UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BUCARAMANGA FACULTAD DE INGENIERÍAS CIRCUITOS ELÉCTRICOS RESISTENCIA EQUIVALENTE
NOMBRE DE LOS INTEGRANTES DEL GRUPO DE LABORATORIO Daniel Carreño ________________________________________________________________ Dania Peña Ortiz ________________________________________________________________ OBJETIVOS -
Realizar montajes de circuitos resistivos en serie y paralelo en un protoboard protoboard Manejar herramientas para la medición de impedancias Determinar la la resistencia equivalente de un circuito eléctrico
RESISTENCIA ELÉCTRICA Se denomina resistencia eléctrica a la oposición que tienen los electrones al moverse a través de un conductor. La unidad de resistencia en el Sistema Internacional es el ohmio, que se representa con la letra griega omega (Ω). Los fabricantes han adoptado un sistema de código de colores para identificar el valor óhmico de la resistencia. Este código implica el uso de bandas o franjas de color en el cuerpo de la resistencia, los colores y sus equivalentes numéricos se dan en la figura 1.
Figura 1. Código de color de resistencia En la figura 2 se puede observar el dibujo de una resistencia tipo. - El color de la primera franja indica el valor de la primera cifra significativa. segunda franja indica la segunda cifra significativa. - El color de la segunda - El color de la tercera indica el multiplicador. - Se emplea una cuarta franja de color para determinar la tolerancia. La ausencia de la cuarta franja indica una tolerancia del 20 %.
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Figura 2. Código de color para resistencias fijas En la figura 2, la resistencia está codificada con los colores: azul, gris, rojo y oro. De acuerdo al código de colores, se tiene: azul igual a 6, gris igual a 8, rojo igual a 2 y oro igual a 5 %, entonces, para obtener el valor de la resistencia procedemos: = ( )() ∗ 10 Ω ± % = 68 ∗ 102 Ω ± 5% = 6.8 Ω ± 5%
ASOCIACIÓN DE RESISTENCIAS Serie. Dos o más resistencias están asociadas en serie cuando por ellas circula la misma intensidad de corriente y la tensión en bornes de la asociación es igual a la suma algebraica de las caídas de tensión en cada elemento de la asociación.
Paralelo. Dos o más resistencias están conectadas en paralelo cuando la tensión de cada una de ellas es la misma y la intensidad de la asociación es igual a la suma algebraica de cada una de las intensidades de cada elemento.
Mixta. Es cuando en un circuito existen asociaciones serie y asociaciones paralelo. ELEMENTOS PARA LA PRÁCTICA -
12 Resistencias de diferente valor a medio watt 1 Trimmer de 10 Ω 1 Multimétro
TRABAJO PREVIO 1. Seleccionar 12 resistencias comerciales diferentes. Completar la siguiente tabla con los códigos de color y valor de cada resistencia, medida con el multímetro. Calcular el error entre el valor comercial de la resistencia ( ) y el valor registrado con el multímetro ( ), utilizando la siguiente relación: =
-
−
∗ 100
(1)
¿Los errores calculados corresponden a los definidos por la cuarta franja que tiene cada resistencia? _______________________________________________________________________________________
Resistencia 2 3 4
[Ω]
150 33000 6800 120 10
Franja 1 Marron Naranja Azul Marron marron
Franja 2 Verde Naranja Gris Rojo negro
Franja 3 marron Naranja Rojo Marron negro
Franja 4 Oro Oro Oro Oro Oro
[Ω]
147.5 33060 6674 120.39 10.14
Error 1.6% 0.18% 1.85% 0.3% 1.4%
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5600 120 15000 6800 5600 15 120
7 9 2
Verde Marron Marron Azul Verde Marron marron
Azul Rojo Verde Gris Azul Verde rojo
Rojo Marron Naranja Rojo Rojo Negro Marron
Oro Oro Oro Oro Oro Oro Oro
5603 119.01 14967 6734 5597 14.92 118.99
0.05% 0.82% 0.22% 0.97% 0.05% 0.53% 0.84%
Nota. Los grupos de laboratorio en los cuales coincidan los resultados tienen cero en la práctica. 2. Para el circuito de la figura 1 utilizar el valor registrado con el multímetro ( ) para cada resistencia. Determinar la resistencia equivalente ( ) vista desde los terminales A y B. En el informe se debe indicar el procedimiento realizado para determinar .
9587 Ohms
Resistencia Equivalente ( ) A
R1
R2
R3
R4
R5
R6
R7
R8
R9 R12
R10 R11
B
Figura 1. Circuito eléctrico 3. Implementar el circuito eléctrico en Proteus y ubicar una fuente de voltaje, , entre los terminales A y B. Por medio de la herramienta DC Sweep graficar el comportamiento de la corriente que suministra la fuente, , a medida que la fuente varia de cero a diez voltios.
-
¿Cómo interpreta el resultado de la simulación?
Se puede interpretar que se está cumpliendo la ley de ohm. _______________________________________________________________________________________
-
Determinar la pendiente de la recta y el inverso de la pendiente. ¿Este valor que representa físicamente?
=
−
.−.
−
.−.
=
= .
=
.
= .
El valor del inverso de la pendiente, representa el valor de la resistencia equivalente del circuito. _______________________________________________________________________________________
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-
Por medio del bloque ohmmeter de proteus determinar la resistencia equivalente del circuito entre los terminales A y B.
9.587 Kohms _______________________________________________________________________________________
PROCEDIMIENTO 4. Implementar el circuito eléctrico en un protoboard y por medio de un multímetro medir la resistencia entre los terminales A y B. Calcular el error entre el dato teórico y el experimental, utilizando la siguiente expresión: =
−
∗ 100
Resistencia Equivalente ( ) Resistencia Equivalente ( ) 9.587kΩ
9.59 kΩ
(2)
Error 0.03%
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BUCARAMANGA FACULTAD DE INGENIERÍAS CIRCUITOS ELÉCTRICOS RESISTENCIA EQUIVALENTE 5. Entre los terminales A y B conectar una fuente de voltaje DC. Fijar un valor de tensión ( ) y registrar con un amperímetro la corriente ( ) que suministra la fuente. A partir de estas dos medidas calcular la resistencia equivalente entre los terminales A y B, utilizando la siguiente relación = ⁄ . Calcular el error entre el resultado teórico y el valor experimental, utilizando la ecuación (2).
Resistencia Equivalente ( ) 9.587
9.96
1.04mA
= ⁄ 4.576
Error 0.03%
6. Ajustar el trimmer a un valor igual a la resistencia equivalente del circuito y conectar una fuente de voltaje dc de magnitud igual a la utilizada en el punto anterior. Registrar la corriente que pasa por el trimmer.
Nota. Si la resistencia equivalente es mayor a la resistencia del trimmer (10 Ω), conectar en serie una resistencia, de forma que entre los dos elementos, resistencia y trimmer, se obtenga la resistencia equivalente del circuito eléctrico. 9.94
-
1.04mA
¿Por qué la corriente registrada en el punto 5 y 6 presentan magnitudes similares?
Porque al sumar el valor del Trimmer y las resistencias hasta llegar al valor de la Req tenemos los mismos valores de resistencias y al usar el mismo voltaje se obtienen Resistencias Similares. _______________________________________________________________________________________
-
¿Cuál es la mínima resistencia que se puede colocar entre los terminales de la fuente de corriente continua ubicada en el laboratorio de electrónica, de forma que no se active la sobreprotección de cortocircuito que tiene la fuente? (Justificar la respuesta)
Para este caso se toman los valores máximos de la fuente que son 15V y 3 A, el siguiente es paso es aplicar la ley de ohm donde R=V/I y se reemplazan respectivamente los valores R = 15/3 es igual a 5.
7. ¿Se puede considerar que la relación entre la corriente y el voltaje en una resistencia es lineal? Justificar la respuesta de acuerdo a los datos experimentales.
Sí, porque en la gráfica se demuestra la ley de oh, donde la Resistencia aumenta linealmente respecto al voltaje. _______________________________________________________________________________________
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8. Conclusiones
Los valores de las resistencias comerciales no son iguales a los medidos con el multímetro, aunque el porcentaje de error es muy bajo. En las grafica V vs I, el inverso de la pendiente de la recta, nos representa la Resistencia Equivalente. Se cumplió la ley de Kirchhoff de acuerdo a las mediciones tanto teóricas como prácticas. Al sumar el Trimmer mas las Resistencias, igualando a la Req. Podemos encontrar que las corrientes son similares.
