UNIVERSIDAD CATOLICA DE SANTA MARIA FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERIAS I NGENIERIAS FISICAS Y FORMALES PROGRAMA PROFESIONAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA Laboratorio Nº 6 de Circuitos Eléctricos
Alumnos: Málaga Paucar Paucar Kevin
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Tema: SESION 6: CONEXIÓN DE RESISTENCIAS Horario: Miércoles 10:00-12:00
SESION 6: CONEXIÓN DE RESISTENCIAS
I. OBJETIVO: - Analizar de forma experimental la relación que existe entre la tensión y la corriente en un elemento puramente resistivo “R” de un circuito eléctrico, verificando así la ley de ohm, utilizando el método indirecto del voltímetro y amperímetro. - Conocer el funcionamiento de un puente de diodos.
II. MARCO TEORICO: a) Asociación en serie
b) Asociación en paralelo
c) Asociación mixta
d) Asociaciones estrella y triángulo
1) Asociación en estrella. 2) Asociación en triángulo.
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Transformación de triángulo a estrella
Transformación de estrella a triángulo
III. ELEMENTOS A UTILIZAR: - 8 resistencia variable 0-44 ohmios o 8 de 180 ohmios. - 1 amperímetro c.c... , análogo, a-1-5amp. - 1variac monofásico. - 2 multimetro digitales. - 1 puente de diodos. -conductores de conexión.
IV. PROCEDIMIENTO : A.- Calibrar las resistencias a los valores indicados en la siguiente figura. B.-Armar el circuito de la figura.
C.-Regular el variac monofásico hasta obtener en el voltímetro V, la tensión de 15V de corriente continúa. D.-Verificar la polaridad de los instrumentos del circuito (+-).
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E.-Ir reduciendo el circuiyo pasó a paso e ir midiendo en cada reducción la cooriente y el voltaje, para comprobar el circuito equivalente .para variar el valor de las resistencias se tendrá que desenergizar el circuito primero. Punto 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
A(amp)
V(v)
Rab(Ω)=V/I
0.1831 0.182 0.1821 0.1824 0.1812 0.1834 0.1835 0.1838 0.1799 0.1773
15.10 15.13 15.23 15.20 15.13 15.13 15.16 15.30 15.24 15.08
82.5 83.1 83.6 83.3 83.5 82.5 82.6 83.2 84.7 85.05
V. CUESTIONARIO: 1.- ¿Qué es una resistencia y de que depende su valor? Se denomina resistor al componente electrónico diseñado para introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito. En el propio argot eléctrico y electrónico, son conocidos simplemente como resistencias. En otros casos, como en las planchas, calentadores, etc., los resistores se emplean para producir calor aprovechando el efecto Joule. El valor de la resistencia, como es bien sabido, depende de la c onstitución del elemento conductor, es decir de su resistividad, y de las dimensiones físicas de aquél. Por su parte, la resistividad no es estrictamente invariable sino que depende fundamental, aunque no exclusivamente, de la temperatura, y en ocasiones en una cuantía nada desdeñable.
2.- ¿Qué tipos de conexión existen en las resistencias? Conexión de resistencias en serie. Es aquella en la que las resistencias se disponen unas a continuación de otras. •Todas las resistencias están recorridas por la misma intensidad (I). •El efecto que se consigue es aumentar la resistencia total en el circuito. •El voltaje total (VT) que suministra la pila se gasta en las dos resistencias (V1 y V2). RT = R1 + R2 Conexión de resistencias en paralelo. Las resistencias se disponen de tal manera que los extremos de un lado se unen todos a un punto común y los del otro lado a otro punto común. •Cada rama del circuito es recorrida por una intensidad diferente (I1 e I2). •El voltaje en cada rama es el mismo que el voltaje total (VT = V1 = V2). 1/RT = 1/R1 + 1/R2 Conexión de resistencias en mixtas. Para determinar la resistencia equivalente de una asociación mixta se van simplificando las resistencias que están en serie y las que están en paralelo de modo que el conjunto vaya resultando cada vez más sencillo, hasta terminar con un conjunto en serie o en paralelo.
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3.-Analizar los circuitos en forma teorica y compararlos con los experimentales. ¿Son iguales? ¿Por que? Punto 1 2
A(amp)
V(v)
Rab(Ω)=V/I
0.1831 0.182
15.10 15.13
82.5 83.1
Usando las transformaciones de Y a triangulo, y sumando coenxiones en paralelo y en serie Obtuve:
11.8
Para lo cual la resistencia equivalente sería: 42+11.8+28 = 81.8 Las resistencias equivalentes experimentales son cercanas al valor teórico, sin embargo Son distintas ya que en durante el experimento no se consideraron las resistencias internas de los instrumentos.
4.- ¿Qué tipos de resistencias existen y cual es el uso de cada uno? 1.- Las resistencias fijas son aquellas en las que el valor en ohmios que posee es fijo y se define al fabricarlas. Las resistencias fijas se pueden clasificar en resistencias de usos generales, y en resistencias de alta estabilidad. 2.- Resistencias variables son resistencias sobre las que se desliza un contacto móvil, variándose así el valor, sencillamente, desplazando dicho contacto. Las hay de grafito y bobinadas, y a su vez se dividen en dos grupos segun su utilización que son las denominadas resistencias ajustables, que se utilizan para ajustar un valor y no se modifican hasta otro ajuste, y los potenciómetros donde el uso es corriente. Resistencias Fijas Las resistencias fijas se pueden clasificar en resistencias de usos generales, y en resistencias de alta estabilidad.
Las resistencias de usos generales se fabrican utilizando una mezcla de carbón, mineral en polvo y resina aglomerante; a éstas se las llama resistencias de composición. Características más importantes son: pequeño tamaño, soportan hasta 3W de potencia máxima, tolerancias altas (5%, 10% y 20%), amplio rango de valores y mala estabilidad de temperatura. Las resistencias de alta estabilidad se clasifican a su vez en: · Resistencias pirolíticas: se fabrican depositando una película de carbón sobre un soporte cerámico, y seguidamente se raspa dicha capa de forma que lo que queda es una especie de
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espiral de carbón sobre el soporte cerámico. Características: pequeño tamaño, hasta 2W de potencia máxima, tolerancias del 1% y 2% y coeficiente de temperatura medio. · Resistencias de hilo bobinado: se construyen con un hilo metálico de constantán o manganita enrollado sobre un tubo de porcelana. Características: tamaño medio o grande, hasta 400W de potencia máxima, baja tolerancia 0’25 % y c oeficiente de temperatura bajo. Resistencias Variables Resistencias ajustables y variables
Resistencias Especiales PTC (Positive Temperature Coefficient = Coeficiente Positivo de Temperatura); aumenta el valor óhmico al aumentar la temperatura de ésta. NTC (Negative Temperature Coefficient = Coeficiente Negativo de Temperatura) :disminuye el valor ohmico al aumentar la temperatura. LDR (Light Dependent Resistors = Resistencias Dependientes de Luz) :disminuye el valor óhmico al aumentar la luz que incide sobre ella. VDR (Voltage Dependent Resistors = Resistencias Dependientes Voltaje) :disminuye el valor óhmico al aumentar el voltaje eléctrico entre sus extremos.
5.-Enumera y explique todos los t ipos de resistencias existentes. Resistencias de hilo bobinado.- Fueron de los primeros tipos en fabricarse, y aún se utilizan cuando se requieren potencias algo elevadas de disipación. Están constituidas por un hilo conductor bobinado en forma de hélice o espiral (a modo de rosca de tornillo) sobre un sustrato cerámico.
Por tanto, elegiremos este tipo de resistencia cuando 1) necesitemos potencias de algunos watios y resistencias no muy elevadas 2) necesitemos gran estabilidad térmica 3) necesitemos
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gran estabilidad del valor de la resistencia a lo largo del tiempo, pues prácticamente permanece inalterado su valor durante mucho tiempo. Resistencias de carbón prensado.- Estas fueron también de las primeras en fabricarse en los albores de la electrónica. Están constituidas en su mayor parte por grafito en polvo, el cual se prensa hasta formar un tubo como el de la figura.
Las resistencias de este tipo son muy inestables con la temperatura, tienen unas tolerancias de fabricación muy elevadas, en el mejor de los casos se consigue un 10% de tolerancia, incluso su valor óhmico puede variar por el mero hecho de la soldadura, en el que se somete a elevadas temperaturas al componente. Además tienen ruido térmico también elevado, lo que las hace poco apropiadas para aplicaciones donde el ruido es un factor crítico, tales como amplificadores de micrófono, fono o donde exista mucha ganancia. Estas resistencias son también muy sensibles al paso del tiempo, y variarán ostensiblemente su valor con el transcurso del mismo. Resistencias de película de carbón.- Este tipo es muy habitual hoy día, y es utilizado para valores de hasta 2 watios. Se utiliza un tubo cerámico como sustrato sobre el que se deposita una película de carbón tal como se aprecia en la figura.
Para obtener una resistencia más elevada se practica una hendidura hasta el sustrato en forma de espiral, tal como muestra (b) con lo que se logra aumentar la longitud del camino eléctrico, lo que equivale a aumentar la longitud del elemento resistivo. Resistencias de película de óxido metálico.- Son muy similares a las de película de carbón en cuanto a su modo de fabricación, pero son más parecidas, eléctricamente hablando a las de película metálica. Se hacen igual que las de película de carbón, pero sustituyendo el carbón por una fina capa de óxido metálico (estaño o latón). Estas resistencias son más caras que las de película metálica, y no son muy habituales. Se utilizan en aplicaciones militares (muy exigentes) o donde se requiera gran fiabilidad, porque la capa de óxido es muy resistente a daños mecánicos y a la corrosión en ambientes húmedos.
Resistencias de película metálica.- Este tipo de resistencia es el que mayoritariamente se fabrica hoy día, con unas características de ruido y estabilidad mejoradas con respecto a todas las anteriores. Tienen un coeficiente de temperatura muy pequeño, del orden de 50 ppm/°C (partes por millón y grado Centígrado). También soportan mejor el paso del tiempo,
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permaneciendo su valor en ohmios durante un m ayor período de tiempo. Se fabrican este tipo de resistencias de hasta 2 watios de potencia, y con tolerancias del 1% como tipo estándar.
Resistencias de metal vidriado.- Como principal característica cabe destacar su mejor comportamiento ante sobrecargas de corriente, que puede soportar mejor por su inercia térmica que le confiere el vidrio que contiene su composición.
Resistencias dependientes de la temperatura.- Se les denomina termistores y como cabía esperar, poseen unos coeficientes de temperatura muy elevados, ya sean positivos o negativos. Coeficientes negativos implican que la resistencia del elemento disminuye según sube la temperatura, y coeficientes positivos al contrario, aumentan su resistencia con el aumento de la temperatura. El silicio, un material semiconductor, posee un coeficiente de temperatura negativo.
VI. OBSERVACIONES Y CONCLUCIONES:
Para medir la resistencia equivalente podemos usar la Ley de oh m que dice que R = V/I
Para medir la resistencia equivalente directamente podemos usar un ohmímetro y conectarlo en paralelo al circuito.
Para analizar teóricamente el circuito es necesario conocer las conversiones de Y a ∆, serie y paralelo.
Los errores pueden darse debido a que no se consideran las resistencias de los cables y de los instrumentos de medición.
VI. BIBLIOGRAFIA:
http://www.profesormolina.com.ar/tutoriales/circ_elec.htm
http://woody.us.es/ASIGN/TCEF_1T/Prob/teoria_ctos2.pdf
http://es.wikipedia.org/wiki/Resistor
http://www.lcardaba.com/articles/R_tipos/R_tipos.htm
http://www.articulosinformativos.com/Medida_de_Resistencia_Electricaa1152602.html
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