UNAM

FES Acatlán

Ingeniería Civil

Laboratorio de Instalaciones

Practica N°5 CIRCUITOS DE CORRIENTE DIRECTA Y CORRIENTE ALTERNA

Gpo: 01-2 Día: viernes

Jacinto Mayén Rubén

Objetivo:

Verificar y aplicar las leyes de Ohm y de Kirchhoff a través de la medición de voltaje, corriente y resistencia en circuitos eléctricos.

Antecedentes Teóricos:

Para producir una carga electrostática, ya sea positiva o negativa, se necesita energía para mover los electrones de una posición a otra; la carga posee entonces una energía potencial. En términos eléctricos, potencial es una forma abreviada de la energía

potencial. La unidad práctica de potencial eléctrico es el voltio y los términos potencial y voltaje se usan a veces indistintamente.

El potencial se mide con respecto al de la tierra que se considera cero. Hay que notar que esto es solo un nivel de referencia del potencial. Los objetos cargados positivamente tienen un potencial más alto que el de la tierra y los cargados negativamente más bajo.

En la electricidad dinámica es de gran importancia la diferencia de potencial, pues con el fin de mantener el flujo de electrones debe haber una diferencia de potencial entre los dos puntos en los que se desea el flujo de electrones.

El flujo continuo de electrones en un conductor se denomina corriente eléctrica o intensidad de corriente. Tal movimiento de electrones se presenta cuando un conductor se conecta entre dos puntos de potencial diferente.

Clases de corriente.

Todas las corrientes eléctricas son esencialmente de la misma naturaleza, pero pueden diferir en la forma de fluir, dirección, intensidad de la corriente o una combinación de estas, a continuación se mencionan las características de las dos principales.

Corriente continua: Una corriente continua es aquella en la que la dirección y la cantidad de flujo de corriente no varían con el tiempo.

Corriente alterna: Una corriente alterna cambia de dirección de su flujo a intervalos fijos. Durante cada intervalo la corriente se eleva desde cero hasta un máximo, bajando después desde máximo hasta cero, esto es, la corriente fluye en una dirección positiva durante los intervalos t1 y t3 y en una dirección negativa durante los tiempos t2 y t4 la corriente máxima en la dirección positiva es igual a la máxima en la dirección negativa. Las corrientes alternas se producen en los generadores de C.A. comúnmente denominados alternadores.

Ley de Ohm.

La cantidad de corriente que fluye por un circuito formado por resistencias puras es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada al circuito, e inversamente proporcional a la resistencia total del mismo. Esta ley puede expresarse mediante la fórmula I = V/R. La ley de ohm se aplica tanto a circuitos de corriente continua como a los circuitos de corriente alterna. Con la diferencia que:

I = V/R

En donde:

I = Intensidad de la corriente

V = Voltaje

R = Resistencia

Conexiones en serie.

Un circuito en serie es aquel en el que están conectados dos o más elementos (resistencias) formando un camino continuo de manera que la corriente pasa sucesivamente de una a otra.

Como solo hay un camino por el que puede pasar la corriente y toda la que sale dela fuente tiene que volver a ella, pasara la misma intensidad por todas las partes del circuito por lo tanto

It = I1=I2=I3

Conexiones en paralelo.

Cuando se conectan dos o más elementos (resistencias) de manera que la corriente pueda pasar por dos o más caminos, se tienen un circuito paralelo.

La distribución de intensidades en el circuito y muestra que la intensidad de línea es igual a la suma de las intensidades de cada rama.

It = I1 +I2 +I3

Leyes de Kirchhoff

Ley de tensiones de Kirchhoff.

La ley de tensiones de Kirchhoff dice que la suma de algebraica de las subidas y las caídas de tensión, en torno a un circuito cerrado es cero.

Ley de corrientes de Kirchhoff.

Esta ley indica que la suma algebraica de las corrientes que entran y salen de un nodo es cero (Un nodo es una unión de dos o más ramas en derivaciones). En otras palabras, la suma de las corrientes que entran a un nodo, debe ser igual a la suma de las corrientes que salen de él. En forma de ecuación.

ΣI entrada = ΣI salida

Desarrollo:

Calcular los voltajes y las corrientes en los puntos indicados en el circuito. Registre los resultados tanto teóricos como prácticos en la siguiente tabla.

Corriente Directa (C.D.)

Circuito en Serie

Resistencia Voltaje Resistencia(V)300Ω 120 16.5200Ω 120 24.51200Ω 120 98.5

Resistencia teóricaRt = 300Ω+200Ω+1200= 1700Ω

Resistencia prácticaRt= 171Ω

Corriente de entrada= corriente de salida → 0.081A=0.081A

Voltaje Práctico

Vt= V1+ V2+V3= 16.5V+24.5V+98.5V= 139.5V

Voltaje Teórico

Vt= V1+ V2+V3= 140V

Circuito Paralelo

Resistencia Teórica

Rt=1

1200

1300

11200

=19.9Ω

Corriente R1+Corriente R2+Corriente R3 = Corriente Total

Rt=1.11 A

Resistencia Corriente Voltaje200Ω 0.38A 123.6300Ω 0.510A 123.8

1200Ω 0.101A 123.9

Corriente Alterna (C.A.)

Circuito en Serie

IE = 0.1A VR1=14.4 v

Is = 0.1A VR2=21.4 v

200 300 1200

VR3=85.8 v

ΣVR = 121.6

Circuito Paralelo

IT = 1.092 A

IR1 = 0.501 A VR1 = 120.9 v

IR2 = 0.494 A VR2 = 121.1 v

IR3 = 0.097A VR3 = 121 v

ΣVR = 363

Circuito Mixto

IT = 0.269 A VR1 = 55.4 v

VR2 = 65.8 v

VR3 = 65.9 v

ΣVR = 121.2

Cuestionario:

1. ¿Qué es el voltaje eficaz?Corriente alterna, al valor que tendría una corriente continua que produjera la misma potencia que dicha corriente alterna, al aplicarla sobre una misma resistencia. Es decir, se conoce el valor máximo de una corriente alterna.

2. ¿Qué es el voltaje medio?Media aritmética de todos los valores instantáneos de tensión (o corriente), medidos en un cierto intervalo de tiempo.

3. ¿Qué es el voltaje Rms?La corriente alterna y los voltajes (cuando son alternos) se expresan de forma común por su valor efectivo o RMS (Root Mean Square – Raíz Media Cuadrática). Cuando se dice que en nuestras casas tenemos 120 o 220 voltios, éstos son valores RMS o eficaces.

4. ¿Qué es la corriente eficaz?Es el resultado de dividir la potencia (watts) por la tención eficaz (volts). Ya qué watt= Volt Ampere

5. ¿Cómo se suman las fuentes de voltaje de C.A en serie?Se utiliza la misma regla de un CD Vt=V1+V2+V3+Vn

6. ¿Cómo se suman las fuentes de corriente de C.A en paralelo?Se utiliza la misma regla que en CD It=I1+12+I3+In

7. ¿Cómo se suman las fuentes de voltaje de C.D en paralelo?Se suman Vt=V1+V2+V3+Vn

8. ¿Cómo se suman las fuentes de corriente de C.D en paralelo?Se suman It=I1+I2+I3+In

9. ¿Qué es el divisor de voltaje?Circuito simple que reparte la tensión de una fuente entre una o más impedancias conectadas. Con sólo dos resistencias en serie y un voltaje de entrada, se puede obtener un voltaje de salida equivalente a una fracción del de entrada.

10. ¿Qué es le divisor de corriente?Configuración presente en circuitos eléctricos que puede fragmentar la corriente eléctrica de una fuente entre diferentes resistencias o impedancias conectadas en paralelo. El divisor de corriente satisface la Ley de corriente de Kirchhoff.

11. ¿Qué dice la Ley de voltajes de Kirchhoff?La ley de tensiones de Kirchhoff dice que la suma de algebraica de las subidas y las caídas de tensión, en torno a un circuito cerrado es cero.

12. ¿Qué dice la Ley de corrientes de Kirchhoff?La suma algebraica de las corrientes que entran y salen de un nodo es cero (Un nodo es una unión de dos o más ramas en derivaciones). En otras palabras, la suma de las corrientes que entran a un nodo, debe ser igual a la suma de las corrientes que salen de él. En forma de ecuación.

ΣI entrada = ΣI salida

13. ¿Qué es el teorema de thevnin?Circuito formado por fuentes y resistencias puede ser reemplazado por una única fuente de tensión con una resistencia en serie. Esto quiere decir que si una resistencia está conectada a un circuito entre los puntos A y B y reemplazamos el circuito por el otro equivalente, por la resistencia circula la misma corriente.

14. ¿Qué es el teorema de Norton?Cualquier parte de un circuito formada por fuentes y resistencias puede ser reemplazado por una única fuente de corriente y una resistencia en paralelo. De este teorema podemos deducir que cualquier circuito equivalente de Thévenin también puede ser reemplazado por un equivalente de Norton.

15. ¿Qué es el teorema de superposición?Circuito lineal que contiene fuentes independientes, el voltaje a través de (o la corriente por) cualquier elemento puede obtenerse sumando algebraicamente todos los voltajes(o las corrientes) individuales producidas por cada fuente independiente actuando sola, con todas las demás puestas a cero.

16. ¿Qué es el teorema de Mc Millan?Teorema de la teoría de códigos que reduce la existencia de códigos unívocamente descifrables al cumplimiento de la desigualdad de Kraft. Es decir, si existe un código unívocamente descifrable con longitudes de palabra prescritas entonces es un código instantáneamente descifrable que satisface la desigualdad de Kraft.

17. ¿Qué es el método de análisis de mallas en circuitos eléctricos?Se parte de la aplicación de KVL a un conjunto mínimo de lazos para encontrar al final todas las corrientes de lazo. A partir de las corrientes de lazo es posible encontrar todas las corrientes de rama. El número de lazos que se pueden plantear en un circuito puede ser muy grande, pero lo importante es que el sistema de ecuaciones represente un conjunto mínimo de lazos independientes.

De acuerdo al tipo de circuito y la forma en que se seleccionen las mallas se pueden tener distintas posibilidades de conexión de las fuentes:• Fuentes de corriente controladas• Fuentes de voltaje independientes• Fuentes de voltaje controladas• Fuentes de corriente independientes no compartidas por varias mallas• Fuentes de corriente independientes compartidas por varias mallas

18. ¿Qué es el método de análisis por nodos en circuitos eléctricos?Se parte de la aplicación de KCL a cada nodo del circuito para encontrar al final todos los voltajes de nodo del circuito. Para que el sistema de ecuaciones sea consistente debe haber una ecuación por cada nodo. Así el número de incógnitas (voltajes de nodo) es igual al número de ecuaciones (una por nodo).

De acuerdo al tipo de circuito y la forma en que se seleccione el nodo de referencia se pueden tener distintas posibilidades de conexión de las fuentes:• Fuentes de corriente independientes• Fuentes de corriente controladas• Fuentes de voltaje independientes a tierra• Fuentes de voltaje independientes flotantes• Fuentes de voltaje controladas a tierra• Fuentes de voltaje controladas flotantes

Bibliografía:

http://unicrom.com/Tut_rms_promedio.asp

http://www.utp.edu.co/~eduque/Introduccion/cap2-leyesanalisisdecircuitos.pdf

https://es.wikipedia.org/wiki/Valor_eficaz

http://jorgezamora.wikispaces.com/file/view/CIRCUITOS+Y+FUENTES+SERIE-+PARALEO.pdf

Conclusiones:Durante esta se pudieron comprender de mejor forma las dos clases de corriente que hay las cuales son alterna y directa, además de analizar la relación existente entre intensidad, voltaje y resistencia y por ultimo entender de una forma más práctica lo que sucede con la electricidad en los circuitos parales, en serie y mixtos.