practicas analisis de circuitos electricos

LEY DE OHM

Campus Atizapn

Universidad Tecnolgica de MxicoCampus AtizapnIngeniera Electrnica y de Comunicaciones

MATERIA: ANLISIS DE CIRCUITOS ELCTRICOS

REA: INGENIERACUATRIMESTRE: CUARTO

Recomendaciones generales antes de empezar con las prcticas

1. MATERIAL DE LABORATORIO

Leer previamente la prctica para verificar el material a emplear y llevarlo a la sesin. Con esta medida se evita retrasos en la elaboracin de la misma y que sta sea pospuesta para otra sesin o cancelacin. El material debe ser comprado por el equipo.

2. BITCORA

Para el desarrollo de todas las prcticas es necesaria la realizacin de una bitcora en forma individual. Esta bitcora estar compuesta por el ttulo de la prctica, sus objetivos y una breve introduccin terica que ser llevado previamente a la sesin. Posteriormente, durante la experimentacin, el alumno registrar en dicha bitcora sus clculos, mediciones, llenado de tablas y observaciones. El valor de la bitcora ser de 2 puntos y el resto de la prctica ser de 8 puntos, dando un total de 10 puntos.

3. NORMAS DE SEGURIDAD

a) Ten las consideraciones preventivas con el equipo de trabajo, como lo son las conexiones previamente revisadas antes de conectar el circuito.

b) Trabaja en orden y evitando amontonamiento de componentes y herramientas que puedan ocasionar cortos circuitos y accidentes.

c) Selecciona la herramienta adecuada de acuerdo a los requerimientos demandados por la prctica.

d) Elabora un plan de trabajo para darle seguimiento al desarrollo de la prctica.

e) Deja el equipo en buen estado y reporta cualquier anomala en caso de encontrarla.

f) Toma las precauciones convenientes en el uso de las pinzas para evitar accidentes.

g) No platiques mientras trabajas. Las distracciones son una causa frecuente de accidentes.

h) Recordar que para cualquier dao que sufra el equipo, el responsable es todo el equipo y no nicamente el alumno que dio su credencial en el vale de prstamo.

3. EQUIPO DE SEGURIDAD

Para entrar al laboratorio debes de portar bata de algodn con el fin de reducir y evitar la esttica.

PRCTICA No. 1Ley de OHM y los divisores de tensin y corriente.

Fecha de elaboracin:

Fecha de revisin:

Responsable:

OBJETIVOS:

El alumno comprobar experimentalmente la Ley de Ohm, observando los efectos visualmente y haciendo mediciones con el multmetro.

Observar y medir cmo un cambio en la tensin, produce un cambio en la corriente.

Observar y medir cmo un cambio en la resistencia, produce un cambio en la corriente.

Comprobar el divisor de tensin en los elementos de un circuito en serie.

Comprobar el divisor de corriente en un circuito paralelo.

Simular los circuitos en el paquete computacional MultiSim y comprobar sus resultados con los obtenidos experimentalmente.

INTRODUCCIN TERICA

La introduccin terica contendr:

Identificacin del cdigo de colores de las resistencias. Simbologa elctrica bsica. Ley de Ohm Caractersticas de los circuitos serie y paralelo.

EQUIPO

1 Multmetro digital 1 protoboard 1fuente de CD variable

MATERIAL QUE DEBER TRAER EL ALUMNO:

1 LED 1 Resistencia de 120 w 1 Resistencia de 220 w 1 Resistencia de 330 w 1 Resistencia de 560 w 1 Resistencia de 1K w

DESARROLLO:

A) CAMBIO DE LA CORRIENTE

1. Armar el siguiente circuito:

Al encender la fuente el LED debe prender a su mxima intensidad, ya que el LED y la resistencia en serie, hacen circular corriente por el circuito.

2. Cambia la resistencia de 220 por una de 1K . Observa el brillo del LED.

Anote sus observaciones en su bitcora.

B) CAMBIO DE LA TENSIN

Demostrar que la corriente en un circuito vara cuando cambia la tensin, manteniendo la resistencia constante.

Recordar que la ley de Ohm es:

Donde: i = intensidad de corriente en Amperes.v = Potencial elctrico en Volts.R = Resistencia en Ohms.


2. Encienda la fuente, observe el brillo del LED y mida la corriente del circuito, conectando el amprmetro en serie con el LED en rango de 100 mA como se muestra en la siguiente figura:

Cul es la corriente medida?___________________

3. Aumente la tensin de la fuente a 18 V, observe nuevamente el brillo del LED, repita la medicin de la corriente que circula por el circuito dejando el amprmetro en el mismo rango y en serie.

Cul es la corriente medida?____________________

Recordar que el diodo led indica la presencia de la corriente en el circuito y su brillo nos da una idea del tamao de la corriente


Simule el circuito en el paquete computacional MultiSim. Reporte el circuito simulado y sus mediciones. Compare sus resultados.

C) CAMBIO DE LA RESISTENCIA

De acuerdo con la ley de Ohm, demostrar que la corriente en un circuito vara cuando se cambia la resistencia y la tensin permanece constante.

1. Arma el siguiente circuito:

Mida nuevamente la corriente ________________________

Cambia la resistencia de 560 por la de 1 k. Observe qu pasa con el brillo del LED y mide nuevamente la corriente.


Simule el circuito en el paquete computacional MultiSim y reporte el circuito simulado y sus mediciones. Compare sus resultados.

D) CADA DE TENSIN

A la tensin que aparece en un componente en un circuito serie se le llama cada de tensin.

1. Arme el siguiente circuito:

2. Mida la tensin total que se est aplicando al circuito (V), conectando el vltmetro en paralelo con la fuente, como se muestra en la figura anterior, seleccionando el rango de tensin correctamente.

Tensin de entrada =_______________________

3. Mida la tensin de cada una de las resistencias como se muestra en la figura anterior. Llenar la siguiente tabla.

Resistencia []Tensin [V]

220

120

330

4. Sume los tres valores de tensin obtenidos y comprelo con la tensin total medida en el paso 2.

Registre sus clculos y anote sus observaciones en su bitcora.

Simule el circuito en el paquete computacional MultiSim y reporte el circuito y sus mediciones. Compare sus resultados.

5. Compruebe matemticamente el divisor de tensin a partir de la siguiente ecuacin:

Donde:Vx = cada de tensin de la resistencia xRx = resistencia a la cual se calcular su cada de tensin.V = tensin total del circuito serieRT = resistencia total del circuito serie.

Llenar la siguiente tabla y compararla con la tabla del paso 3.

Resistencia []Cada de Tensin [V]

R1 =v1 =

R2 =v2 =

R3 =v3 =

Rtot =vtot =


6. Mida la corriente que circula por el circuito conectando el amprmetro en serie en el rango de 100 mA en CC como se muestra en la figura y anota el valor medido.

La corriente total es: ______________________

7. Mide la corriente en otra parte del circuito intercalando el amprmetro entre las resistencias de 120 y 220 anota:

La corriente entre ambas resistencias = ______________________



E) DISTRIBUCIN DE LA CORRIENTE

1. Arme el siguiente circuito:

2. Mida la corriente total de entrada como se muestra en la siguiente figura:

La corriente total es: ____________________

3. Mide la corriente en cada resistencia como se muestra en la siguiente figura.

4. Llene la siguiente tabla:

Resistencia []Corriente [A]

220

120

330

5. Sume la corriente que circula por cada resistencia y compare con la corriente total del circuito (paso 2)



6. Compruebe matemticamente el divisor de corriente a partir de la siguiente ecuacin:

Donde:ix = corriente que circula por la resistencia xRx = resistencia a la cual se calcular su corriente circulante.iT = corriente total del circuito paralelon = nmero total de resistencias que componen el circuito paralelo.

Llenar la siguiente tabla y compararla con la tabla del paso 4.

Resistencia []Corriente de cada resistencia [A]

R1 =i1 =

R2 =i2 =

R3 =i3 =

Rtot =itot =


CONCLUSIONES

Concluya de manera individual.

REFERENCIAS

Anlisis de circuitos elctricos, Villaseor, Edit. Pearson UNITEC

Fundamentos de circuitos elctricos, Charles, Alexander, Mathew N. O. Sadiku, Edit. McGraw Hill.

8. La bitcora SER INDIVIDUAL y debe de contener:

a) Ttulo de la prcticab) Objetivosc) Una breve introduccin tericad) Mediciones realizadas, observaciones, clculos adicionales, anotaciones, etc. TODO ESTO DURANTE EL DESARROLLO DE LA PRCTICA.e) La bitcora se calificar el MISMO DA DE REALIZADA LA PRCTICA. SE TOMAR COMO ASISTENCIAf) No se tomar en cuenta como bitcora anotaciones en hojas sueltas o en las hojas de las practicas impresas dadas por el profesor.

PRCTICA No. 2Arreglo serie-paralelo


Fecha de revisin:

Responsable:

OBJETIVOS:

El alumno comprobar experimentalmente el principio de superposicin para la solucin de circuitos serie-paralelo con varias fuentes.

El alumno comprobar sus resultados a travs de la simulacin en el MultiSim.

INTRODUCCIN TERICA

Demostracin de las ecuaciones de los divisores de tensin y corriente.

EQUIPO:

Multmetro digital Fuente de tensin de CD variable Protoboard

MATERIALES QUE DEBER TRAER EL ALUMNO:

4R 100 2R 220 2R 330 (Todas las resistencias a medio Watt) Cable para protoboard

MARCO TERICO: Cuando dos o ms resistencias se conectan en paralelo, la corriente se divide en tantas trayectorias como resistencias se conecten, la magnitud de stas corrientes depende de la magnitud de dichas resistencias. ste es el principio del divisor de corriente.

Por otro lado, cuando dos o ms resistencias se conectan en tensiones que dependen de la magnitud de dichas resistencias se pueden obtener tantas tensiones como resistencias se conecten en serie, ste es el fundamento del divisor de tensin.

Algo que no debe perderse de vista es el hecho de que en los casos citados la suma de las corrientes es igual a la corriente que entra al circuito y la suma de las tensiones es igual a la tensin aplicada al circuito.

En los circuitos en serie, la corriente es la misma a travs de todas las resistencias que intervienen en el circuito.

An cuando no existe un mtodo general para resolver los circuitos en serie-paralelo, se ver que aplicando la Ley de Ohm primero a una parte del circuito y luego a otra, se puede simplificar el trabajo de clculo al transformar un circuito inicialmente complejo a otro ms simple,

DESARROLLO:

A) TENSIN Y CORRIENTE

1. Arme el circuito y sigua las instrucciones:

2. Mide la resistencia total, anote su resultado en la tabla 1. No olvide desconectar la fuente para realizar dicha medicin. La conexin se muestra en la siguiente figura.

3. Con la resistencia total medida del circuito del paso anterior, calcular la corriente que circulara por el circuito y anote su resultado en la tabla 1.

4. Conecta la fuente y mida la corriente que se lee en el amprmetro en la tabla 1.

5. Con la corriente leda experimentalmente y con las resistencias medidas, calcule las cadas de tensin de todas las resistencias con sus respectivas corrientes. Emplee los conceptos de divisores de tensin y de corriente. Anote sus resultados en la tabla 1.

6. Mida la cada de tensin de todas las resistencias con sus respectivas corrientes de acuerdo con las siguientes figuras. Anota los resultados en la tabla 1.

7. Simular el circuito en el paquete computacional MultiSim y reporte el circuito y sus mediciones. Llenar la tabla 1.

TABLA 1 DE RESULTADOS

Resistencia[]Corriente Calculada[mA]CorrienteMedida[mA]CorrienteSimulada[mA]TensinCalculada[V]TensinMedida[V]TensinSimulada[V]

R1 =

R2 =

R3 =

R4 =

R5 =

R6 =

R7 =

R8 =

Resistencia total =

Corriente total del circuito =

B) POTENCIA ELCTRICA

1. Conociendo los valores de la tensin y corriente individuales de cada resistencia, se puede calcular la potencia total del circuito. Llenar la tabla 2 de resultados.

TABLA 2 DE RESULTADOS

Resistencia[]Corriente Calculada[mA]TensinCalculada[V]PotenciaCalculada[mW]

R1 =

R2 =

R3 =

R4 =

R5 =

R6 =

R7 =

R8 =

La suma de todas las potencias individuales es igual a la potencia total =

2. Por otro lado, se puede conocer la potencia total conociendo los valores totales de tensin, corriente y resistencia, aplicando las siguientes ecuaciones:

(1) y (2)

Comparar estas potencias calculadas por las ecuaciones (1) y (2) con la potencia obtenida a partir de la tabla 2 de resultados.

ANLISIS Y PRESENTACIN DE RESULTADOSPresentar sus clculos tanto en la bitcora como en el reporte final.

CONCLUSIONES


REFERENCIAS

Electrnica Teora de Circuitos, Robert Boylestad, Edit. Prentice Hall


PRCTICA No. 3Principio de superposicin


Fecha de revisin:

Responsable:

OBJETIVOS:

El alumno analizar redes a partir del principio de superposicin.

El alumno comprobar sus resultados por medio de simulacin por computadora en el MultiSim.

INVESTIGACIN PREVIA:

Tcnica de superposicin para la solucin de circuitos serie-paralelo con varias fuentes de alimentacin.

EQUIPO:

Multmetro digital 2 Fuente de tensin de CD variable Protoboard


4R 100 2R 220 2R 330 (Todas las resistencias a medio Watt) Cable para protoboard

DESARROLLO:

1. Armar el siguiente circuito.

2. Medir las corrientes de malla y la corriente compartida en el lazo intermedio, como se muestra en la siguiente figura. Llenar la tabla 1.

3. Aplicando el principio de superposicin, cortocircuitar la fuente de 6 V y medir nuevamente las corrientes i1, i2 e i3, como se muestra en la siguiente figura. Llenar nuevamente la tabla 1.

4. Enseguida cortocircuitar la fuente de 12 V y medir nuevamente las corrientes i1, i2 e i3, como se muestra en la siguiente figura. Llenar la tabla respectiva.

5. Sume las corrientes i1, i2 y i3 medidos en los pasos 3 y 4 y comprelos con las corrientes medidas en el paso 1. Para la suma de las corrientes es necesario respetar su polaridad.

6. Compruebe sus resultados realizando sus clculos aplicando el principio de superposicin y por medio de simulaciones en el Multisim. Llene la tabla respectiva.


Tabla 1 de resultados.

MedidaPrincipio de superposicinCalculadaSimulada

Corrientes de malla con las dos fuentes conectadasCorrientes de malla con la fuente de 6 V cortocircuitadaCorrientes de malla con la fuente de 12 V cortocircuitadaSuma de las dos contribucionesCorrientes de malla con las dos fuentes conectadasCorrientes de malla con las dos fuentes conectadas

i1=i1=i1=i1=i1=i1=

i2 =i2 =i2 =i2 =i2 =i2 =

i3 = i3 = i3 = i3 = i3 = i3 =


CONCLUSIONES


REFERENCIAS



PRCTICA No. 4Circuitos RC


Fecha de revisin:

Responsable:

OBJETIVOS: El alumno comprender el proceso de carga y descarga de un capacitor al ser conectado a una fuente de CD.

De acuerdo a sus observaciones ser capaz de calcular la constante de tiempo para la carga y descarga del capacitor.

INVESTIGACIN PREVIA: Circuitos capacitivos serie Circuitos capacitivos paralelo Concepto de capacitancia y tensin Investigar el clculo de la constante de tiempo del capacitor

EQUIPO:

Multmetro digital Fuente de tensin de CD variable Protoboard


4R 1M 2R 1K 2 C 1F a 50V 2 C 22F a 50V 1 interruptor 1 polo 1 tiro (Todas las resistencias a medio Watt) Cable para protoboard

MARCO TERICO: Un capacitor es un dispositivo que almacena carga y se opone a los cambios de tensin en el circuito en que interviene. Esto loase (cargndose y descargndose) si percibe o no los cambios en el tensin aplicado al circuito.

Cunto dura la carga y descarga del capacitor?

El estudio del circuito RC servir para determinar dicho tiempo.

CIRCUITOS RC

La combinacin ms simple de componentes diferentes la forman los resistores y condensadores y recibe el nombre de circuitos RC.

Ejemplos:

DESARROLLO:

1. Mida la capacitancia de cada uno de los capacitores que se piden y anote sus resultados en la tabla 1 en la columna correspondiente a condensador.

2. Con los capacitores descargados armar el circuito que se muestra:

Asegrate que la fuente de tensin est desconectada y la perilla reguladora se encuentre en la posicin de cero antes de encenderla.

3. Enciende la fuente y ajusta el tensin de salida a cero volts aumenta el tensin lentamente hasta 10 V y observe el amprmetro y posteriormente repita el caso observando el vltmetro.


TABLA 1CONDENSADOR

CIRCUITO

C TOTAL CALCULADO

C TOTAL MEDIDO

4. Reduce a cero la tensin de la fuente, apague y desconecta el circuito. Descargue el condensador que se utiliz.


6. Conecta y enciende la fuente verificando que est en cero. Cierre el interruptor cuando se llegue a un valor de 10 V.


7. Conociendo los valores de R y C del circuito 2, calcula la constante de tiempo del capacitor y anota tus resultados.

8. Vuelve a conectar el circuito 2 a la fuente y, con el interruptor abierto, enciende la fuente y fija la tensin de salida en 10 V, cierra el interruptor y mide el intervalo de tiempo que tarda el multmetro en estabilizarse, anota sus resultados:

Tiempo de descarga del capacitor:______________________________________

Repite el procedimiento 5 veces y grafica tus resultados en la tabla 2 y los ejes.

TABLA 2

MedicinTiempoTensin

1

2

3

4

5

V(t)t


CONCLUSIONES


REFERENCIAS



1Revisado por el M. en C. Baldomero Guevara Corts

10Revisado por el M. en C. Baldomero Guevara CortsDCV = 9 VoltsR = 220 Ohms

DCV = 9 VoltsR = 560 Ohms

DCA

V = 9 VoltsR = 560 Ohms

DCA

V = 9 VoltsR = 560 Ohms

DC120 Ohms

9 Volts220 Ohms

330 Ohms

V

V1

V2

V3

DC9 Volts220 Ohms

A

120 Ohms

330 Ohms

DC9 Volts220 Ohms

120 Ohms

330 Ohms

DC9 Volts220 Ohms

120 Ohms

330 Ohms

A

DC9 Volts220 Ohms

120 Ohms

330 Ohms

A

A

A

DC12 V100 W

220 W

220 W

100 W

330 W

100 W

100 W

330 W

R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

R8

W

100 W

220 W

220 W

100 W

100 W

100 W

330 W

330 W

R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

R8

DC100 W

220 W

220 W

100 W

100 W

100 W

330 W

330 W

R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

R8

12 VA

DC100 W

220 W

100 W

100 W

100 W

330 W

330 W

220 W

V8

R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

R8

12 VVT

V1

V2

V3

V6

V4

V5

V7

DC100 W

220 W

220 W

100 W

100 W

100 W

330 W

330 W

R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

R8

12 VA

i1

A

A

A

A

A

A

A

i2

i3

i4

i7

i6

i5

i8

DC100 W

220 W

220 W

100 W

100 W

100 W

330 W

330 W

R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

R8

6 V12 VDC100 W

220 W

220 W

100 W

100 W

100 W

330 W

330 W

R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

R8

12 V6 VA

A

A

i1

i2

i3 = i1 i2

DC100 W

220 W

220 W

100 W

100 W

100 W

330 W

330 W

R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

R8

12 VA

A

A

i1

i2

i3 = i1 i2

DC100 W

220 W

220 W

100 W

100 W

100 W

330 W

330 W

R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

R8

6 VA

A

A

i1

i2

i3 = i1 i2

DC10 V1 mF

A

V

C1

DC10 V1 mF

A

V

C1

1 MW

R1

S1

practicas analisis de circuitos electricos

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