Trabajo Practica Uno Circuitos DC Unad 2014

UNIVERSIDAD UNIVERS IDAD NACIONAL NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA DISTANCIA -UNAD Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingeniería Análisis de Circuitos DC – 201418 Act. No. 11. Trabajo Practica 1

Activi Actividad dad 11 Trab Trabaj ajo o Pract Practic icaa No.1 No.1

Luis Luis Albe Alberto rto Sanc Sanchez hez C - Código Código:: 16.786. 16.786.134 134

Director: Director: Joan Sebastián Sebastián Bustos Bustos Miranda Grup Grupo o Col Colab abor orati ativo vo:: 201 201418 418 - 4

Universidad Universidad Nacional Nacional Abierta Abierta y a D Distanc istancia ia – UNAD. UNAD. Programa: Programa: Ingeniería Ingeniería Industrial Industrial Cead: Cead: PalmiraPalmira- ValleValle- Colomb Colombia ia Septiem Septiembre bre -2014 -2014


INDICE Portada……………………………………………………………………………………………………………………………………..1 Índice……………………………………………………………………….………………………………………………………………..2 Introducción…………………………………………………………….………………………………………………………………..3 Objetivos………………………………………………………………….………………………………………………………………..4 Practica 1………..………………………………………………………………….………………………………………………….5,..10 Practica 2………………………………………………………………………….………………………………………………….11,..16 Practica 3…..……………………………………………………………………….………………………………………………….17,..22 Practica 4……………..…………………………………………………………….………………………………………………….23,..29 Practica 5…………………………………………………………………………….………………………………………………….30,..34 Conclusiones……………………………………………………..……………….………………………………………………………..35 Bibliografía……………………………………………………….……………….………………………………………………………..36


INTRODUCCION

En el presente informe se se busca iniciar y facilitar el proceso de aprendizaje aprendizaje con base en la identificación identificación de conocimientos previos sobre la temática del curso; reconocer a los compañeros de equipo de trabajo, al tutor y al director director del curso. curso.

Adicionalm Adicionalmente ente se requiere requiere realizar realizar las prácticas prácticas tanto desarroll desarrollo o de ecuaciones ecuaciones como el planteamie planteamiento nto de los ejercicios ejercicios y el uso del software software recome recomendad ndado o para para esta esta tarea. tarea. El curso curso de Análisis Análisis de Circuit Circuitos os DC DC para para Ingeni Ingenierí eríaa electr electróni ónica ca me permit permitirá irá amplia ampliarr mi conoci conocimie miento nto sobre sobre los difere diferente ntess elem element entos, os, dispos dispositi itivos vos,, software para diseño, pruebas pruebas y simulación, como también eso incluye sistemas basado en la electrónica, cuyas aplicaciones están están presentes actualmente en innumerables innumerables aspectos aspectos de nuestra vida actual y moderna. Las prácticas incluye desde idenficacion de resistencias, resistencias, circuitos dc, circuitos AC resistivos y transformadores.


OBJETIVOS

Generales

•

Realizar una serie de experiencias tanto prácticas como mediante la utilización de un simulador, tendientes a desarrollar habilidades y destrezas en el manejo y utilización de los instrumentos de medida, así como en el análisis, verificación, montaje y comprobación de los c ircuitos resistivos, estudiados en el módulo y relacionados con el tema objeto de esta asignatura.

Específicos

•

Calcular teóricamente y verificar experimentalmente el comportamiento real de un circuito resistivo (serie, paralelo, estrella o delta), empleando en lo posible diferentes tipos de resistores comerciales y combinando su conexión, para analizar y determinar sus características de respuesta.

•

Determinar teóricamente teóricamente el valor de resistencias.

•

Identificar otra clase de resistencias.

•

Establecer la tolerancia en una resistencia


MATERIALES Y EQUIPO: •

Multímetro análogo y Digital (puntas de prueba).

•

Protoboard y alambres (cal # 24 o 26).

•

10 Resistencias diferentes de 100Ω a 100kΩ. (1/4 W).

•

Fotocelda

•

Resistencias de igual valor.

•

Fuente DC o una batería de 9 voltios con su conector

•

Herramienta básica: pelacables, alicates, cortafrío, etc.

RESISTENCIAS Las resistencias o resistores son dispositivos que se usan en los circuitos eléctricos para limitar el paso de la corriente, las resiste resistenci ncias as de de uso uso en electr electróni ónica ca son llam llamada adas s "resis "resisten tencia cias s de carb carbón" ón" y usan usan un código código de colore colores s como como se ve ve a continuación para identificar el valor en ohmios de la resistencia en cuestión. El sistema para usar este código de colores es el siguiente: La primera banda de la resistencia indica el primer dígito significativo, la segunda banda indica el segundo dígito significativo, la tercera banda indica el número de ceros que se deben añadir a los dos dígitos anteriores para saber el valor de la resistencia, en la cuarta banda banda se indica el rango de tolerancia entre el cual puede oscilar el valor real de la resistencia.

Ejemplo: • • • • •

Primer dígito: Amarillo = 4 Segundo dígito: Violeta = 7 Multiplicador: Rojo = 2 ceros Tolerancia: Dorado = 5 % Valor de la resistencia: 4700 W con un 5 % de tolerancia.


PRIMERA PARTE: 1. Realizar Realizar el montaje montaje físico físico en Protob Protoboard oard del del siguiente siguiente circuito: circuito:

2. Identific Identificar ar las resisten resistencias cias que están están en configur configuración ación serie, serie, paralel paralelo, o, delta o estrella estrella y encerrarla encerrarlass o resaltarlas para su identificación, identificación, se deben identificar todas las opciones que considere. considere. R/ Podemos observar que se pueden establecer diferentes configuraciones tales como delta, estrella, serie y paralelo.


3. En el el mont montaj ajee físi físico co en en Prot Protob oboa oard rd se se debe debe hace hacerr las las medi medici cion ones es con con un un mult multím ímet etro ro en en esca escala la de de OHMS y se debe verificar el valor teórico con el valor arrojado en cada medición práctica. Según las opciones opciones identificadas en el paso 2. R/ 303 Ohmios. 4. Calcul Calcular ar la la resi resiste stenci nciaa equi equival valent entee del del circu circuito ito de manera manera teóric teóricaa y verifi verificar car su resul resultad tado o de manera manera práctica. (Para realizar la medición de resistencias resistencias se debe apagar o desconectar la fuente de alimentación). alimentación). R/ 300 Ohmios


SEGUNDA PARTE: Analizar el comportamiento de una fotocelda. 1.

Tome Tome una una fot fotoc ocel elda da coló colóqu quel elaa cerc cercaa de de la la luz luz y mid midaa su su resi resist sten enci ciaa con con el mult multím ímet etro ro..

R/ La resistencia de la fotocelda en la claridad son son 100 ohmios.

2. Ahora Ahora coloq coloque ue la foto fotoce celd ldaa en en el el lug lugar ar de de poca poca luz luz real realic icee nue nueva vame ment ntee la la medi medici ción ón entr entree sus sus terminales con el multímetro R/ La resistenc resistencia ia en la la oscuridad oscuridad de la fotocel fotocelda da es alrede alrededor dor de 1 mega ohmio ohmio y algunas algunas especial especiales es su resistencia es mayor.

3.

Desc Descri riba ba con sus sus pro propi pias as pala palabr bras as el func funcio iona nami mien ento to de la Foto Fotoce celd lda. a.

R/ Es un comp compone onente nte ele electr ctróni ónico co de mucha mucha util utilida idad d para para el contr control ol de luce lucess cuya cuya resist resistenc encia ia cambi cambiaa de acuerdo acuerdo a la cantidad cantidad de de luz. El valor valor de resisten resistencia cia eléctric eléctricaa de una una fotocelda fotocelda es es bajo cuando cuando hay hay luz o claridad claridad incidiend incidiendo o en esta y de acuerdo acuerdo a los libros este este valor puede puede descender descender hasta hasta 50 ohmios, mientras mientras que por el contrari contrario o el valor es muy alto alto de la resisten resistencia cia (Mega (Mega ohmios) ohmios) cuando cuando está en la oscuridad oscuridad..


PREGUNTAS ACTIVIDAD 1 Se debe dar respuesta a las siguientes siguientes preguntas con sus propias palabras: palabras: 1.

¿Qué ¿Qué pape papell dese desemp mpeñ eñaa el el valo valorr de de tol toler eran anci ciaa en en una una resi resist sten enci cia? a?

R/ La tolerancia es un parámetro que expresa el error máximo sobre el valor óhmico nominal con que ha sido sido fabricado un determinado determinado resistor. resistor. Por ejemplo, si tomamos la resistencia resistencia con valor nominal de 272 W con una tolerancia de 5%, quiere decir que el valor óhmico real de esa resistencia está entre ± 5%. (En la serie del 5 % los valore valoress extremos extremos son son 0,33 W 7 10 MW.) MW.) 272 + 0,05 x 272= 258,4

-

272 - 0,05 x 272= 285,6

Por lo tanto los resistores de valores muy pequeños no son comunes, por la dificultad que entraña ajustar su valor. Resistores de valores muy grandes son difíciles de conseguir, porque en ellos comienza a tener importancia fenómenos como la resistencia superficial, condiciones ambientales, etcétera. Tampoco es normal su uso.

2.

¿Qué ¿Qué valo valore ress de de tol toler eran anci ciaa pos posee een n las las resi resist sten enci cias as come comerc rcia iale les? s?

R/ Hay tolerancia toleranciass del 1 por mil, del del 1 %, 5 %, 10 % y 20 %. Para la serie serie de resistores resistores que que se fabrican fabrican con una tolerancia del 10 % que es la más utilizada, los valores comerciales son: 10 18 33 56 12 22 39 68 15 27 47 82 y los mismos mismos seguidos seguidos de ceros.

3.

¿En ¿En qué qué cas casos os el el valo valorr de tole tolera ranc ncia ia de una una resi resist sten enci ciaa es crí crítico tico??

R/ No se fabrican resistores resistores de todos los valores posibles posibles por razones obvias obvias de economía. Además Además sería absurdo, ya que, por ejemplo, en un resistor de 100 W y 10 % de tolerancia, el fabricante nos garantiza que su valor está comprendido entre 90 W y 100 W, por lo tanto no tiene objeto alguno fabricar resistores de valores comprendidos entre estos dos últimos.

4.

¿Qué ¿Qué fact factor or elé eléct ctri rico co det deter ermi mina na el tama tamaño ño de una una res resis iste tenc ncia ia en un circu circuit ito? o?

R/ Valor nominal: Es el valor en Ohm que posee. Este Este valor puede puede venir venir impreso o en código código de colores. colores. Tolerancia: Es el error máximo con el que se fabrica la resistencia. Esta tolerancia puede ser de +-5% y +-10%, por lo general. Potencia máxima: Es la mayor potencia que será capaz de disipar sin quemarse.


5. Mencio Mencione ne por por lo lo menos menos diez diez tipos tipos de de resis resisten tencia ciass fijas fijas y varia variable bless que que ofrec ofrecee el mercad mercado o elect electrón rónico ico e identifique por medio de imágenes las más usadas. R/ Resistencias Fijas: Son las que presentan un valor óhmico que no podemos modificar. Bobinados: Resistores bobinados de potencia y Resistores bobinados de presión. No bobinados: Resistencias aglomeradas o de precisión, resistencias de capa de carbón por depósitos, resistores piro líticos, resistencias de capa metálica, resistencias de película fotograbada y resistencias de película gruesa vermet.

Resistencias Variables: Son las que presentan un valor óhmico que nosotros podemos variar modificando la posición de un contacto deslizante. Resistencias ajustables y Resistencia variable (Potenciómetro)

6.

¿Es ¿Es posi posibl blee cons consid ider erar ar la fotoc fotocel elda da como como un sens sensor or?? ¿Por ¿Por qué? qué?

R/ Si, ya que presenta una propiedad propiedad conocida como efecto fotoeléctrico, fotoeléctrico, que hace que absorban fotones fotones de luz y emitan electrones. Cuando se captura a estos electrones libres emitidos, el resultado es una corriente eléctrica que puede ser utilizada como energía para alimentar circuitos. Esta misma energía se puede utilizar, obviamente, para producir la detección y medición m edición de la luz. Las fotoceldas por lo general se utilizan como detectores de claridad para encendido o apagado de equipos eléctricos o electrónicos.

7.

¿Cóm ¿Cómo o infl influy uyee en un un circ circui uito to si si colo coloca camo moss un cort cortoci ocirc rcui uito to en en para parale lelo lo con con una una resi resist sten enci cia? a?

R/ Si se coloca un pedazo pedazo de cable cable en cortocircui cortocircuito to en paralelo paralelo con la resisten resistencia, cia, el cortocircuit cortocircuito o conducirá conducirá toda la corriente eléctrica mientras que por la resistencia no fluirá nada. Cuando más baja es la resistencia, más alta es la corriente, corriente, es decir la corriente siempre buscara el camino con el menor obstáculo posible para garantizar su conducción sin perdidas.


8.

En el el mome moment nto o de hace hacerr una una elec elecci ción ón de de res resis iste tenc ncia ia ¿qué ¿qué se deb debee ten tener er en en cuen cuenta ta??

R/ Pienso que dos parámetros fundamentales, fundamentales, primero debemos tener tener en cuenta la capacidad máxima para expulsar expulsar o disipar disipar calor sin que se deteriore deteriore o destruya destruya el elemento elemento físico, físico, la potencia potencia de disipación disipación se mide en vatios. El material de las resistencias, resistencias, ya que de aquí varia su valor valor óhmico. Y segundo la precisión precisión en muchos casos se requiere resistencias resistencias de precisión en aplicaciones aplicaciones especiales.

9.

El rango rango de de toler toleranc ancia ia de de qué qué manera manera infl influye uye en el el compo comporta rtamie miento nto de una una resist resistenc encia. ia.

R/ El rango de tolerancia en una una resistencia se refiere a cuan amplia amplia será la variación de la potencia de esa resistencia, efecto que es causado causado por la variación de la temperatura que soporta dicha resistencia. Si tienes una resistencia 10k = 10000 ohmios y la la tolerancia es de 10%, entonces tendrás un rango rango de 9500 a 10500 ohmios, este porcentaje te será indicado en la última banda de color dibujada en la resistencia. Por ende si la tolerancia es alta, digo ejemplo 10% o 20%, pues los resultados en la exactitud y precisión en el circuito implementado se van a reflejar al final.

Conclusión •

•

•

No debe debe olvidars olvidarsee que el porcen porcentaj tajee de error error en la medició medición n y el comporta comportamie miento nto de las resistencias de diferentes tipos, donde el resultado del código de colores siempre va a ser constante, constante, y si se utiliza un multímetro multímetro los los resultados resultados tienden a ser tener tener mayor mayor exactitud. exactitud. La temperatura temperatura tanto alto alto y baja produce produce una variación variación en la resistencia, resistencia, en la mayoría mayoría de los metales existe una proporción directa con la temperatura, por lo contrario en el carbono y el germanio es indirectamente proporcional a la temperatura. En aplicaciones de alta precisión se debe utilizar resistencias especiales con tolerancias muy pequeñas.


ACTIVIDAD DOS: MEDIR Y CALCULAR VOLTAJES DC. CON MUTÍMETRO OBJETIVO: •

Realizar mediciones de voltaje voltaje en corriente continua (DC), empleando empleando el Multímetro digital, en una serie de circuitos propuestos, a fin de de lograr que el estudiante, estudiante, adquiera habilidades habilidades tanto en el manejo del instrumento como como en la toma, organización y cálculo de datos teóricos y prácticos. prácticos.

•

Comparar datos medidos con datos calculados.

•

Establecer diferencias entre datos medidos y calculados.

MATERIALES Y EQUIPO: •

Multímetro análogo y Digital (puntas de prueba).

•

Protoboard y alambres (cal # 24 o 26).

•

10 Resistencias diferentes de 100Ω a 100kΩ. (1/4 W).

•

Puntas para prueba de la fuente DC.

•

Herramienta básica: pelacables, alicates, cortafrío, etc.

PROCEDIMIENTO 1. Monte en en el Protoboa Protoboard rd cada cada uno de los los siguiente siguientess circuitos circuitos (Figura (Figura 2.1 y Figura Figura 2.2) Coloque Coloque el el Multímetro en la escala de voltaje y proceda a medir el voltaje en cada uno de los elementos elementos que hacen parte parte del del circuito, circuito, luego luego mida mida los voltaj voltajes es en cada nodo nodo (N2, (N2, N3, N4,…), N4,…), asigne asigne como nodo nodo referencia a N5.


2. Use para para las las medic medicion iones es el el Multí Multímet metro ro digi digital tal,, en una tabla tabla anot anotee los los difer diferent entes es valo valores res obteni obtenidos dos.. Compárelos y concluya. R/


3. Teóric Teóricame amente nte halle halle los los valo valores res ya prev previam iament entee medid medidos, os, si encue encuentr ntraa algun algunaa difer diferenc encia, ia, ¿a qué qué cree cree que se deba? , calcule el porcentaje de error. R/


PREGUNTAS ACTIVIDAD 2 Se debe dar respuesta a las siguientes preguntas con sus propias palabras:

1.

¿Cuál ¿Cuál segú según n usted usted es la difer diferen encia cia que que hace hace más confi confiab able le las medid medidas as tomad tomadas as en

un Multímetro digital comparado con uno análogo?

R/ Más confiable confiable tomar las medidas medidas eléctricas eléctricas con un multímetro multímetro digital digital debido debido a que el grado de precisión y exactitud es mayor y no se tiene el sesgo de la visión de la persona que está operando operando el instrumento análogo, análogo, ni tampoco el ángulo ángulo en que se mire la aguja del del instrumento de medición.

2.

¿Cóm ¿Cómo o influ influye ye a la la hora hora de de toma tomarr una una medi medida da la la impe impeda danc ncia ia del del inst instru rume ment nto? o? Hac Hacer er

el análisis tanto tanto en mediciones de voltaje como en corriente. corriente.

R/ La imped impedanc ancia ia de de un Multímet Multímetro ro digit digital al o de cualqui cualquier er instru instrument mento o de medición medición eléctri eléctrica ca tiene gran importancia debido a que adiciona una pérdida de voltaje que en la mayoría de los casos es mínima, mínima, sin embargo embargo si se busca busca aumento en la precisión precisión de la la medición se debe recalcular el valor de la impedancia. La mayoría de los equipos de medición modernos tienen una impedancia impedancia de entrada entrada de entre 7 y 10 mega mega ohmios (MΩ), (MΩ), mientras que que un instrumento instrumento de medición analógico analógico tendrá tendrá una resistencia resistencia de entre entre 20 y 50 kilo ohmios por voltio, la cual viene dada por lo fino que sea el cobre de la bobina que mueve la aguja del indicador principal. Cuanto mayor sea este valor mejor se considera el instrumento, ya que esta resistencia suele afectar a las mediciones cuando se usan resistencias altas y poca tensión. Por las razones razones expuestas es es más recomendable recomendable el uso de equipos equipos de medición medición digitales.


3.

¿Qué ¿Qué ocu ocurr rre e cuan cuando do con conec ecta tamo mos s el Mult Multím ímet etro ro en en ser serie ie par para a medi medirr volt voltaj aje? e?

R/ Si se conecta un multímetro multímetro en serie para para medir voltaje la medida va a ser cero, porque porque para medir voltaje se busca es la diferencia de potencial entre dos puntos del circuito eléctrico y no dos puntos consecutiv consecutivos. os. No se obtiene ninguna medida medida ya que el voltaje se toma en paralelo sobre los componentes. Quien haga esto esta conceptualmente conceptualmente erróneo. erróneo.

4.

¿Qué ¿Qué ocurr ocurre e cuan cuando do conec conecta tamos mos el Multí Multímet metro ro en parale paralelo lo para para medir medir corrie corriente nte? ?

R/ Primero que todo si si se desea medir corriente corriente con un multímetro multímetro debe conectarse conectarse en serie, serie, y el multímetro multímetro detec detecta ta la diferenci diferencia a de potencia potenciall como cero cero y calcula calcula la corrie corriente. nte. Si se conecta en paralelo, debido a que la impedancia del multímetro modernos

es de

aproximadamente 10 mega ohmios (ejemplo) la corriente a medir daría casi cero o cero. Por tal razón si se desea medir corriente eléctrica eléctrica se debe conectar conectar en serie.

Conclusiones. 

Para utilizar un multímetro se debe conocer que se está haciendo.



Si se desconoce el voltaje o corriente debe empezar por la mayor escala e ir bajando la escala hasta quedar en el rango de medición.



Para medir voltaje “diferencia de potencial entre dos puntos o lugares no consecutivos en un circuito eléctrico o electrónico”.



Para medir corriente “ Flujo de electrones a través de un circuito se hace en un mismo punto abriendo el circuito y permitiendo que el flujo pase a través del equipo, en aparatos eléctricos de alta corriente y la no disponibilidad de equipos de medición se puede utilizar transformadores de potencial o transformadores de corriente con relación reductora significativa ejemplo para corrientes de 100000 amperios se puede utilizar utilizar un transformador transformador de de corriente relación relación de de 10000 -1 es decir mostraría 10 amperios en el caso de 100K amperios, lo mismo sucede si se fuera a medir voltajes mayores a 10000 voltios.


ACTIVIDAD TRES: MEDIR MEDIR Y CALCULAR INTENSIDAD INTENSIDAD DC. CON MULTÍMETRO.

OBJETIVO: •

Desarrollar el proceso técnico empleado en el laboratorio, para medir (Multímetro A /D),

calcular y comparar valores de intensidad de corriente continua (DC.), en un circuito resistivo •

Establecer el funcionamiento de otros dispositivos como la fotocelda.

•

Identificar el instrumento con mayor precisión para tomar medidas.

•

Determinar la influencia en las mediciones de la impedancia de un instrumento de medida.

MATERIALES Y EQUIPO: Amperímetro análogo y / o digital digital con puntas de de prueba. prueba.

•

•

Fuente DC. (Ajustada a 10Vdc). 10Vdc).

•

10 Resistencias (como en la guía #2).

•

Demás elementos, componentes y herramientas como en guía #2.

PROCEDIMIENTO 1. Monte Monte en el Proto Protoboar board d cada cada uno de de los sigui siguiente entes s circuit circuitos: os:

Figura 3.1

Figura 3.2


2.

Tome Tome la la medi medida da de de la corr corrie ient nte e como como se se indi indica ca en en las las grá gráfi fica cas, s, hág hágal alo o usan usando do el el

amperímetro digital. R/ Para la figura 3.1 tenemos las siguientes siguientes mediciones que que se pueden observar observar así:


Para la figura 3.2 se obtienen los siguientes resultados que se pueden observar así:


3. Halle los valores de corriente de forma teórica teórica empleando empleando los conocimientos conocimientos adquiridos adquiridos en la teoría (si es necesario pida ayuda ayuda a su profesor), profesor), con los valores obtenidos obtenidos anteriormente anteriormente haga un cuadro comparativo. comparativo. ¿Existen ¿Existen diferencias diferencias? ? , si es así ¿a qué se debe?, con los datos anteriores calcule en forma teórica el porcentaje de error R/ Cálculos comparativos para la figura 3.1

Cálculos adicionales • • •

V R1 = V R5 = V R4 =

I1*R1 I2 * R5 I1 * R4

= 3.125 ma* 1000 = 3.125 Vdc = 1.25 ma * 1000 = 1.25 Vdc = 3.125ma * 1000 = 3.125 Vdc

Las diferencias se deben a la precisión del equipo de medición comparado con la exactitud de los cálculos matemáticos.


Cálculos comparativos para la figura 3.2

Cálculos adicionales • • •

V R2 = V R5 = V R1 =

I2*R2 I3 * R5 (I1-I2) * R1

= 0. 0.500 ma ma* 10000 = 5 Vd Vdc = 0. 0 .250 ma m a * 10000 = 2.5 Vdc = (1.5 – 0.5)ma * 10000 = 10 Vdc


PREGUNTAS ACTIVIDAD 3 Se debe dar respuesta a las siguientes preguntas con sus propias palabras: 1. ¿Sii den ¿S dentr tro o de de un un cir circu cuit ito o obs obser erva va el cale calent ntam amien iento to de una una res resis iste tenc ncia ia,, como como solucionaría el problema, sin cambiar el valor de la resistencia? R? El problema se puede puede solucionar cambiando cambiando la resistencia resistencia por una del mismo mismo valor nominal nominal pero de mayor mayor potencia potencia,, es decir decir de más vatios. vatios. Por otro lado si se deja la resistencia se sobre caliente lo más probable es que se dañe por el excesivo sobrecalentamiento.

2.

¿Cómo ¿Cómo se pued puede e ide identi ntific ficar ar física físicamen mente te la potenc potencia ia que disipa disipa una una resist resistenc encia ia? ?

R/ El fabricante fabricante dará como dato dato el valor valor en vatios vatios que puede puede disipar disipar cada resistencia resistencia.. Este valor puede estar escrito en el cuerpo del componente o se tiene que deducir de comparar su tamaño con los tamaños estándar y sus respectivas potencias. El tamaño de las resistencias comunes, cuerpo cilíndrico con 2 terminales, que aparecen en los aparatos eléctricos domésticos suelen ser de 1/4 W, existiendo otros valores de potencias de comerciales de ½ W, 1 W, 2 W, etc.

3.

¿Cóm ¿Cómo o se calc calcul ula a teór teóric icam amen ente te la la pot poten enci cia a en en una una resi resist sten enci cia? a?

R/ Una resistencia resistencia disipa disipa en calor una una cantidad cantidad de potencia cuadráticamente cuadráticamente proporciona proporcionall a la intensidad que la atraviesa y a la caída de tensión que aparece en sus bornes. Comúnmente, la potencia disipada por una resistencia, así como la potencia disipada por cualq cualquie uierr otro otro dis dispos positi itivo vo resi resisti stivo vo,, se puede puede hallar hallar media mediante nte:: P = V * I. A vece veces s es más más cómodo usar la ley de Joule para el cálculo de la potencia disipada, que es: P = R* I^2, o también también P =V^2/ =V^2/ R. Observa Observando ndo las las dimen dimension siones es del del cuerp cuerpo o de la la resiste resistenci ncia, a, las características características de conductividad conductividad de calor del material material que la forma y que la recubre, recubre, y el ambiente en el cual está pensado que opere, el fabricante calcula la potencia que es capaz de disipar cada resistencia como componente discreto, sin que el aumento de temperatura provoque su destrucción. Esta temperatura de fallo puede ser muy distinta según los materiales que se estén usando. Esto es, una resistencia de 2 W formada por un material que no soporte mucha temperatura, estará casi fría (y será grande); pero formada por un material metálico, metálico, con recubrimiento recubrimiento cerámico, cerámico, podría alcanzar alcanzar altas temperaturas temperaturas (y podrá ser mucho más pequeña).


ACTIVIDAD CUATRO: MEDIR Y CALCULAR VOLTAJES A.C. CON MULTÍMETRO. OBJETIVO: •

Identificar Identificar y medir, los voltajes de A.C. que presenta presenta en el primario y en el secundario secundario el transformador transformador 509. (De (De uso frecuente frecuente en el campo campo de la electrónica electrónica aplicada). aplicada). Además, medir y calcular todos los voltajes de A.C. que presenta un circuito circuito resistivo propuesto, propuesto, empleando empleando Multímetro Multímetro digital.

•

Comprobar el funcionamiento de un transformador reductor ( 509)

•

Identificar de forma práctica la impedancia en un transformador.

•

Establecer con la ayuda del profesor transformador 509.

la

estructura

y

funcionamiento del

MATERIALES Y EQUIPO: Agregar a los insumos utilizados en prácticas anteriores, un transformador transformador 509 con el cable conector para 110Vrms (A.C.).

PROCEDIMIENTO: 1. Empleando un Multímetro Multímetro en la escala escala de ohmios ohmios mida entre entre los diferentes diferentes terminales terminales del transformador. En forma de tabla escriba los diferentes valores e indique de acuerdo con los valores obtenidos cual es el primario y cuál es el secundario. Explique por qué las diferencias encontradas en las medidas (si las hay).

R/ Las medidas tomadas tomadas con el multímetro se obtuvo los siguientes siguientes valores: valores: Devanado Primario Devanado Secundario Tab Central

23,1 Ω 2,1 Ω 1,3 Ω

Se deduce que el que da la medida mayor en Ohmios es el primario porque es el que tiene la bobina más grande y por consiguiente mayor número de vueltas del embobinado.


2. Despué Después s de de iden identif tifica icarr los los difere diferent ntes es term termin inal ales, es, conec conecte te el el trans transfor formad mador or TRF. TRF.50 509 9a la toma de A.C. del banco de laboratorio, emplee para ello un cable y la clavija. Usando tanto el voltímetro digital, mida los voltajes rms en cada par de terminales, tabule estos valores. ¿Encontró alguna diferencia en estos valores?, si es así explique a qué se deben. R/ El trans transform formador ador de esta práctica práctica tiene tiene Tab Tab central central.. Los voltajes voltajes de corrient corriente e Altern Alterna a AC AC medidos con el multímetro multímetro a la entrada y salida de cada uno de sus terminales fueron: • • • •

Devanado Primario Secundario Tab Central

Voltaje (Vac) 121,5 18,2 9.2

Este transformador transformador es reductor reductor y su principio principio de funcionamiento funcionamiento es cuando una corriente corriente alterna pasa por una bobina de alambre, el campo magnético alrededor de la bobina se intensifica, se anula, se vuelve a intensificar con sentido opuesto y se vuelve a anular. Si se sitúa otra bobina en el campo magnético de la primera bobina, sin estar directamente conectada conectada a ella, el movimiento movimiento del campo magnético magnético induce una una corriente alterna alterna en la segunda bobina. Si el número de espiras de la segunda bobina es menor, la tensión será más baja que la de la primera.

3. Monte en Protoboard el siguiente circuitos resistivo, como el mostrado en la Figura 4.1:


4. Apli Apliqu que e al al cir circu cuit ito o mont montad ado o un volt voltaj aje e de 9V toma tomado dos s del del sec secun unda dari rio o del del transformador. R/

Tal como se puede observar en un circuito totalmente resistivo en corriente alterna no adelante o retrase retrase de fase, fase, VR9 pp = 6.093 mv VAC, VR1pp = 750.5 mv VAC, y VR3pp – 7.311 mv VAC.


5. Haga Haga los los cálcu cálculos los teóri teóricos cos para para los los volta voltajes jes medido medidos s en en cad cada a nodo nodo,, ahora ahora compá compáre relo los s con los valores medios medios de manera práctica. práctica. ¿Qué podemos concluir? concluir? R/

Los errores son mínimos en el cálculo y la medición en un circuito puramente resistivo.


PREGUNTAS ACTIVIDAD 4 Se debe dar respuesta a las siguientes preguntas con sus propias palabras: 1.

¿Cuá ¿Cuáll es el el nive nivell de cor corri rien ente te máx máxim imo o que que mane maneja ja est este e tran transf sfor orma mado dor? r?

R/ El nivel de corriente corriente máximo máximo de este transforma transformador dor TRF 509 de de acuerdo acuerdo al fabricante fabricante es de 3 Amperios Amperios en el el secund secundario ario a una una entrada entrada de volta voltaje je por por el el primar primario io 110V. 110V.

2. Mida Mida la la impe impeda danc ncia ia del del tra trans nsfo form rmad ador or com compa pare re est este e valo valorr con con sus sus comp compañ añer eros os y establezca según usted un posible rango para este valor. R/ El primario y el secundario del transformador transformador están conectados en serie, constituyend constituyendo o un bobinado único Dos terminales terminales para para el bobinado bobinado primario primario y tres terminales terminales para el bobinado bobinado secundar secundario io en el cual cual uno de de ellos es el tap o toma toma central, central, en en el cual cual el voltaje voltaje debe debe ser la la mitad de la salida o sea cero. O se puede utilizar como punto de referencia entre los dos terminales extremos.

3. ¿Qué ¿Qué suc suced ede e con con el funci funciona onamie miento nto del trans transfor formad mador or cuan cuando do se encue encuentr ntra a en en cort corto o circuitos, sus bobinas? R/ Cuando el transforma transformador dor se da corto corto circuito circuito en el secundario secundario la corriente corriente se va al máximo y el voltaje se cae a cero. Por tal razón deben instalarse elementos de protección tales como fusibles o corta circuitos (breakers) que permitan proteger tanto al equipo, como al que lo opera. Los riesgos riesgos aumentan con con la corriente. Y como mecanismo de protección protección para los que trabajamos trabajamos en este campo técnico técnico es seguir muy claramen claramente te las normas, normas, que son en el cuerpo cuerpo humano humano al ser ser expuest expuesto o a la corrien corriente te eléctrica que afecta la severidad severidad del del choque eléctrico eléctrico que recibe recibe una persona cuando cuando se convierte convierte en parte de un circuito circuito eléctrico eléctrico son: son: La cantidad cantidad de corriente corriente que fluye fluye a través del cuerpo (medida (medida en amperios), amperios), Trayectoria Trayectoria de la corriente corriente a través del cuerpo, cuerpo, Cuanto tiempo tiempo esté el cuerpo como como parte del circuito. circuito. Otros factores factores que pueden afectar afectar la severidad severidad del choque choque eléctri eléctrico co son: son: El voltaje voltaje de la corri corriente ente,, La presenci presencia a de humedad humedad en el el ambiente, ambiente, La fase del ciclo cardíaco cuando cuando ocurre el choque, choque, el estado de salud de la persona antes del choque, las consecuencias consecuencias pueden pueden variar desde un pequeño pequeño hormigueo hasta hasta quemaduras quemaduras graves y paro cardíaco inmediato. Aunque se desconoce desconoce cuáles resultan a un amperaje determinado, la tabla a continuación continuación demuestra esta relación para un choque eléctrico que demora un segundo, es de un ciclo de 60 hercios (Hz) y viaja desde la, mano hasta el pie:

UNIVERSIDAD UNIVERS IDAD NACIONAL NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA DISTANCIA -UNAD Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingeniería Análisis de Circuitos DC – 201418 Act. No. 11. Trabajo Practica 1 Intensidad de la corriente (en miliamperios)

1 mA 5 mA 6-30 mA 50-150 mA 1000-4300 mA 10,000 10,000 mA mA

Posible efecto en el cuerpo humano

Nivel de percepción. percepción. Una leve sensación sensación de hormigueo. Aun así, así, puede ser peligroso peligroso bajo ciertas ciertas condicione condiciones. s. Leve sensación de de choque; no doloroso, aunque incómodo. La persona promedio promedio puede soltar soltar la fuente de la corriente corriente eléctrica eléctrica.. Sin embargo, embargo, las reacciones reacciones involunt involuntarias arias fuertes fuertes a los choques en esta escala pueden pueden resultar en lesiones. Choque doloroso donde donde se pierde el control muscular. muscular. Esto se conoce como "la corriente paralizante" o "la escala bajo la cual hay que soltar la fuente". Dolor Dolor agudo, paro paro respiratori respiratorio, o, contraccion contracciones es musculares musculares severas. severas. La persona persona no puede soltar la fuente de electricidad. La muerte es posible. Fibrilación ventricular ventricular (el ritmo cardíaco cesa.) Ocurren contracciones musculares musculares y daño a los nervios. La muerte es es sumamente probable. Paro Paro cardí cardíaco aco,, quema quemadur duras as seve severas ras y con con toda toda proba probabil bilida idad d pued puede e causar causar la muerte muerte..

4. ¿Pod ¿P odem emos os dar darle le uso uso a est este e tran transf sfor orma mado dorr como como bob bobin ina? a? De De ser ser así así ¿cóm ¿cómo o medi medirí ría a este valor? R/ Se le puede dar dar el uso a un transformador transformador como como bobina, porque porque finalmente finalmente un un transformador son o una sola bobina con derivaciones (autotransformador) o dos bobinas separadas pero unidas en el mismo cuerpo a través del núcleo del transformador. Lo mismo son los motores eléctricos, las solenoides, y otros dispositivos que utilizan bobinas y el propósito final de la bobina que puede ser reducción de voltaje, incremento de voltaje, rotación de polos, inducción eléctrica, creación de campo magnético para atracción de metales magnéticos, y otras más.

5.

¿Cómo ¿Cómo podemo podemos s suma sumarr los volta voltajes jes del del secu secunda ndario rio de un trans transfor forma mador dor? ?

R/Partiendo que el secundario del transformador tiene varias divisiones por ejemplo un transformador con una relación 6:1 y con cinco taps y un punto intermedio entre estos. Si decimos que al primario se le suministra 120 entonces el secundario tendrá 120/6 = 20 voltios. Ahora si lo dividimos en 4 tendremos 5 voltios por cada cada tap. tap. Así: Así: En esta esta graf grafica ica se obse observ rva a que que el punto intermedio es cero voltios y que los extremos comparados con el tap intermedio son 10 voltios, pero si tomamos voltajes entre los extremos tenemos 20 voltios AC.


6.

¿Qué ¿Qué utili tilida dad d tie tiene ne el Tap Tap Cen Centr tral al en un tran transf sfor orma mado dor r

R/ El tap central del trasformador trasformador es un punto de referencia como voltaje voltaje de referencia referencia de la mitad del bobinado que permite permite dividir dividir voltajes voltajes o adicionarlos adicionarlos con con otro si es el caso. En la mayoría de los casos ejemplo en alto voltaje se utilizan transformadores configuración Delta en el primario y Estrella en el secundario de donde la mitad estrella es el tap central así

:

Voltaje Primario: L1-L2, L1-L3, L2-L3. Voltaje Voltaje secunda secundario: rio: S1-S2, S1-S2, S1-S3, S2-S3, S2-S3, S1-T, S2-T, S2-T, S3-t


ACTIVIDAD CINCO: MEDIR Y CALCULAR INTENSIDAD A.C. CON MUTÍMETRO.

OBJETIVO:

Identificar Identificar los aspectos que se involucran involucran en el procedimiento procedimiento empleado empleado para medir intensidad de corriente corriente alterna, alterna, con un Multímetro Multímetro digital (Amperímetro (Amperímetro o mili amperímetro), amperímetro), en un circuito de A.C., implementado implementado con un transformador transformador y varias resistencias. resistencias.

•

•

Establecer experimentalmente el término r.m.s.

•

Identificar valores de carga para un transformador

•

Establecer diferencias entre voltaje r.m.s y voltaje pico a pico.

MATERIALES Y EQUIPO: Además de los ya utilizados utilizados en las prácticas prácticas anteriores, anteriores, agregue agregue resistencias resistencias de: 470Ω, 1.5kΩ, 2.2kΩ, 4.7kΩ y 7.8k.

PROCEDIMIENTO 1. Determin Determine e cuál es el el valor valor de la corrien corriente te (Irms), (Irms), en el el primario primario del del transfor transformado madorr 509. 509. Explique: el significado significado de ―rmsǁ; ―rmsǁ; ¿A qué equivale equivale este parámetro? parámetro?;; ¿Por qué se se emplea en mediciones de A.C.?

R/ R.M.S. (root mean square, square, valor cuadrático cuadrático medio), y de hecho en matemáticas matemáticas a veces es llamado valor cuadrático medio de una función. En el campo industrial, el valor eficaz es de gran importancia ya que casi todas las operaciones con magnitudes energéticas se hacen con dicho valor. De ahí que por rapidez y claridad se represente con la letra mayúscula de la magnitud que se trate (I, V, P, etc.). Su importancia se debe a que este valor es el que produce el mismo efecto calorífico calorífico que su equivalente equivalente en corriente continua. continua.


2. Calcule el valor valor de la Irms Irms y compárelo con el medido. medido. Explique Explique las diferencias. diferencias. R/ VRMS = VPICO VPICO x 0.707 0.707 VRMS= 110V x 0.707 0.707 VRMS= 77.77 Voltios RMS

3. Prepare el transformador transformador para utilizar utilizar el secundario y conecte el Amperímetro de A.C., como indica la Figura:

FIGU FIGURA RA 5.1 5.1 -

4. Entre los terminales terminales a y b, conecte un circuito resistivo resistivo serie como el de la Figura 5.2, un circuito resistivo resistivo paralelo paralelo (diseñado por usted) usted) y otro mixto, proceda a medir la corriente corriente en cada par de nodos, escoja escoja como nodo referencia referencia el de su agrado. agrado. Escriba Escriba los datos datos


obtenidos en en forma de tabla, luego calcule calcule teóricamente teóricamente el valor valor de la corriente en cada cada circuito y proceda a compararlos compararlos entre sí. Analice y saque conclusiones. conclusiones.

FIGU FIGURA RA 5.2 5.2

Circuito en serie •

RT = 470+1500+2200 470+1500+2200+7800 +7800 = 11970 11970 Ohmios. Ohmios. I = V/R = 30/ 11970 11970 = 2.50 ma

Circuito en Paralelo Rt = (1/(1/r1+1/r2+1/r3+1/r4) = 296.11 Ohmios. Ohmios. I = V/R V/R = 30 30 / 296.11 296.11 = 101.31 101.31 ma

Circu Circuit ito o en Seri Seriee – Paral Paralel elo o Rt= r1 + r4 + 1/(1/r2 +1/r5) = 9161.9 I = V/Rt = 30/9161.9 = 3,27 ma


6. Conv Convie iert rta a todo todos s los los volt voltaj ajes es obt obten enid idos os en en rms rms a vol volta taje jes s de pic pico o Vp y de pico pico a pic pico o Vp-p. R/


PREGUNTAS ACTIVIDAD CINCO Se debe dar respuesta a las siguientes preguntas con sus propias palabras: 1. ¿Cuá ¿Cuáll ser sería ía la carg carga a que que se podr podría ía colo coloca carr en en la la sal salid ida a de de más más alto alto volt voltaj aje e del del secundario secundario del TRF.509, TRF.509, que produzca produzca una corriente corriente máxima, sin sin dañarse? dañarse? R/ De acuerdo a la placa de características características la máxima corriente corriente en el transformador transformador TRF 509 es 3 amperios sin dañarse. Pero pienso que deben utilizarse mecanismos de protección como es el caso de breakers de sobre corriente o fusibles rápidos para proteger el trasformador en caso de una operación inapropiada. 2.

¿Qué ¿Qué tipo tipo de tran trans sfor formad mador es el 509 509 y por por qué qué? ?

R/ Es un transfo transformad rmador or con tap tap en en el secund secundario ario a cero cero voltio voltios s y nueve nueve voltio voltios s a cada cada extremo en el secundario si se le conecta en el primerio un voltaje de 120 vac. Es decir que es un trasformador reductor de voltaje. 3.

¿Por ¿P or qué qué al al inc incre reme ment ntar arse se la corr corrie ient nte e en en la la car carga ga,, se dism dismin inuy uye e el el Volt Voltaj aje? e?

R/ La pote potenc ncia ia en el secu secund ndar ario io del del tran transf sfor orma mado dorr P= V*I V*I  y debido a que la potencia es un valor constante al incremento de la corriente el voltaje disminuye.

4. ¿Qué ¿Qué cara caracte cterí rísti stica cas s tien tiene e un trasf trasform ormad ador or eleva elevador dor y un trans transfor formad mador or redu reducto ctorr de voltaje? R/Un transformador elevador permite incrementar el voltaje pero no la potencia quiere decir que el número de vueltas vueltas de las bobina en el devanado primario primario es menor que el número número de bobinas en el devanado secundario presentándose una relación de elevación de voltaje y disminución de la corriente conservándose la potencia del trasformador. Por ejemplo tenemos una transformado transformadorr de relación 1:4 nos daría 120 VAC en el primario primario y lo elevaría elevaría a 480 VAC en el secundario. Mientras que el caso contrario también aplica, si se tiene un transformador con una relación 5:1 en el cual el voltaje en el primerio es 600 vac y la salida en el secundario son 120 VAC. Siendo este el caso de un transformador reductor de voltaje e incrementa la corriente.


Conclusiones





A través de de este trabajo trabajo se permitió conocer conocer los los integrantes integrantes del del grupo participativo. participativo. La unidad unidad 1, y 2 permite la elaboración elaboración y aceptación aceptación de conceptos y la unidad unidad dos dos conocimientos de las leyes físicas y ecuaciones que permiten el cálculo de los parámetros del análisis de circuitos DC.



Los ejercici ejercicios os permi permite te afianz afianzar ar conocimi conocimiento entos s práctico prácticos s en el el análisi análisis s de circu circuitos itos dc y circuitos de corriente corriente alterna alterna ac con componentes componentes puramente puramente resistivos. resistivos.


Referencias



Universidad Nacional Nacional Abierta y a Distancia – UNAD. Escuela de Ciencias Básicas, Básicas, Tecnología e Ingeniería Ingeniería (2008). Protocolo Protocolo de análisis análisis de circuitos circuitos DC. Modulo: Modulo: Análisis Análisis de Circuitos Circuitos DC. UNAD.



http://www.monografias.com/trabajos/medielectricos/medielectricos http://www.monografias. com/trabajos/medielectricos/medielectricos.shtml#ixzz3Ep8CyH9U .shtml#ixzz3Ep8CyH9U

Trabajo Practica Uno Circuitos DC Unad 2014

Recommend Documents