trabajo practica dos circuitos dc

8/21/2019 Trabajo Practica Dos circuitos DC

1/30

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA -UNAD

Escuela de Ciencias Bsicas, Tecnologa e Ingeniera

Anlisis de Circuitos DC 201418Act. No. 11. Trabajo Practica 2

Actividad 11

Trabajo Practica No.2

Luis Alberto Sanchez C - Cdigo: 16.786.134

Director: Joan Sebastin Bustos Miranda

Grupo Colaborativo: 201418 - 4

Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD.

Programa: Ingeniera Industrial

Cead: Palmira- Valle- Colombia

Noviembre -2014


2/30




INDICE

Portada..1

ndice...2

Introduccin...3

Objetivos...4

Ficha Tcnica..6,7

Conclusiones.....8

Bibliografa....9


3/30




INTRODUCCION

En el presente informe se busca iniciar y facilitar el proceso de aprendizaje con base en la identificacin de

conocimientos previos sobre la temtica del curso; reconocer a los compaeros de equipo de trabajo, al tutor

y al director del curso.

Adicionalmente se requiere realizar las prcticas tanto desarrollo de ecuaciones como el planteamiento de los

ejercicios y el uso del software recomendado para esta tarea.

El curso de Anlisis de Circuitos DC para Ingeniera electrnica me permitir ampliar mi conocimiento sobre

los diferentes elementos, dispositivos, software para diseo, pruebas y simulacin, como tambin eso incluye

sistemas basado en la electrnica, cuyas aplicaciones estn presentes actualmente en innumerables aspectos

de nuestra vida actual y moderna.


4/30




OBJETIVOS

Generales

Realizar una serie de experiencias tanto prcticas como mediante la utilizacin de un simulador,

tendientes a desarrollar habilidades y destrezas en el manejo y utilizacin de los instrumentos de

medida, as como en el anlisis, verificacin, montaje y comprobacin de los circuitos resistivos,

estudiados en el mdulo y relacionados con el tema objeto de esta asignatura..

Especficos

Calcular tericamente 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 conexin, para analizar y determinar sus caractersticas de respuesta.

Determinar tericamente el valor de resistencias.

Identificar otra clase de resistencias.

Establecer la tolerancia en una resistencia


5/30




ACTIVIDAD SIETE

TEORAMA DE MXIMA TRANSFERENCIA DE POTENCIA.

OBJETIVO:

Comprobar experimentalmente que: La mxima transferencia de potencia de una fuente de voltaje

a su carga, se produce cuando la resistencia de la carga es igual a la resistencia interna de la fuente .

Determinar tericamente y experimentalmente valores de potencia en cada elemento de un circuito.

Establecer la relacin entre voltaje y potencia

MATERIALES Y EQUIPOS:

Fuente de voltaje regulada D.C.

Multmetro Anlogo y Digital.

Protoboard y alambres conectores.

Resistencia de 100 a 1 vatio.

Potencimetro de 1k.

Interruptor doble polo, doble tiro.

Led (1)

NORMA DE SEGURIDAD!

No utilice joyas como cadenas, anillos etc, cuando trabaje en el laboratorio o sitios donde se presenten

campos magnticos ya que puede ser un material conductor de la corriente. Pueden sufrirse Quemadurasmuy graves si las joyas llegan a formar parte de la trayectoria de la corriente.

FUNDAMENTO TERICO

El trabajo es igual a la fuerza aplicada para mover un objeto multiplicada por la distancia a la que el objeto se

desplaza en la direccin de la fuerza. La potencia mide la rapidez con que se realiza ese trabajo. En trminos

matemticos, a potencia es igual al trabajo realizado dividido entre el intervalo de tiempo a lo largo del cual se

efecta dicho trabajo.


6/30




El concepto de potencia no se aplica exclusivamente a situaciones en las que se desplazan objetos

mecnicamente. Tambin resulta til, por ejemplo, en electricidad.

Imaginemos un circuito elctrico con una resistencia. Hay que realizar una determinada cantidad de trabajo

para mover las cargas elctricas atravs de la resistencia. Para moverlas ms rpidamente en otras palabras,

para aumentar la corriente que fluye por la resistencia se necesita ms potencia. La potencia siempre se

expresa en unidades de energa divididas entre unidades de tiempo. La unidad de potencia en el Sistema

Internacional es el vatio, que equivale a la potencia necesaria para efectuar 1 julio de trabajo por segundo.

Una unidad de potencia tradicional es el caballo de vapor (CV), que equivale aproximadamente a 746 vatios.

NOTA: Sea cuidadoso, especialmente, en lo que concierne a la conexin del interruptor DPDT (doble polo-

doble tiro).Monte en el protoboard el circuito de la FIGURA 7.1.

2. Coloque el Multmetro en la posicin A-C. Empiece a variar el potencimetro, anote por lo menos tres

valores de voltaje, y el valor del potencimetro en esos momentos.

A/ Los resultados se pueden observar en la siguiente tabla.

ResistenciaPotencimetro

Voltaje A-C(mv)

Resistencia TotalCalculada

1000 450 1100

750 588 850

500 830 600


7/30




3. Realice los clculos tericos de cul sera la corriente que circula en cada caso en el circuito. Con cul valor

en el potencimetro la corriente medida obtuvo el valor ms alto, con cul mnima?

A/ Los resultados se pueden observar en la siguiente tabla.

Resistencia Potencimetro

Corriente (ma) Resistencia TotalCalculada

1000 4.54 1100

750 6.66 850

500 8.33 600

La menor corriente con el potencimetro a 1000 ohmios con 4.54 ma. Y la mnima fue con el potencimetro a

500 ohmios con corriente de 8.33 ma.

4. En la posicin A-C, podemos afirmar que estamos midiendo corriente por qu?

A/ Estamos midiendo diferencia o cada de potencial en la resistencia de 100 ohmios, que visto bajo la ley de

ohm se puede calcular la corriente que pasa debido a que es un circuito serie.

5. Calcule la potencia en las resistencias para cada uno de los valores del potencimetro que usted elija.


Corriente(ma)


PotenciaResistencia 100

(mW)

Potencia en elPotencimetro

(mW)

Potencia totaldel circuito

(mW)

1000 4.54 1100 2 20 22

750 6.66 850 3.46 25.95 29.41500 8.33 600 6.94 34.72 41.66

6. Colquelo ahora en la posicin BD. Repita los puntos 3, 4 y 5


Voltaje B-DV DC


1000 4. 54 1100750 4.41 850

500 4.16 600


Corriente (ma) Resistencia TotalCalculada

1000 4.54 1100

750 6.66 850

500 8.33 600


8/30





Corriente(ma)

ResistenciaTotal Calculada

PotenciaResistencia 100

(mW)

Potencia en elPotencimetro

(mW)

Potencia totaldel circuito

(mW)

1000 4.54 1100 2.0 20.0 22.0

750 6.66 850 3.46 25.95 29.41500 8.33 600 6.94 34.72 41.66

7. Monte el en protoboard el siguiente circuito

8. Coloque el voltmetro en paralelo con diodo led, vare el potencimetro hasta que el led alcance el valor

mximo de voltaje, calcule la potencia en ese instante en cada uno de los elementos del circuito.

El mximo voltaje en el Led s cundo el potencimetro tiende al mnimo.


9/30




9. Cuando el voltaje es mnimo en el led, calcule la potencia, en cada elemento.


10/30




En esas condiciones la potencia disipada en la carga es mxima y es igual a:

La condicin de transferencia de mxima potencia no resulta en eficiencia mxima. Si

definimos la eficiencia como la relacin entre la potencia disipada por la carga y la potencia generada por la

fuente, se calcula inmediatamente del circuito de arriba.

i

PREGUNTAS COMPROBACIN DE CONCEPTOS ACTIVIDAD 7

1. Qu quiere decir mxima transferencia de potencia?

A/ El teorema de mxima transferencia de potencia, en circuitos de corriente alterna, establece que

una fuente proporcionara la potencia mxima a una carga, cuando la impedancia de la carga sea el

conjugado de la impedancia de la fuente o del circuito equivalente de Thevenin de la red, excluyendo

la carga.

2. Cul es la relacin existente entre voltaje, y potencia?

A/Es la relacin matemtica donde Potencia se puede calcular como el producto entre voltaje y

corriente. A mayor diferencia de potencial que ejerza una fuente de FEM sobre las cargas elctricas

mayor ser el voltaje o tensin existente en el circuito al que corresponda ese conductor.


11/30




3. De qu manera influye el rango de tolerancia, en una resistencia, cuando nos referimos a la potencia

en ella?

A? La tolerancia permite ajustar la potencia en pequeas escalas debido a la tolerancia de los

elementos resistivos instalados en el circuito. El rango de tolerancia en una resistencia se refiere acuan amplia ser la variacin de la potencia de esa resistencia, efecto que es causado por la variacin

de la temperatura que soporta dicha resistencia.

4. En una resistencia hablamos de potencia consumida o suministrada por qu?

A/ En un circuito hablamos de potencia consumida que es el producto de la corriente elevado al

cuadrado por el valor en ohmios de la resistencia. A mayor corriente mayor consumo y por ende

mayor potencia consumida.


12/30




ACTIVIDAD OCHO:

TEOREMA DE REDES (Thevenin y Norton)

OBJETIVO:

Analizar el proceso experimental que se lleva a cabo cuando en un circuito por su complejidad, su

solucin ms viable, exige la implementacin de alternativas ms elaboradas y especficas como el

teorema de redes, comnmente llamado Teorema de Thevenin o Teorema de Norton

Determinar posibles uso prcticos de los teoremas de Norton y Thevenin.

Observar el comportamiento de un equivalente de Norton o Thevenin si cambiamos la polaridad de

uno de los elementos presentes en el circuito.

MATERIALES Y EQUIPO:

Dos fuentes reguladas de voltaje o una fuente dual.

Multmetro anlogo y digital.

Protoboard y alambres conectores.

Resistencias varias (entre 100 y 10K).

Puntas para instrumentos.

FUNDAMENTO TERICO

TEOREMA DE NORTON

Dentro de este teorema se manifiesta la idea de simplificacin de circuitos, es decir: todo circuito tiene un

equivalente que se puede representar como una fuente de corriente y una resistencia en paralelo con dicha

fuente.


13/30




TEOREMA DE THEVENIN:

Este teorema es relativamente parecido a los equivalentes de Norton, su nica diferencia radica en que su

modelo se representa por: una fuente de voltaje en serie con una resistencia. Esta clase de circuitos es muy

comn encontrarla, por ejemplo: un equipo de sonido, es la representacin de un equivalente de Thevenin,all encontramos una fuente de voltaje y una resistencia (bafles).

Tericamente se puede convertir un equivalente de Thevenin a uno de Norton por tanto se puede obtener

cualquiera de los dos y luego de una forma sencilla se halla su recproco.

En las siguientes pginas de Internet podr encontrar ms informacin:

http://ttt.upv.es/jquiles/prffi/redes/ayuda/hlpthevenin.htm

http://www.bricopage.com/leyes.html

PROCEDIMIENTO

1. Monte el circuito de la Figura 8.1 en un protoboard

A/


14/30




2. Con la ayuda del Multmetro digital mida el voltaje presente entre A Y B, sin la resistencia RL

A/Voltaje A-B = 4.894 Vdc

Ahora calculo el valor de la resistencia vista desde los terminales A, B.

Realizo el procedimiento de cortocircuitar power supplies and open current sources.


15/30




Resolviendo el circuito nos da una resistencia desde los puntos AB equivalente a 209.043

Resistencia Thevenin equivalente R thv = 209.05

Calculo del voltaje:

Malla 1: 9 = 16820 I1 1000 I2 - 220 I2 5600 I3

9= 16820 I1 1220 I2 - 5600 I3

Malla 2: 5 = 5920 I2 1220 I1

Malla 3: -5 = 5600 I3 5600 I1

Solucin de la matriz

I1 = 0.459 ma

I2 = 0.939 ma

I3 = -0.43 ma

Voltaje entre los Puntos AB

VAB = R3 ( I1 I2) + R4 (I1-I3) 220 ( -0.48) + 5600 ( 0.889) 4.8728 Vdc Equivalente a 4.873 Vdc


16/30




Nota: En la teora se plantea la desconexin de las fuentes, haciendo un corto circuito entre el positivo y el

negativo en cada una de ellas. En la experiencia prctica, esto no es posible porque se daaran. Lo correcto es

desconectar la fuente y luego hacer el corto entre los terminales que ella ocupaba.

3. Despus de hallar tericamente la resistencia de Thevenin (la misma para Norton), coloque en el

circuito la resistencia que ms se aproxime en su valor, luego mida el voltaje y corriente all.

A/


17/30




VAB con la resistencia montada de 209 el voltaje es de 2.447 Vdc la mitad del voltaje antes de poner la

resistencia.

I R6 = I R3 I = 11.7 ma.

Clculos tericos: Cortocircuita las Fuentes de alimentacin


18/30




Ra= R1 || R5 ( R1*R5)/ (R1+R5) (10k * 4.7K) / ( 10K + 4.7K) 47 K / 14.7K = 3197.3

Rb= Ra + R2 = 3197.3 + 1000 = 4197.3

R Thevenin = (RB * R3) / (RB + R3) 209.05

CIRCUITO EQUIVALENTE NORTON

ECUACIONES:

I No = 23.31 Ma

4. Compare los valores tericos de voltaje y resistencia de Thevenin con los medidos. Saque

conclusiones.

A/ Los valores medidos y los calculados son casi idnticos. Las diferencias se dan por redondeo y

aproximaciones en la calculadora.


19/30




5. Monte en un Protoboard el circuito de la figura 8,2 y seleccione los valores de resistencias a su gusto.

A/

VAB = Vin Vout = 9.6 6.8 = 2.8 V dc


20/30




6. De forma terica halle la corriente de Norton y la resistencia.

A/

Rc = R Tvn = R Norton = 600


21/30




M1: 10 = 3000 I1 1000 I2 1000 I3M2: 0 = -1000 I1 + 3000 I2M3: 6 = -1000 I1 + 1000 I3

I1= 9.6 ma I2= 3.2 ma I3 = 15.6 ma

V= I3 *R3 = 2.8 Vdc

I Norton = V/R 2.8 / 600 I = 4.66 ma

Circuito equivalente Norton.


22/30




7. Luego conecte RL de acuerdo con el valor calculado.

8. Halle el voltaje, y la corriente all. Compare estos valores con los tericos.

VAB = Vin V out VAB = 1.40 V dc y Corriente es 2.33 ma.

Los valores calculados y los encontrados son iguales.

Si existe diferencia a qu se debe?, si es posible halle el porcentaje de error.

Algunas veces hay diferencias de error por aproximacin o por aparatos de medicin y tcnicas de redondeo.


23/30




PREGUNTAS COMPROBACN DE CONCEPTOS ACTIVIDAD OCHO

1. Explique los criterios y pasos para convertir un circuito equivalente de Thevenin a otro de Norton yviceversa. Qu nombre se le da a este nuevo teorema?

A/

La resistencia Thevenin es la misma resistencia Norton.

De este se parte diciendo que la corriente Norton es igual al voltaje Thevenin dividido Resistencia

Thevenin.

2. Para qu usamos el equivalente de Norton o de Thevenin?

A/ En algunos casos se requieren fuentes de Voltajes y en otros casos fuentes de corriente de suministro

continuas y estables.

3. Cambiara en algo el equivalente de Norton y Thevenin, si se invierte la polaridad de la fuente?

A/ No Cambia el valor es el mismo.


24/30




ACTIVIDAD 9

TEOREMA DE SUPERPOSICIN:

Objetivo:

Determinar valores nominales de tensin y de corriente, en determinadas ubicaciones del circuito

donde se tiene ms de una fuente de alimentacin.

Establecer que el efecto de dos o ms fuentes de voltaje sobre una resistencia es igual, a la suma de

cada uno de los efectos de cada fuente tomados por separado, sustituyendo todas las fuentes de

voltaje restantes por un corto circuito, y todas las fuentes de corriente restantes por un circuito

abierto.

Fundamento Terico:El teorema de superposicin slo se puede utilizar en el caso de circuitos elctricos lineales, es decir circuitos

formados nicamente por componentes lineales (en los cuales la amplitud de la corriente que los atraviesa es

proporcional a la amplitud del voltaje a sus extremidades). 1Tomado de http: //es. wikipedia.org/wiki/

Teorema_de_superposici%C3%B3n

PROCEDIMIENTO

1. Monte el circuito de la Figura 9.1 en un protoboard Figura 9.1

A/


25/30




2. Con un ampermetro mida la corriente que circula por RL

A/

3. Llevar a cero la fuente de voltaje V2. Se utiliza una a la vez mientras se cortocircuita la otra (Principio de

superposicin). Figura 9.2


26/30




4. Con un ampermetro mida la corriente que circula por RL y demuestre tericamente su valor

A/

M1: 10 = 3000 I1 1000 I2

M2: 0 = 1000 I2 1000 I1

Solucin Gauss Jordan

I1= 4 ma I2 = 2 ma

Entonces:

Corriente IR1 = 4 ma

Corriente IR2 = 2 ma

Corriente I R3 = 2 ma


27/30




5. Llevar a cero la fuente de voltaje V1. Se utiliza una a la vez mientras se cortocircuita la otra (Principio de

superposicin). Figura 9.3

A/

Figura 9.3

6. Con un ampermetro mida la corriente que circula por RL y demuestre tericamente su valor.

A/


28/30




7. Demostrar que la sumatoria de las corrientes de RL punto 4 y 6 es igual a la corriente obtenida en el punto 2

M1: 0= 3000 I1 1000 I2

M2: -20 = 2000 I2 1000 I1

Usando gauss Jordan

I1 = 4 maI2 = 12 maCorriente R4 = 4 maCorriente R6 = 12 maCorriente R5 = 8ma


29/30




Conclusiones

A travs de este trabajo se permiti conocer los integrantes del grupo participativo.

La unidad 2 permite la elaboracin y aceptacin de conceptos y la unidad dos

conocimientos de las leyes fsicas y ecuaciones que permiten el clculo de los

parmetros del anlisis de circuitos DC.


30/30




Referencias Bibliogrficas

Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD. Escuela de Ciencias Bsicas, Tecnologae Ingeniera (2008). Protocolo de anlisis de circuitos DC. Modulo: Anlisis de Circuitos DC.

UNAD.

Leer ms:

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

trabajo practica dos circuitos dc

Documents