FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRONICA Y ELÉCTRICA CIRCUITOS ELÉCTRICOS I - LABORA LABORATORIO TORIO EXPE RIENCIA EXPERIEN CIA N. N . 6: “DIVI DIVISOR SORES ES DE INTENSI INTE NSIDAD DAD DE CORRI CO RRIENTE ENTE ELÉCT EL ÉCTRICA RICA ” INFORME FINAL 6 ALUMNOS: AL UMNOS:
CCORA QUINTO, WILLIAM-
16190113
SEVILLA SANCHEZ, GERARDO ALEXANDER16190185
CASTILLO PERALTA, CHRISTIAN ERNESTO16190156
CCAPA ALARCÓN, KENDOCENTE:
MANDUJANO MIESES, ROBERTO
HORARIO: 2-4 PM GRUPO: 11
2017
I.
INTRODUCCIÓN BASE TEÓRICA DIVISOR DE CORRIENTE: DEFINICIÓN Y ECUACIONES El divisor de corriente se usa para calcular la corriente de alguno de los resistores que se han unido en un arr arreglo glo en paralelo, en función de la corriente del arreglo. Si no hay resistores en paralelo, no es posile aplicar la división de corriente. corriente.
!lgunas aplicaciones del divisor de corriente el"ctrica#
En el caso del divisor de corriente, una aplicación se da en la instalación el"ctrica de un centro de có$puto donde se provee de 12%& a cada uno de los 'PS, procurando distriuir la corriente entre todas las cargas, sin e(ceder el )%* de capacidad de la protección ter$o $agn"tica de 2%! que es .)(2%+1!. as luces de navidad se pueden considerar un ee$plo, puesto que son una serie de co$ponentes conectados en paralelo.
En general, se puede considerar ee$plos de divisor de intensidad de corriente a cualquier circuito que disponga de una cone(ión en paralelo de sus co$ponentes.
EFECTO DE CARGA DE UN AMPERÍMETRO 'n a$per/$etro es un instru$ento destinado a $edir la intensidad de la corriente el"ctrica que recorre una ra$a dada de un circuito. os a$per/$etros usuales requieren para ello interru$pir la ra$a en un punto e intercalar el aparato, de $odo que la corriente a $edir circule por el interior del $is$o 0figura 2# los a$per/$etros se conectan en serie. os a$per/$etros analógicos se suelen construir utiliando un $icroa$per/$etro co$o aparato ase al que se conecta una resistencia en paralelo. Esta resistencia, unto a las caracter/sticas del aparato ase, define el $argen de $edida del a$per/$etro. os a$per/$etros usuales disponen de varias escalas, que el faricante define $ontando en el interior del aparato las resistencias adecuadas para cada una de ellas. 3esde el punto de vista de la red el"ctrica en la que se utilia el aparato, el circuito equivalente de un a$per/$etro es su resistencia interna. 'n a$per/$etro ideal no $odificar/a las corrientes y potenciales de un circuito al conectarlo al $is$o. 3e esta for$a la corriente $edida ser/a efectiva$ente la e(istente antes de conectar el aparato. El
a$per/$etro ideal resistencia interna nula.
presentar/a
una
Sin e$argo, los a$per/$etros reales presentan una resistencia no nula, y ello supone que al conectarlo se $odifican las corrientes y potenciales del circuito. Este hecho se conoce co$o efecto de carga del
a$per/$etro, y ustifica la i$portancia de conocer las caracter/sticas del aparato que en su $o$ento se utilia, y saer deducir de las $is$as si su efecto de carga es o no es despreciale. Si el efecto de carga es despreciale, entonces podre$os hacer uso del a$per/$etro co$o si se tratara de un aparato ideal, situación deseale desde el punto de vista prctico. Si por el contrario el efecto de carga no es despreciale, entonces todav/a se puede hacer uso del a$per/$etro, pero teniendo en cuenta que la corriente $edida es distinta de la pree(istente antes de conectar el aparato, la cual puede calcularse en algunos casos a partir de la $edida.
OBETIVOS 5onocer los principios y funda$entos de los divisores de intensidad de corriente 5o$proar e(peri$ental$ente las aplicaciones prcticas en circuitos el"ctricos de los divisores de intensidad de corriente !naliar los efectos y el co$porta$iento de un circuito el"ctrico deido a la inserción de instru$entos
II. MATERIALES Y MÉTODOS %1 fuentes de poder 35 y cales de cone(ión diversos
%1 $ilia$per/$etro analógico 35
Resistencias internas: Escala 10 4,5 Ω Escala 30 1.9 Ω Escala 100 0.8 Ω Escala 300 0.4 Ω Escala 1000 0.2 Ω
%1 $ult/$etro digital
Resistencia interna: Para las escalas de 40.0 mA y 400.0
mA,
la
resistencia
interna es aproimadamente 1Ω.
Protooard, resistores y conectores
PROCEDIMIENTO !. 6$ple$ente el circuito de la siguiente i$agen, $ida la intensidad de corriente en cada carga y aduntando los datos teóricos y si$ulados, rellene la tala .1.
I! I% I& I' I( I6 I) "#A "#A "#A "# "#A "#A "#A $ $ $ A$ $ $ $ V*+, ).) 2.% .1 1.9 4.) 1.72 :.:4 /012 7 8 7 8 2 9 , V*+, ).) 2.%9 .2 1.9 4.)9 1.72 :.:7 31#4+ % % % 7 % % % *5, V*+, ).8) 2.1) .): 1.) 7.1: 1.% :.42 #/515 % % % % % %
, ;<=!# Se utilió la escala 1% del $ilia$per/$etro analógico para realiar las $ediciones respectivas. 5o$o pode$os oservar en la tala, los valores $edidos son apro(i$ados a los previstos por el clculo teórico y la si$ulación> por ello, no es necesario realiar un anlisis por efecto de carga. ! continuación, se proceder con el clculo de los errores porcentuales para deter$inar la precisión del instru$ento. Error % =
Valorteórico - Valormedido Valor medido
Para !1:
Error % =
8.685 - 8.980 8.685
?(100%) = 3.40%
Para 62# Error % =
2.066 - 2.180 2.066
?(100%) = 5.52%
Para 6:# Error % =
6.619 - 6.830 6.619
?(100%) = 3.19%
Para 64# Error % =
1.75 - 1.80 1.75
?(100%) = 2.86%
?(100%)
Para 67# 4.869 - 5.130
Error % =
4.869
?(100%) = 5.36%
Para 6# 1.522 - 1.600
Error % =
1.522
?(100%) = 5.12%
Para 69# Error % =
3.347 - 3.42 3.347
?(100%) = 2.18%
El error porcentual pro$edio ser# Error prom
2.
=
3.95%
6$ple$ente el circuito de la siguiente i$agen, $ida la intensidad de corriente en cada carga. 5on el $ult/$etro digital $ida el valor de las resistencias @1 y @. 'na ve
que
calculare$os
otenga$os la
potencia
los de
datos, cada
resistencia. os datos recopilados untos con los teóricos y si$ulados se llenarn en la tala .2.
R! "$
I! P! "#A$ "#7$
R6 "$
P6 I6 "#7 "#A$ $
V*+, 9%.81 1%% 7.2: 2.99% /012 1%%% ).421 : , V*+, 9%.8% 1%% 7.2% 2.99% 31#4+ 1%%% ).42% % *5, V*+, .9% #/515 882 ).2%% 88.8 4.2% 2.1:% % ,
;<=!# as intensidades de corriente fueron $edidas en la escala 1%. 5o$o pode$os oservar en la tala, los valores $edidos son apro(i$ados a los previstos por el clculo teórico y la si$ulación> por ello, no es necesario realiar un anlisis por efecto de carga. ! continuación, se proceder con el clculo de los errores porcentuales. Error % =
Valorteórico - Valormedido Valor medido
?(100%)
Para la resistencia @1# Para la resistencia# Error %
=
1000 - 992
?(100%) = 0.80%
1000
Para la intensidad de corriente:
Error % =
8.421 - 8.200
?(100%) = 2.62%
8.421
Para la potencia:
Error % =
70.913 - 66.70 70.913
?(100%) = 5.94%
Para la resistencia @# Para la resistencia# Error % =
100 - 99.9 100
?(100%) = 0.10%
Para la intensidad de corriente:
Error % = Para la potencia:
5.263 - 4.620 5.263
?(100%) = 12.22%
Error %
=
2.770 - 2.130 2.770
?(100%) = 23.10%
:. 6$ple$ente el circuito de la siguiente i$agen. 'tiliando el rango adecuado de $edida de los instru$entos y considerando su polaridad, $ida la intensidad de corriente con un $ult/$etro analógico 35 y un $ult/$etro digital. 5o$plete la tala .:. ;<=!# 5onsidere el efecto de carga producido al insertar el instru$ento de $edida, pues nuestros resultados se vern notale$ente afectados y tendre$os que e(plicar el porqu".
I /012, "#A$ I 31#4+*5* "#A$ I #/515* 2,8 1834#/8, 5191*+ "#A$ I #/515* 2,8 1834#/8, *8*+0912, "#A$
:.)28) 2.7%%% :9.:%%% 7%.%%%%
;<=!# a $edida con el instru$ento analógico se realió en la escala 1%%, cuya resistencia interna se encuentra especificada en el apartado M!=E@6!ES. !nlisis para el instru$ento digital# o que sucede aqu/ es que al conectar el instru$ento, esta$os aAadiendo su resistencia interna de 1B 0segCn su hoa t"cnica en serie con la resistencia de 4.9B> ade$s dee$os de considerar la resistencia interna de la fuente de poder 35, la cual es de 2.2B. =eniendo presente estos detalles procedere$os a realiar un nuevo clculo, el cual nos dar el valor que deer/a de registrar el instru$ento. I
=
0.3 4.7 + 1.0 + 2.2
=
0.3 7.9
=
37.97 mA
El porcentae de error para la $edida ser el siguiente# Error %
=
37.97 - 37.30 37.97
?(100%) = 1.76%
!nlisis para el instru$ento analógico#
o que sucede aqu/ es que al conectar el instru$ento, esta$os aAadiendo su resistencia interna de %.)B 0para la escala 1%% en serie con la resistencia de 4.9B. =eniendo presente este detalle procedere$os a realiar un nuevo clculo, el cual nos dar el valor que deer/a de registrar el instru$ento. I
=
0.3 4.7 + 0.8
=
0.3 5.5
=
54.55mA
El porcentae de error para la $edida ser el siguiente# Error %
=
54.55 - 50.00 54.55
?(100%) = 8.34%
4. 6$ple$ente el circuito de la siguiente i$agen. 'tiliando el rango adecuado de $edida de los instru$entos y considerando su polaridad, $ida la intensidad de corriente con un $ult/$etro analógico 35 y un $ult/$etro digital. 5o$plete la tala .4.
I /012, "#A$ I 31#4+*5* "#A$ I #/515* 2,8 1834#/8, 5191*+ "#A$ I #/515* 2,8 1834#/8, *8*+0912, "#A$
:.)28) :.9%%% 1.7%%% 9.%%%%
En este caso el efecto de carga es considerado despreciale, por lo que procedere$os a calcular el error porcentual. Para el instru$ento digital# Error %
=
63.8298 - 61.5000 63.8298
?(100%) = 3.65%
Para el instru$ento analógico# Error %
=
63.8298 - 67.0000 63.8298
?(100%) = 4.97%
III. RESULTADOS os datos y los errores porcentuales han sido e(puestos en el apartado P@<5E36M6E;=<.
IV. DISCUSIÓN DE RESULTADOS CUESTIONARIO
!.C0#, *;/2* /+ /;/2, 5/ 2*9* * +*3 #/5121,8/3< En nuestro caso en espec/fico, lo que sucede en nuestro circuito es que el $ilia$per/$etro introduce una resistencia en serie a la resistencia $edida originando una resistencia equivalente distinta la que se desea $edir, lo cual afecta a nuestros datos e(peri$entales. Si la proporción entre la resistencia interna del instru$ento y la resistencia $edida es de 1 a 1% 0co$o $/ni$o respectiva$ente, podre$os considerar insignificante el efecto de carga.
%.=4> 2,8315/*21,8/3 5/?/8 ,#*3/ /8 24/8* @** ** 5/ /1* /+ /;/2, 5/ 2*9* /8 +*3 #/5121,8/3 5/ 18/8315*5 5/ 2,1/8/< 3ee$os realiar los clculos teóricos para seleccionar la escala adecuada de $edición. @evisar si en la escala seleccionada, la resistencia interna se encuentra en la proporción adecuada con la carga $edida. Para el a$per/$etro la proporción entre la resistencia interna y la $edida es de 1 a 1% co$o $/ni$o. 5onocer los valores de las resistencias internas en cada escala del
a$per/$etro para que cuando elaore$os nuestro circuito, procure$os traaar con valores de resistores $ucho $ayores que las resistencias internas. En caso de que nuestro instru$ento genere un error por efecto de carga, se deern de realiar nueva$ente los clculos aAadiendo la resistencia interna.
V.
CONCLUSIONES
!ntes de llevar a cao el traao de laoratorio, es i$prescindile la otención de clculos teóricos con la finalidad de seleccionar la escala adecuada de nuestro instru$ento analógico y prever un posile error por efecto de carga en la $edición. !ntes de realiar las $ediciones, dee$os conocer los valores de las resistencias internas de nuestros instru$entos y verificar que se encuentren en una proporción ópti$a con las cargas a $edir> puesto que de lo contrario nuestros datos se vern alterados. a proporción adecuada para la resistencia de un a$per/$etro y la
carga dee ser de 1 a 1% co$o $/ni$o 0respectiva$ente o $enor.
!l seleccionar una escala apropiada para la $edición, no solo asta considerar el rango en el que se halla el valor teórico, ta$i"n har que considerar la resistencia interna en la escala y có$o esta afecta a nuestro circuito.
VI. BIBLIOGRAFÍA
https#DDanalisisdecircuitos1.ordpress.co $Dparte-1-circuitos-resistivos-cap-11-a2%-en-construccionDcapitulo-19-divisionde-voltae-y-de-corrienteD
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