Informe de laboratorio 2 – Circuitos DC
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UNIVERSIDAD SAN BUENAVENTURA, SEDE BOGOTÁ
FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS E INGENIERÍA
CIRCUITOS DC 2015-ll
MEDICIÓN DE V E I EN SERIE Y EN PARALELO
Ivonne Nataly Martinez Toro
e-mail:
[email protected]
Sergio Leandro Lara Rico
David Alejandro Segura Cortés
RESUMEN: En este informe se evidencia el proceso de medición de voltaje y corriente medidos en circuitos, tanto en serie como en paralelo. Se lleva a práctica todo conocimiento que se tiene hasta el momento sobre las leyes de KIRCHHOFF.
PALABRAS CLAVE: multímetro, circuitos, laboratorio, resistores.
INTRODUCCIÓN
Este informe incluye algunos conceptos básicos sobre el análisis de los circuitos, tanto en serie como en paralelo. Con este laboratorio se buscó llevar a la práctica los conocimientos básicos impartidos hasta el momento usando la Protoboard y los elementos básicos de laboratorio midiendo la corriente y el voltaje.
CIRCUITOS
CARACTERÍSTICAS GENERALES
Un circuito eléctrico es un arreglo que permite el flujo completo de corriente eléctrica bajo la influencia de un voltaje.
Denominamos circuitos a un arreglo de componentes que permiten un flujo constante de corriente eléctrica usando el voltaje. Por lo general lleva diferentes compuestos que permiten el flujo de la misma haciendo que el flujo sea más efectivo o asimismo, otros que le regulan.
RESISTORES
Son componentes eléctricos que poseen una propiedad física en particular denominada resistencia. Esta nos permite regular el flujo de corriente de paso por el circuito.
Figura 1. Resistores usados en la práctica de laboratorio no. 3.
La idea es que se produzca una caída de potencial dentro del circuito dado limitando el valor de corriente entre sus terminales.
PROTOBOARD
Es un tablero con orificios para poder integrar diferentes componentes eléctricos para así poder armar circuitos y asegurar el buen funcionamiento de los mismos. Tienen una ventaja y es que no hay necesidad de soldar los componentes para que funcione.
MULTÍMETRO
A este también se le llama polímetro, y es utilizado para mediciones eléctricas, tales como las magnitudes activas (corrientes, potenciales) y las pasivas (resistencias y capacidades).
VOLTAJE
Es una magnitud física que representa la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos o el trabajo por unidad de carga ejercido por el campo eléctrico sobre una partícula cargada.
CORRIENTE
Es la circulación de cargas o electrones a través del circuito CERRADO.
RESISTENCIA
La resistencia eléctrica es la oposición a la corriente que pasa por el circuito eléctrico cerrado, haciendo que te atenúe el flujo de electrones.
POTENCIA ACTIVA
Se le llama potencia activa a la acción de distingue entre la potencia aparente y la compleja de los componentes que contiene el circuito eléctrico.
AMPERIO (A)
Es una unidad que expresa el flujo de una corriente eléctrica, producida por una diferencia de tensión de un voltio y una resistencia de un ohmio.
INDUCTANCIA
Es la propiedad de un circuito por la cual un cambio de la corriente da lugar a una fuerza electromotriz.
OHMIO
Unidad de resistencia eléctrica que se define como la resistencia de un circuito con una tensión de un voltio y un flujo de corriente de un amperio.
LEY DE OHM
U=IR; U = Tensión aplicada a un circuito, I = corriente que circula por un circuito y R = resistencia del circuito. La ley de Ohm se utiliza para calcular la caída de tensión, y otras características de un circuito eléctrico.
CÁLCULOS TEÓRICOS
Por medio del laboratorio de permitió identificar diferentes componentes que se usan a la hora de armar un circuito. Se hizo uso del multímetro para la medición de los cálculos y también el voltímetro.
PROCEDIMIENTO:
Para hallar la resistencia equivalente se usó la fórmula a continuación:
Req=R1+R2+R3+R4+R5+R6+Rn
Req=8400
En la siguiente tabla (Tabla No 1), se encuentran los datos obtenidos a partir de la medición y el cálculo de las corrientes respectivas en cada punto indicado en la Figura No 1. Además se encuentran el error y el porcentaje de error para cada medición y cálculo.
Para el cálculo de la corriente se usó la siguiente fórmula: If=VfReq, en donde If = corriente en la fuente y Vf = voltaje en la fuente. Ya que estamos frente a un circuito en serie, la corriente en cada uno de los puntos es igual, es decir que la corriente en P1, P2 y P3, es la misma que hay en If. Mientras que para el cálculo del error absoluto y el error porcentual utilizamos las siguientes:
error absoluto=Corriente medida-corriente calculada
error porcentual=corriente medida-corriente calculadacorriente calculada*100
PUNTO
CORRIENTE CALCULADA
CORRIENTE MEDIDA
ERROR
PORCENTAJE DE ERROR
P1
1.42 A
1.458 A
0.038
2.6%
P2
1.42 A
1.457 A
0.037
2.6%
P3
1.42 A
1.454 A
0.034
2.3%
Tabla No 1. Valores calculados y medidos del circuito de la figura No 1
Figura No 2. Circuito de resistencias en serie
Evidencia:
Figura 3. Medición de corriente en el punto 1.
Figura 4. Medición de corriente en el punto 2.Figura 4. Medición de corriente en el punto 2.
Figura 4. Medición de corriente en el punto 2.
Figura 4. Medición de corriente en el punto 2.
Figura 5. Medición de corriente en el punto 3.
3. Llene los espacios en blanco de las siguientes preguntas:
a. La corriente que pasa por la resistencia R2 es: ___0.012 A____
b. La corriente que pasa por la resistencia R4 es: ___0.012 A____
c. La corriente que pasa por la resistencia R6 es: ___0.012 A____
Para hallar la resistencia equivalente se usó la fórmula a continuación:
Req=1/(1/R1+1/R2+1/R3)
Req=410
Figura No 6. Circuito de resistencias en paralelo
5. Calcule el valor de la resistencia equivalente, y luego calcule la corriente que pasa por los puntos P1, P2, P3 y P4. Usando el amperímetro, mida la corriente en los mismos tres puntos para verificar el valor calculado. Consigne los resultados en la tabla No 2
PUNTO
CORRIENTE CALCULADA
CORRIENTE MEDIDA
ERROR
PORCENTAJE DE ERROR
P1
12 A
12.068A
0.068
0.5%
P2
12 A
12.068 A
0.068
0.5%
P3
54.5 A
55.09 A
0.59
1.08%
P4
12 A
12.068 A
0.068
0.5%
Tabla No 2. Valores calculados y medidos del circuito de la figura No 5.
En la siguiente tabla (Tabla No 2), se encuentran los datos obtenidos a partir de la medición y el cálculo de las corrientes respectivas en cada punto indicado en la Figura No 2. Además se encuentran el error y el porcentaje de error para cada medición y cálculo.
Para el cálculo de la corriente se usó la siguiente fórmula:
IRn=VRnRn , en donde IRn = corriente en cada resistencia y VRn = voltaje en cada resistencia.
Figura 6. Proceso de medición en el circuito en paralelo.
Figura 7. Proceso de medición en el circuito en serie.
Ya que estamos frente a un circuito en paralelo, el voltaje en cada uno de los puntos es igual, es decir que para cada resistencia el volteje sería igual a 12 V para hallar la corriente según la ecuación ya mencionada. Mientras que para el cálculo del error absoluto y el error porcentual utilizamos las siguientes:
error absoluto=Corriente medida-corriente calculada
error porcentual=corriente medida-corriente calculadacorriente calculada*100
Figura No 8. Medición de corriente en el punto 1.
Figura No 9. Medición de corriente en el punto 2.
Figura No 10. Medición de corriente en el punto 3.
En la tabla a continuación (Tabla No 3), se muestran los datos obtenidos de la medición de voltaje en cada resistor usando el multímetro. Para el caso de las corrientes y las potencias, se usaron las siguientes ecuaciones:
I=V/R
P=VI
CIRCUITO
RESISTENCIA
VOLTAJE
CORRIENTE
POTENCIA
R1
14.33 V
14.3 mA
0.20 W
R2
32.26 V
14.6 mA
0.47 W
FIGURA 1
R3
14.49 V
14.4 mA
0.20 W
CIRCUITO
R4
14.59 V
14.5 mA
0.21 W
EN SERIE
R5
31.27 V
14.2 mA
0.44 W
R6
14.43 V
14.4 mA
0.20 W
R equivalente
121.31 V
14.4 mA
1.74 W
FIGURA 2 CIRCUITO
EN PARALELO
R1
12.097 V
12.09 mA
0.14 W
R2
12.097 V
5.49 mA
0.06 W
R3
12.097 V
12.09 mA
0.14 W
R equivalente
12.09 V
29.05 mA
0.35 W
Tabla No 3. Valores calculados y medidos de los circuitos de las figuras 1 y 2
6. ANÁLISIS DE RESULTADOS Y RESULTADOS
Según la previa simulación y montaje de los circuitos responder las siguientes preguntas:
¿Qué relación encuentra entre los valores de corriente y voltaje medidos y los valores calculados?
Si hay alguna diferencia, ¿a qué se debe esta?
¿Qué diferencia encuentra en el comportamiento de las corrientes y voltajes entre un circuito resistivo en serie y un circuito resistivo en paralelo?
Claramente, al hacer la respectiva medición se encontrará una variación lo que permite decir que, sin importar cómo sea el proceso de medición, siempre se encontrará un porcentaje de error.
Frente a un circuito en paralelo, el voltaje en cada uno de los puntos es igual, es decir que para cada resistencia el voltaje será igual a 12 V
Teóricamente y métricamente, las mediciones variarán dependiendo del tipo de circuito al que se enfrenta. Y como se dijo en el punto anterior, en el paralelo se aprecia que, en cada punto el voltaje será el mismo.
A medida que la corriente fluye a través de este circuito, la corriente se divide, enviando parte de ésta a través de cada una de las vías.
Aunque las resistencias controlan el flujo de corriente a través de cada vía, el circuito tiene más corriente que un sistema con una sola vía y un solo resistor.
CONCLUSIONES
7.1 cada resistencia funciona independientemente alas otras, es decir si alguna de las dos se daña la otra funciona con normalidad.
7.2 Al hacer la correcta medición teórica y medida de cada resistor, se obtiene un valor de su resistencia variante, lo que nos conlleva a un error aunque no es muy significativo. Este error entra entre el indicado según la Tolerancia de cada una.
7.3 Todo error obtenido se debe a diferentes causas, tales como lo son el tipo de medición, la instrumentación, el mismo medidor, los cálculos hechos y las fórmulas usadas para tal fin.
7.4 Toda resistencia es útil en un circuito porque impide el paso de electrones estrechando el paso de estos. Esta también varía según el material conductor usado en este.
7.5 Se debe tener en cuenta cómo es el armado, puesto que los valores se ven afectados por esto, y en todos los ejercicios propuestos, se obtuvo un resultado diferente, no solo por los valores de las resistencias usadas, sino porque cada uno era diferente, llevando a la práctica un circuito básico en serie y otro en paralelo.
7.6 la corriente en un circuito en serie siempre será la misma y el voltaje cambiara en cada uno de sus elementos.
REFERENCIAS
[1] Resistores, Desconocido (2003, julio 28) [En línea]. Disponible en:
http://www.ing.unp.edu.ar/electronica/asignaturas/ee016/tutoriales/resistores/resistores.htm
[2] Uso de la protoboard, Unicrom (2012) [En Línea]. Disponible en:
http://www.unicrom.com/tut_protoboard.asp
[3] Universidad Michoacana de San Nicolás De Hidalgo. (s.f). Ley de Ohm. [En línea]. Disponible en:
http://dieumsnh.qfb.umich.mx/ELECTRO/ley%20de%200hm.htm
[4] Moreno M. A. (2009). Multímetro. [En línea]. Disponible en:
http://40096multimetromamoreno.blogspot.com/2009/02/tipos-de-multimetro.html
[5] Diccionario de Electricidad, [En línea] http://www.academatica.com/introduccion-a-circuitos-electricos-voltaje-corriente-y-resistencia-ley-de-ohm/#ixzz3k7LEW0pR
[6] Glosario de términos de electricidad, [En línea] http://www.fluke.com/fluke/eses/soluciones/electricas/glosario_de_términos_de_electricidad
ANEXOS
Ninguno.
