ELECTROTECNIA 6

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS Universidad del Perú, DECANA DE AMÉRICA

CURSO: Electrotecnia ALUMNO: Juan Manuel Gutierrez Alvarado PROFESOR: Javier Alcántara

UNMS M

CIRCUITOS EN SERIE: DIVISOR DE VOLTAJE Y CIRCUITOS EN PARALELO: DIVISOR DE CORRIENTE

INFORME FINAL DE CIRCUITOS EN SERIE: DIVISOR DE VOLTAJE Y CIRCUITOS EN PARALELO: DIVISOR DE CORRIENTE I.    

II.

OBJETIVOS Hacer uso de resistencias en serie y en paralelo Determinar el comportamiento dela corriente y el voltaje en un circuito serie y paralelo. Determinar la caída de tensión que existe en cada resistencia Diseñar circuitos resistivos para obtener el valor de corriente o voltaje deseado.

 

MATERIALES Y EQUIPOS Multímetro analógico. Miliamperímetro Analógico.



Resistencias de diversos valores



Conectores cocodrilo alimentación



Protoboard

Fuente de

III.

PROCEDIMIENTO

1. Circuito Serie de Resistores a) Armamos el circuito de la Fig 1, donde R1 = 1kΩ, R2 = 2kΩ, R3 = 3kΩ, R4 = 4kΩ.

Fig 1

b. Ajuste el voltaje de la fuente de alimentación a 10 voltios. Utilice el voltímetro de C.C. no varíe el voltaje de la fuente. c. Mida la intensidad de corriente que circula por cada resistencia. Anote los valores en la Tabla 1. d. Mida los voltajes a través de cada resistencia y el voltaje total del circuito serie. Anote los valores en la Tabla 1.

Tabla 1

Datos

Valores Teóricos

Valores Experimentales

I

4mA

3.99mA

VR1

1V

0.99V

VR2

2V

1.99V

VR3

3V

2.99V

VR4

4V

4.05V

VRe

10V

10.04V

IRe

4mA

3.99mA

e. Reemplace las cuatro resistencias del circuito de la Fig. 1. Por otro resistor cuyo valor sea equivalente en serie (Re) a los cuatro anteriores.Como en la Fig 2 Mida y anote en la tabla 1 la intensidad de corriente y el voltaje por el resistor equivalente (Re)

Fig 2

f. Circuito Divisor de voltaje Conecte el circuito de la fig. 3 y mida los valores de voltaje cuando R2 varía según los datos de la tabla 2 deduzca el valor de la corriente y de la caída de tensión en R1 para cada caso. R1=500Ω

Fig 3

Tabla 2 R2(ohmios)

Vr2 (voltios)

250

Valor teórico 3.3

Valor experimental 3.28

500

5

5.02

1000

6.6

6.7

1500

7.5

7.52

2000

8

8.05

2. Circuito Paralelo de Resistores

a) Armamos el circuito de la Fig. 3, donde R1 =1k ,R2 =2k ,R3 = 2KΩ,

Fig 4

b) Medimos la corriente por cada resistor y la corriente total del circuito y los voltajes a través de cada resistor. Anotamos en la Tabla 3 DATOS IR IR1 IR2 IR3 VR1 VR2 VR3 VRe IRe

VALORES TEORICOS 20.00mA 10mA 5mA 5mA 10V 10V 10V 10V 20mA

VALORES EXPERIMENTALES 19.6mA 9.81mA 5.03mA 10.03V 10.03V 10.03V 10.03V 10.03V 20.mA

c)

Remplazamos los resistores del circuito por el resistor equivalente, medimos y anotamos en una tabla 4, la intensidad de la corriente y el voltaje por el resistor equivalente d) Circuito Divisor de Corriente.- Conecte el circuito de la Fig. 5 y varíe el valor de la fuente del voltaje de tal forma que se obtenga un corriente constante de 20mA para los diferentes valores de R2, según los datos de la Tabla 4 y mida la corriente. Deduzca el valor de la fuente de voltaje y la corriente que circula por R1 para cada caso.

R1= 500

Tabla 4 R2(OHMIOS)

f.

IR2

250

VALOR TEORICO 12Ma

500

10Ma

9.89

1000

6.6Ma

6.42

2000

4Ma

3.98

4000

2.22Ma

2.16

Circuito Serie – Paralelo de resistores a)

VALOR EXPERIMENTAL 13.57

Armamos el circuito de la Fig : 6 R1=1.5k Ω, R2=3 k Ω, R3=2 k Ω, R4=2k Ω, R5=2k

b)

c)

Re

Calcule: Equivalente, voltejes y corrientes para cada resistor. Anótelo en una tabla 5. Verifique los valores calculados en el paso b, midiendo dichas magnitudes, anótelas en la tabla 5 Tabla 5

3K

3.01Kohmios

VR1

5V

4.92V

VR2

5V

4.92V

VR3

3.3V

3.29V

VR4

1.67V

1.62V

VR5

1.67V

1.62V

IR1

3.33mA

3.24mA

IR2

1.67mA

1.67mA

IR3

1.67 mA

1.68mA

IR4

0.83mA

0.84mA

IR5

0.83mA

0.85mA

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IV.

CUESTIONARIO FINAL

1) Indique si las afirmaciones siguientes son verdaderas o falsas: a)

En un circuito serie, la corriente en todo el circuito tiene el mismo valor.

VERDADERO. Esto se debe a que la corriente que circula la misma corriente por todo el circuito. b)

c)

d)

e)

La suma de los voltajes a través de los resistores conectados en serie es igual al voltaje total. VERDADERO. Debido a que los componentes están conectados a la misma diferencia de potencial, este se reparte entre todos los resistores. En un circuito paralelo, los resistores son conectados a la misma fuente de suministro. VERDADERO. El mismo nombre de la conexión indica que los extremos de cada resistor están conectados a la misma fuente de suministro. En un circuito paralelo, la corriente total es igual a la suma de la intensidad de corriente que fluye por cada resistor. VERDADERO. Se produce por la ley de nodos, donde la que entra se divide y sale repartida para cada resistor, cumpliéndose que son iguales tanto lo que ingresa al nodo como lo que sale de el.

La corriente que fluye en cada resistor ( en un circuito paralelo) es inversamente proporcional al valor de la resistencia VERDADERA. Esto se cumple por la ley de ohm, al estar los resistores sometidos al mismo voltaje, la corriente se reparte de formo inversamente proporcional, ya que el producto Pág. 8

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de la corriente por la resistencia en todos los casos debe dar el mismo valor de V. f)

g)

2)

La resistencia equivalente es siempre menor que la resistencia más baja de las asociadas" en paralelo VERDADERO, esto se puede comprobar, asumiendo dos valores de resistencias y aplicando la fórmula para resistencias en paralelo, luego por desigualdades se llega a que siempre la equivalente va ser menor a todas las resistencias. Para resistores de igual valor conectados en paralelo se cumple Re = R/n. VERDADERO, de la formulo para resistencias en paralelo, si todas son iguales, se convierte en una suma de fracciones homogéneas, que luego dan la formula Re =R/n, donde n es el número de resistencias.

Se necesita una resistencia de 100Ω, solo se dispone de resistencias de 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 y 90Ω. ¿Cuáles son las posibles combinaciones para obtener dicha resistencia? Combinaciones en serie: 10+20+30+40=100 50+30+20=100 Combinaciones en paralelo 90+10+20+80=200 en un lado conectado en serie 70+40+30+60=200 conectados en paralelo con la suma de las otras resistencias

3)

Calcule las resistencias equivalente para los siguientes circuitos en paralelo: a. 60 Ω y 40 Ω Aplicando Fórmula:

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b. 8 resistencias de 72 Ω

c. 10MΩ y 6MΩ

d. 20 Ω, 100 Ω y 200 Ω

e. 10 Ω y 240 Ω

f. 8 Ω, 100 Ω, 10kΩ y 20kΩ

4)

Verifique los valores de corriente en el circuito de la Fig.6 utilizando las Leyes de Kirchhoff.

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Fig 6: R5=2k

R1=1.5k Ω, R2=3 k Ω, R3=2 k Ω, R4=2k Ω,

UtUtilizando la 1era ley de Kirchhoff se obtiene que: It=IR1 It=IR2+IR4+IR5 It=IR2+IR3

Resolviendo ecuaciones IR2+IR4+IR5=IR2+IR3 IR4+IR5=IR3 Aplicando la 2da ley de Kirchhoff: (Ley de Mallas) Reduciremos el circuito para hallar primeramente: IR1, IR2 e IR3 Se obtiene: De la malla 1 10=IR1(3+1.5)-3(IR3) 4.5(IR1)-3(IR3)=10 ……(1) De la malla 2 6(IR3)-3(IR1)=0 2(IR3)=IR1…….(2) De (1) y (2) IR3=1.67mA IR1=3.3mA

IR2=IR1-IR3 IR2=1.67mA Hallando IR4 e IR5 Pág. 11

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

Tenemos que : IR4+IR5=IR3……(3) el voltaje en un circuito paralelo es igual, entonces: 2(IR4)=2(IR5) IR4=IR5

Reemplazando en (3): 2IR4=IR3 2IR4=1.67 IR4=0.83mA IR5=0.83mA Por lo tanto se verifica los valores de corriente en el circuito de la Fig.6 utilizando las Leyes de Kirchhoff. 5)

Se dispone de una fuente de alimentación de 20V y una corriente máxima de salida de 50mA. Diseñe un divisor de voltaje cuya salida sea de 6V. La intensidad máxima es de: 500mA VR1=6V VR2=14V Hallando R1 Y R2 VR1=6=50(R1) R1=120 Ω VR2=14=50(R2) R2=280 Ω

6)

Se desea encender un foco de 1 wattio, 1mA, solo se dispone de una fuente de corriente de 10A. Diseñe un circuito divisor de corriente el cual proporcione al foco la corriente que esta requiere. Dato: La potencia que requiere el foco es de 1 wattio por lo que hallaremos su resistencia interna: Aplicando Fórmula de potencia: P=1W=I2 X R 1W=(10-3A)2 X R R=106 Ω R=1M Ω Pág. 12

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Por lo tanto esta es la resistencia que se requiere para que el foco pueda encender sin que se pueda dañar o quemar. 7)

Analice los valores obtenidos en el laboratorio Los valores obtenidos en el laboratorio en comparación con los valores obtenidos teóricamente no tienen mucho margen de error esto debido a que existen factores que impiden que lleguen a la exactitud los cuales son: 1) la tolerancia de resistencias 2) la imprecisión de los multímetros 3) los errores de lectura.

8)

Dar conclusiones 

Mantener el orden en todo momento, y tener cuidado al momento de hacer la medición.



La ley de ohm se cumple en los circuitos de corriente continua.



Se llegó a la conclusión que un circuito divisor de corriente es igual a un circuito paralelo.



En los circuitos serie, la corriente se mantiene contantes, mientras que el voltaje varia, pues se distribuye entre los dispositivos de manera proporcional a la resistencia.



En los circuitos paralelo, el voltaje se mantiene constante, pues los dispositivos están conectados a la misma diferencia de potencial, mientras que la corriente se distribuye entre cada dispositivo de manera inversamente proporcional a la resistencia.



Verificar la correcta asación del amperímetro a la hora de la medición, para evitar dañar al instrumento.

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

Manipular con cuidado los puntos de medición, ya que se corre el peligro de una descarga eléctrica

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