 IR2 IR3 IR4 IT PBat PR1 PR2 PR3 IR4 P

Valores teóricos 9V 2732,99 ohm 3,29 V 1,09 V 4,38 V 4,38 V 13,14 V 0,003 A 0,003 A 0,0009 A 0,002 A 0,003 A 0,03 W 0,01 W 0,003 W 0,004 W 0,008 W 0,024 W

Valores simulados 9V 2,733 Kohm 3,293 V 1,087 V 4,62 V 4,62 V 13,62 V 3,293 mA 3,293 mA 983,016 microA 2,31 mA 3,293 mA 29,638 mW 10,845 mW 3,579 mW 4,542 mW 10,674 mW 29,64 mW

Valores prácticos 8,56 V 2730 ohm 3,01 V 1V 4,33 V 4,33 V 12,67 V 0,13 A 0,13 A 0,13 A 0,09 A 0,13 A

ANALISIS DE LOS RESULTADOS En cada tipo de circuito se ve reflejada su exactitud en medidas y resultados, ya siendo el medio teórico el que mas falencias a esta precisión se puede llegar ya que se desperdician muchas decimas de números y si hay falencias en su aplicación aún más…. El sistema por multímetro o instrumento de medición en mas preciso dependiendo del tipo de este, pero ofrece un margen de error aceptable y tolerante en cuando a exactitud. El mejor medio para ser realista y exactos, precisos es el software ya que si se utiliza bien. Nos permite trabajar de manera más eficaz y eficiente con respecto a la realidad de lo que sucede en cada tipo de circuito o proceso eléctrico.

CONCLUSION

Este proyecto de investigación de circuito serie, paralelo y mixto es una excelente forma de mostrarnos falencias, diferencias, cualidades y beneficios de dichos circuitos como también de nosotros mismos en nuestro saber y capacidades. Siendo sinceros con este proyecto aprendimos a hacer, diferenciar y ver desde diferentes ángulos sus aplicaciones dependiendo de cada circuito. Pudimos llegar a muchas conclusiones en si trataremos de sustentarlas todas. Circuito serie es muy efectivo si lo que buscamos es igualdad de intensidad, pero mal repartidor de voltaje y si algún componente se daña lo demás también, por lo tanto, hay que saber muy bien donde puede ser utilizado. Circuito paralelo para mi parecer es el mejor para aplicar en nuestro hogar y mayoría de lugares, proyectos y demás. El voltaje lo reparte igual en todos sus componentes lo único que varia es la intensidad que decrece a medida que recorre los elementos, su beneficio es que si algo se daña en el circuito no afecta lo demás. El circuito mixto fue y es el más interesante y curioso ya que nos fuerza a dominar y entender muy bien las leyes de Kirchhoff y la ley de ohm, divisor de potencial, divisor de corriente y otras cosas. Ahora entrando en materia sobre los tipos de datos que obtuvimos en cada circuito de modos diferentes nos permito ver la cantidad de factores que influyen en que tan exactos son y que margen de error se puede tener dependiendo del tipo de proceso que llevemos a realizar, sea teórico, practico o por software. + Nuestras conclusiones más precisas son que si la fuente de poder es DC y no es fija en su cantidad de voltaje ofrecido al circuito, esta trata a gastarse en el caso de baterías por lo tanto los valores de medición van variando + Dependiendo de la calidad y sofisticación del instrumento de medida se influye el resultado. + El proceso en software es la mejor opción para realizar circuitos + El margen de error por causa del hombre es grande. + La tolerancia y resistencia de cada dispositivo es variante. + La electrónica es una bella ciencia.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. William H. Hayt, Jr & Jack E. Kemmerly, Análisis de Circuitos en Ingeniería, séptima edición- ISBN-13: 978-970-10-6107-7. 2.

Richard C. Dorf, James A Svoboda, Circuitos Eléctricos, Sexta edición

ARCHIVOS DE PRUEBA DE LA ULIZACION DEL SOFTWARE MULTISIM

CIRCUITO SERIE:

Circuito paralelo:

CIRCUITO MIXTO: