Laboratorio IV

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Jhosber Jarry

26-6-2015

2015“Universidad Pedro Ruiz Gallo”

(FACULTAD DE ING MECANICA Y ELECTRICA)

Laboratorio 4

Profesor : GUTIERREZ ATOCHE EGBERTO

Asignatura : LABORATORIO DE ELECTRIC.

Código : 120290-G

Ciclo : 2015-I

Integrantes : Cercado Esparraga

Jhosber Jarry

Laboratorio IV

PRACTICA N° 04

Conexión serie - paralelo

I. Objetivo:Determinar las características de los circuitos eléctricos cuando los elementos están conectados en serie paralelo

II. Fundamento teórico

CONEXIÓN SERIE-PARALELO

Un circuito en serie es aquél en que los dispositivos o elementos del circuito están dispuestos de tal manera que la totalidad de la corriente pasa a través de cada elemento sin división ni derivación (Figura 1).

Cuando en un circuito hay dos o más resistencias en serie, la resistencia total se calcula sumando los valores de dichas resistencias. Si las resistencias están en serie, el valor total de la resistencia del circuito se obtiene mediante la fórmula:

Re=∑i=1

n

Ri

Dónde:Re: resistencia equivalente de la disposición, ohmios.Ri: Resistencia individual i, ohmios.

En un circuito en paralelo los dispositivos eléctricos, por ejemplo las lámparas incandescentes o las celdas de una batería, están dispuestos de manera que todos los polos, electrodos y terminales positivos (+) se unen en un único conductor, y todos los negativos (-) en otro, de forma que cada unidad se encuentra, en realidad, en una derivación paralela. El valor de dos resistencias iguales en paralelo es igual a la mitad del valor de las resistencias componentes y, en cada caso, el valor de las resistencias en paralelo es menor que el valor de la más pequeña de cada una de las resistencias implicadas. Si las resistencias están en paralelo, el valor total de la resistencia del circuito se obtiene mediante la fórmula:

Re=1

∑i=1

n1Ri

Dónde:ℜ: resistencia equivalente de la disposición, ohmiosRi : resistencia individual i, ohmios

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RESISTENCIAS EN SERIE

Dos o más resistencias en serie (que les atraviesa la misma intensidad) son equivalentes a una única resistencia cuyo valor es igual a la suma de las resistencias.

RESISTENCIAS EN PARALELO

Cuando tenemos dos o más resistencias en paralelo (que soportan la misma tensión), pueden ser sustituidas por una resistencia equivalente, como se ve en la figura

Diodo emisor de luz

Si alguna vez ha visto, unas pequeñas luces de diferentes colores que se encienden y se apagan, en algún circuito electrónico, sin lugar a dudas ha visto el diodo LED en funcionamiento.

El LED es un tipo especial de diodo, que trabaja como un diodo común, pero que al ser atravesado por la corriente eléctrica emite luz.

Existen diodos LED de varios colores y estos dependen del material con el cual fueron construidos. Hay de color rojo, verde, amarillo, ámbar, infrarrojo.

Debe de escogerse bien la corriente que atraviesa el LEd para obtener una buena intensidad luminosa. El LED tiene un voltaje de operación que vas 1.5V a 2.2 voltios aproximadamente y la gama de corrientes que debe circular va de 10 mA en los diodos de color rojo y de entre 20mA y 40mA para los otros LEDs.

Los LED tienen enormes ventajas sobre las lámparas indicadoras comunes, como son su bajo consumo de energía, su mantenimiento casi nulo y con una vida aproximada de 100,000 horas. Se presenta el símbolo que lo representa:

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Tipos de led

Aplicaciones que tiene el diodo LED

Se utiliza ampliamente en aplicaciones visuales, como indicadores de cierta situación específica de funcionamiento:

Ejemplos:

Se utilizan para desplegar contadores Para indicar la polaridad de una fuente de alimentación de corriente directa. Como sistema de señalización. Como el sintonizador de un aparato de radio. Una disposición de siete LED en forma de ocho puede utilizarse para presentar

cualquier número del 0 al 9. Esta disposición suele emplearse en calculadores y relojes digitales

III. Equipos e instrumentos

Una Fuente de poder. Un Protoboard. Un panel de prueba Tres Diodos LED de color: ROJO, VERDE y AMARILLO.

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Un Resistor de Carbón de 1kΩ × ½ W. Resistores de Cerámica Un multitester digital

IV. Procedimiento1. Probar los LED. Utilizando el probador de diodos2. conectar tres diodos emisores de luz (LED), además en serie un resistor de carbón

de… Ω (para evitar que los diodos se quemen).

3. Regular la fuente E a una tensión de…V (valor opcional), medir la corriente en el circuito, y el valor de la tensión en cada resistor y anótelos en la TABLA 01. Verificar, si se cumple la respectiva suma de tensiones en el circuito en serie.

E=V 1+V 2+V 34. Coloque los resistores de cerámica, según el circuito indicado conexión mixta serie

paralelo, en el panel de prueba.5. Mida los valores en cada resistor y anótelo en la TABLA 02.

I T=I 1+ I 2+ I 3

V. ANEXOS:

Tabla N° 01

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C(color) I (mA) V (V)R1 ---- 1.12 3.53D1 rojo 0.70 1.84D2 verde 0.87 2.6D3 amarillo 0.83 2.91

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Tabla N° 02

I (mA ) V (E)R 2 14.994 8.959R 3 0.0599 0.0298R 4 0.0599 0.0298

Total I(t) = 15.1138 V(T) = 9.0186

VI. Cuestionario

1. ¿Cuál es la máxima Corriente que pueden soportar los LED?

El LED es un diodo que produce luz visible (o invisible, infrarroja) cuando se encuentra polarizado. El diodo LED de color rojo va de 10mA a 20mA y en los demás diodos LED va de 20mA a 40mA.

2. ¿Cómo evitas que el LED no soporte más de la corriente permitida?

Colocando en serie con el diodo una resistencia para evitar sobre CARGAS DE CORRIENTE. Lo cual provocaría que LED se queme.

3. ¿Se puede hablar de intensidad de corriente sin que exista voltaje?

Si, en un cortocircuito el voltaje es 0 y si existe corriente (en cortocircuito) pero en otros casos se puede decir que según la ley de Ohm ---> V=RI , por lo tanto, no hay voltaje sin corriente o viceversa, una fuente de voltaje genera corriente y una fuente de corriente genera voltaje.

4. ¿Se puede hablar de voltaje sin que exista intensidad de corriente?

Si, en un circuito abierto no existe corriente (corriente 0A) pero si existe voltaje.

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5. ¿Qué pasa si se conecta un instrumento de medida con la polaridad invertida? Analice los dos casos (instrumentos analógicos e instrumentos digitales)

En un multímetro digital hace la lectura respectiva negativa. Salvo en el caso de una resistencia que no tiene polaridad.

En un multímetro analógico no puede hacer la lectura, la aguja se mueve al revés.

6. ¿Qué es un cortocircuito? Haga un esquema del mismo. He ilustre con ejemplos casos reales de dicha situación

Un cortocircuito es voltaje cero, en circuito existen dos puntos separados tan solo por un conductor (cable) y sin ningún instrumento eléctrico.

El cortocircuito se produce normalmente por fallos en el aislante de los conductores, cuando estos quedan sumergidos en un medio conductor como el agua o por contacto accidental entre conductores aéreos por fuertes vientos o rotura de los apoyos.

Debido a que un cortocircuito puede causar importantes daños en las instalaciones eléctricas e incluso incendios en edificios, estas instalaciones están normalmente dotadas de fusibles, interruptores magneto térmicos o diferenciales a fin de proteger a las personas y las cosas.

7. ¿Qué es un Circuito Abierto? Haga un esquema del mismo

Un circuito abierto es un circuito en el que la fuente de energía existente no produce una fuerza suficiente para vencer la resistencia del circuito, por lo que

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no fluye corriente a través de él. Este efecto se produce a causa de una resistencia muy grande ya sea una interrupción en el circuito para lo que se diría que la resistencia es el aire, o una resistencia con un valor capaz de aislar la corriente en el circuito.

VII. CONCLUSIONES

Los valores reales de voltaje y potencia variaron con respecto los nominales. Existen distintas asociaciones de resistores como serie paralelo mixto los cuales

ayudan a tener los valores que son difíciles de conseguir. Los diodos LED al exponerles a sobre corrientes tienden a fallar por eso se les pone

una resistencia en serie.

VIII. BIBLIOGRAFIA

Circuitos eléctricos de Joseph A. Edminister

http://es.wikipedia.org/wiki/Diodo_emisor_de_luz

http://cabierta.uchile.cl/libros/c-utreras/node72.html

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CONEXIÓN DELTA- ESTRELLA

Algunos circuitos eléctricos tienen tres terminales como se ilustra en la figura (1a); los tres terminales son “a, b y c” .estos terminales están conectados por tres elementos resistivos en forman de estrella (Y). Los mismos terminales están conectados en la figura (1b) con tres elementos diferentes de resistencias en la forma de delta (∆) .Es posible hacer la ∆ equivalente a Y de modo que pueda sustituirse por la otra sin variar las corriente y los voltajes.

Figura 1. a) Conexión de tres terminales en Y. b) conexión de tres terminales en ∆

CONVERSION DE ESTRELLA A DELTA

Para esta conversión nos basaremos en la ilustración de la figura:

Circuitos Y y ∆ que son equivalentes

Haremos las fórmulas que relacionen los valores de las resistencias conectadas conectadas en estrella

RA , RB y RC con las resistencias conectadas en delta RAB , RBC y RCA que proporcionan la equivalencia.

Supongamos que la conexión en estrella y la delta pertenecen a una red más grande. Las corrientes que

entran del resto de la red se llaman I A , I B e IC.Los voltajes de terminal a terminal se llaman

V AB , V BC yV CA. La conexión estrella y delta son equivalentes si una puede sustituirse por la otra si variar

nada en la red. Esto quiere decir que las mismas tres corrientes entrantes sean producidas por los mismos voltajes de terminal a terminal .Se deberán encontrar las tres corrientes entrantes en la conexión estrella y en la delta; posteriormente se igualaran para encontrar las relaciones de las resistencias de la estrella con la delta .En la figura siguiente ubicamos la tierra de referencia para saber la topología de la estrella y poder plantear el número de ecuaciones de nodos necesarios y suficientes

Ubicación de potencias de referencia y los nodos

La topología de la estrella es

S=1; N=4 ; P=3

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como los pares de nodos linealmente independientes son P=3,entonces tendremos que plantear tres

ecuaciones .

La primera ecuación es la del nodo D

I A+ I B+ I C=0

La segunda ecuación es la del nodo A con respecto al nodo C (el nodo C es el de referencia).Lo recorreremos

del nodo A al nodo C, y decimos: el potencial V A, más la caída de potencial de “+” a “-” a través de la

resistencia RA debido a la corriente I A ,es decir “−RA I A”, más la caída de potencial de “+” a “-”a través de

la resistenciaRC debido a la corriente I C que choca con el sentido de la trayectoria que estamos recorriendo,

es decir “−RC (−I C )−¿”,es igual al potencial V C(este potencial puede ser cero ,pero también puede no

serlo .Se puso el símbolo de tierra para marcarlo como de referencia .En general aquí se trabaja con diferencia de potencial, puesto que es lo que dice las condiciones del problema ).En símbolos algebraicos tenemos.

V A−RA I A−RC (−I C )=V C

−RA I A+RC I C=V C−V A=V CA

Para la tercera ecuación del nodo B al nodo C, tenemos

RB I B−RC I C=V B−V C=V BC

Agrupando las tres ecuaciones tenemos:

I A+ I B+ I C=0

RB I B−RC I C=V BC

RA I A−RC I C=V AC

Resolviendo el sistema de ecuaciones simultaneamente para I A , I B e IC tenemos:

I A=( RC+RB ) V AC−RC V BC

RC RB+R A RC

=RC ( V AC−V BC )+RB V CA

RC RB+RA RC+R A RB

¿RA V AB−RB V CA

RC RB+RA RC+R A RB

I B=−RC V AC+(RC+R A)V BC

R A RB+RB RC+RC R A

=RA V BC−RC V AB

RA RB+RB RC+RC RA

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I C=−RB V AC−RA V BC

R A RB+RB RC+RC RA

=RB V CA−RA V BC

RA RB+R A RC+RC RA

Por otro lado, las mismas corrientes para la conexión delta son:

I A=I AB−I CA=V AB

RAB

−V CA

RCA

I B=I BC−I AB=V BC

RBC

−V AB

R AB

I C=I CA−I BC=V CA

RCA

−V BC

RBC

Las ecuaciones para la conexión estrella y la conexión delta son iguales cuando se igualan sus coeficientes de

resistencias; posteriormente, resolviendo para las RAB , RBC y RCA , se obtiene

RAB=RA RB+RB RC+RC RA

RC

RBC=R A RB+RB RC+RC R A

RA

RAB=RA RB+RB RC+RC RA

RB

En palabras, cualquier de las ecuaciones anteriores puede expresarse como:

La resistencia de cualquier lado de la conexión delta equivalente es igual a la suma de los tres productos de las resistencias de la conexión estrella multiplicadas entre si en pares dividida entre la rama opuesta de la conexión estrella

CONVERSIÓN DELTA A ESTRELLA

La conversión delta a estrella es muy usual .Esta relación puede encontrarse por la resolución simultánea de las ecuaciones planteadas, esto es:

RA=R AB RAC

R AB+RBC+RCA

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