Informe Final 6

Electrotecnia telecomunicaciones

Ing

 OBJETIVO

   

Hacer uso de resistencias en serie y en paralelo. Determinar el comportamiento de la corriente y el voltaje en los circuitos en 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.



INSTRUMENTOS Y MATERIALES

     

Multímetro (VOM) Resistencias de diferente medidas Protoboard Puentes para protoboard Fuente de C.C. Conectores largos, cortos y puntos multímetro.

de

prueba

para

el

Electrotecnia telecomunicaciones

Ing

 CUESTIONARIO 1. Indique si las afirmaciones son verdaderas o falsas: a) En un circuito en serie, la corriente en todo el circuito tiene el mismo valor (V) b) La suma de los voltajes a través de las resistencias conectadas en serie es igual al voltaje total (V) c) En un circuito paralelo, las resistencias son conectados a la misma fuente de suministro (V)

d) En un circuito paralelo, la corriente total es igual a la suma de la intensidad de corriente que fluye por cada resistencia. (V)

Electrotecnia telecomunicaciones

Ing

e) La corriente que fluye en cada resistencia en un circuito paralelo es inversamente proporcional al valor de la resistencia. (V)

f) La resistencia equivalente es siempre menor que la resistencia más baja de las asociadas en paralelo (V)

g) Para las resistencias de igual valor conectadas en paralelo se cumple Re=R/n (V)

2. Se necesita una resistencia de 100 ῼ, solo se dispone de resistencias de 20 ῼ, 20 ῼ, 30 ῼ, 40 ῼ, 50 ῼ, 60 ῼ, 70 ῼ, 80 ῼ, 90 ῼ. ¿Cuál son las posibles combinaciones para obtener dicha resistencia de 100 ῼ? Una de las combinaciones seria: i.

En serie :

20 ῼ + 30 ῼ + 50 ῼ = 100 ῼ 90 

ii. En serie y paralelo :

20 x 20  100 20  20

iii.En serie: 70 ῼ + 30 ῼ = 100 ῼ ; 80 ῼ + 20 ῼ = 100 ῼ Se observa que hay muchas posibles combinaciones en paralelo y en serie.

3. Calcule las resistencias circuitos en paralelo. a) 60 ῼ y 40 ῼ 60 x 40 Re   24 60  40

equivalentes

para

los

siguientes

Electrotecnia telecomunicaciones

Ing

b) 8 resistencias de 72 ῼ

Re 

72  9 8

Re 

10 x6  3.75M 10  6

c) 10 Mῼ y 6 Mῼ

d) 20 ῼ, 100 ῼ y 200 ῼ

1 1 1 1 13      Re  15.384 Re 20 100 200 200 e) 10 ῼ y 240 ῼ

Re 

240 x10  9.6 240  10

f) 8 ῼ, 100 ῼ, 10 Kῼ y 20Kῼ

1 1 1 1 1 2703       Re  135.15m Re 8 100 10000 20000 20000

4. Verifique los valores de corriente de la Fig.6 utilizando las Leyes de Kirchhoff.

Electrotecnia telecomunicaciones

Ing

2a 2  3( A2  A1 )  2( A2  A3 )  0

3( A1  A2 )  1.5( A1 )  10 2 A3  2( A3  A2 )  0

A3 

9 A1  6 A2  20..............

7 A2  3 A1  2 A3  0.............

A2 ..... 2

(en )en :

A1  3.33mA I 1  A1

;

A3  0.83mA

A2  1.66mA I 2  ( A1  A2 )

;

I 3  A2

;

I 4  ( A2  A3 )

;

I 2  (3.33  1.66)

I 1  3.33mA

;

I 2  1.67mA

I 5  A3 I 4  (1.66  0.83)

;

I 3  1.66mA

;

I 4  0.83mA

;

I 5  0.83mA

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 6V. La simulación se ha configurado en Orcad en las páginas siguientes, se observa que disponiendo de dos resistencias R1= 200ῼ y R2= 120ῼ con una configuración en serie se puede llegar a lo que se pide.

6. Se desea encender un foco de 1wattio, 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.

Electrotecnia telecomunicaciones

Ing

Para encender un foco de 1 wattio y la configuración pedida se requiere un circuito en paralelo con una salida de 1000V y dos resistencias de R1 = 100ῼ y R2 = 1Mῼ . La simulación se ha configurado en Orcad en la página siguiente. 7. Analice los valores obtenidos en el laboratorio. Fig 1: serie de resistencias.

DATOS I VR1 VR2 VR3 VR4 VRE IRE 



VALORES TEORICOS 4.048 mA 0.890 V 2.024 V 3.036 V 4.048 V 10 V 4.048 mA

VALORES EXPERIMENTALES 4.06 mA 0.89 V 2.02 V 3.04 V 4.04 V 10.03 V 4.06 mA

ERROR 0.29% 0% 0.19% -0.13% 0.19% -3% -0.29%

Se observa que hubo errores de medición que no difieren mucho de los valores teóricos pues el error es menor al 1% en la mayoría de los casos a excepción del voltaje real equivalente (VRE). Se observa que la caída de tensión en mayor mientras más valor tenga la resistencia por donde pasa la corriente.

Fig 2: Divisor de voltaje.

Electrotecnia telecomunicaciones

R2 (ohmios)

250 500 1000 1500 2000  

VR2 (voltios) Valor teórico 3.33 V 5V 6.66 V 7.5 V 8V

Ing

Valor experimental 3.07 V 4.99 V 6.67 V 7.51 V 8V

Error 7.8 % 0.2% -0.15% -0.13% 0%

Se observa que el error experimental que se cometió fue alto en la resistencia de 250ῼ . Se observa que la caída de tensión aumenta en valor mientras aumenta el valor de la resistencia lo que nos indica que existe una relación directa de proporcionalidad entre la resistencia y el voltaje.

Fig 3 : Circuito en paralelo de resistencias.

DATOS

VALORES TEORICOS

VALORES EXPERIMENTALES

ERROR

Electrotecnia telecomunicaciones It IR1 IR2 IR3 VR1 VR2 VR3 VRE IRE  

20 mA 10 mA 5 mA 5 mA 10 V 10 V 10 V 10 V 20 mA

Ing 19.88 mA 10 mA 5.03 mA 5.04 mA 10.02 mA 10.02 mA 10.02 mA 10.02 mA 19.76 mA

0.6% 0% -0.6% -0.8% -0.2% -0.2% -0.2% -0.2% 1.2%

Se observa un circuito en paralelo y las mediciones fueron con errores mínimos. Cada resistor registra una salida de voltaje muy cerca a la fuente de voltaje.

Fig 4: circuito divisor de corriente.

R2 (OHMNIOS)

220 500 1000 2000 3000



I R2 (mA) VALOR TEORICO 13.89 mA 10 mA 6.67 mA 4 mA 2.86 mA

ERROR VALOR EXPERIMENTAL 13.45 mA 10.02 mA 6.65 mA 4.05 mA 2.92 mA

3.16% -0.2% 0.29% -1.25% -2.09%

Se observa que la corriente que pasa por el circuito está disminuyendo con cada valor de resistencias y el valor experimental confirma el comportamiento.

Fig 5: Circuito en serie y paralelo.

Electrotecnia telecomunicaciones

DATOS

VALORES TEORICOS 3000 ῼ 5V 5V 3.33 V 1.67 V 1.67 V 3.33 mA 1.67 mA 1.67 mA 0.83 mA 0.83 mA

RE VR1 VR2 VR3 VR4 VR5 IR1 IR2 IR3 IR4 IR5





Ing

VALORES EXPERIMENTALES 2980 ῼ 4.99 V 4.99 V 3.31 V 1.66 V 1.66 V 3.33 mA 1.66 mA 1.67 mA 0.83 mA 0.83 mA

ERROR 0.6% 0.2% 0.2% 0.6% 0.59% 0.59% 0% 0.59% 0% 0% 0%

Se observa un circuito combinado, donde la corriente se reparte en cada resistencia del circuito. cumpliendo las leyes de Kirchhoff. Los valores experimentales fueron registrados muy parecido al valor real.

8. CONCLUSIONES Se observó en el laboratorio que las medidas que tomamos experimentalmente no difieren mucho con los valores teóricos, sin embargo, se sabe que eso depende de os artefactos que utilizamos y la delicadeza que tiene el experimentador al hacer las medidas. Se observó que la corriente se comparta directamente o indirectamente con las resistencias dependiendo de la configuración que se le da al circuito. Si bien el grupo demoro mucho en dar sus conclusiones lo hicimos con errores mínimo lo que es bueno pues cumplimos nuestro cometido.

Electrotecnia telecomunicaciones

Ing