Práctica Número 3 - Elementos Resistivos

 

Práctica Nº 3 ELEMENTOS RESISTIVOS Parra Borja Diego Vinicio, Silva Cevallos Jairo Steven Facultad de Ingeniería Mecánica Escuela Politénica Nacional Quito, Ecuador GR1  –  GR5  —  En  Abstrac  Abst ract  t    En la presente informe se realiza un análisis sobre los elementos resistivos en un circuito y cómo afectan en las mediciones de sus magnitudes de acuerdo a la Ley de Ohm. Además, se presentan cálculos de los errores que existen entre las magnitudes medidas y las calculadas. También se considera una explicación de los peligros que pueden suscitarse para una persona en caso de manipular tensiones elevadas.

K ey eywo worr ds — R esistencias, multí multím metr tro, o, efect efecto o Joule J oule,, L ey d de e Ohm Ohm,, errores, en serie, en paralelo. I. 

CUESTIONARIO 

1.  Hallar las resistencias equivalentes teóricas de los circuitos  probados en el laboratorio. Tabla 1: Resistencias equivalentes y teóricas de acuerdo a la conexión del circuito SW1 SW2 SW3 ON ON OFF ON

ON OFF ON ON

OFF ON ON ON

15,39 8,77 3 7,965

15,6 8,9 2,48 8,08

2.  Presentar la simulación del circuito correspondiente a la Figura 6 utilizando Proteus considerando que S1, S2 y S3. La simulación debe incluir voltímetros para cada resistencia y amperímetros para cada línea de corriente.

3.  ¿Por qué se debe desconectar la fuente para medir la resistencia de los circuitos con el multímetro como óhmetro? La fuente se desconecta de los circuitos para que los valores de tensión proporcionados por ella no afecten en la medición de la resistencia equivalente del circuito, al modificar su corriente. Por otro lado, se hace presente también el efecto Joule durante la circulación de corriente en el circuito. El efecto Joule consiste en el incremento de la temperatura de las resistencias debido a la circulación eléctrica y en la industria existen materiales cuyas propiedades son afectadas por el incremento de la temperatura. 4.  ¿Qué configuración del circuito es más conveniente utilizar, el circuito de la Figura 6a o Figura 6b? ¿Por qué? La conveniencia del circuito basado en su utilidad y funcionamiento no se puede establecer debido a que tanto la Figura 6a como la Figura 6b cumplen el mismo principio. Los dos circuitos permiten controlar el paso de la corriente en función de su conexión de resistencias, equivalentes para los dos circuitos. Sin embargo, el circuito 6b resulta ser el más conveniente por su simplificación de conexión y porque  permite una manipulación de los Switch más ordenada y sencilla. 5.  Presentar un cuadro en el qie se incluyan los valores medidos de voltajes y calculados de corrientes, los valores de resistencias obtenidos experimentalmente, los valores teóricos de las resistencias y los errores expresados en  porcentaje para cada magnitud. Presentar un ejemplo de cálculo de los errores Tabla 2: Valores medidos de voltajes y calculados de corrientes Resistencias Voltaje [V] Corriente [mA] 8,348 1,51 R1 3,7025 0,37 R2 3,7005 1,13  R3 Tabla 3: Valores teóricos t eóricos y experimentales de Resistencias Resistencias Experimental Experimen tal [Ω] Teórica [Ω] R1 5,514K 5,6K R2 9,876K 10K

 

R3

3,26K

3,3K

Tabla 4: Errores expresados en porcentaje para cada magnitud Voltaje [V] Exp. Teórica Error % 8,348 8,288 0,72 1 3,7025 3,6 2,84 2 3,7005 3,663 1,02 3 Corriente [mA] Exp. Teórica Error % 0,00151 0,00148 2,02 1 0,00037 0,00036 2,78 2 0,00113  0,00111 1,76 3 Resistencia [Ω]  Exp. Teórica Error % 5,514K 5,6K 1,53 1 9,876K 10K 1,24 2 3,26K 3,3K 1,21 3 Ejemplo de cálculo de los errores

Como se puede observar en la tabla anterior, al momento de mantener contacto con una pequeña cantidad de corriente en el el -3 orden de los miliAmperios (10 mA) y un voltaje lo bastante alto puede ocasionar daños fatales al ser humano. Los accidentes eléctricos se pueden dar en cualquier lado donde existan aparatos electrónicos o cables. Estos accidentes  pueden ocurrir tanto en el medio laboral como en el hogar, además, se producen por negligencias o falta de atención al usar una maquina eléctrica. Situaciones de riesgo se pueden  producir por el contacto accidental con cables desprotegidos, manejo de aparatos eléctricos defectuosos, líneas de alto voltaje, colocar objetos dentro de las tomas de corriente, etc. Las situaciones en las que se pueden dar los casos de accidentes eléctricos eléctricos son v varias, arias, y se puede evi evitar tar en el ambiente laboral utilizando los implementos necesarios al momento de manipular aparatos eléctricos y en el hogar tomando las medidas de precaución necesarias como explicar a los más pequeños que realizar ciertas acciones puede suponer un peligro incluso para su vida. II. 

CONCLUSIONES

Parra Borja Diego Vinicio

 

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6.  Comentar sobre los errores encontrados, así como identificar posibles causas y soluciones. Los errores encontrados para cada magnitud eléctrica fueron  bastante pequeños, siendo el máximo error encontrado en la magnitud de voltaje que fue de 2,84 %, esto quiere decir que la práctica fue bien realizada. Sin embargo, ya que los elementos de medida son muy sensibles, se dificulta bastante una medida exacta del elemento, y por ello pueden darse estos  pequeños errores. Además no se está considerando en el análisis las pérdidas inherentes al circuito debido al efecto Joule. 7.  Se conoce que una corriente de 20mA puede resultar en daños fatales para el ser humano. Si cada persona representa una resistencia de un valor determinado, determine el rango voltaje de voltaje que puede recibir cada uno de los integrantes de su grupo antes de que se llegue al valor máximo de corriente mencionado anteriormente. Explicar situaciones en las que se podría  producir esta situación de riesgo y cómo cómo evitarlas.   Tabla 5: Resistencia interna de los integrantes del grupo Nombre Resistencia [Ω] Voltaje [V] Jairo Silva 776K < 15,52K Vinicio Parra 743,1K < 14,86K

El

protoboard

es

un

dispositivo

que

permite

ensamblar circuitos electrónicos de una manera sistemática y práctica sin la necesidad de realizar soldaduras de unión. Los elementos resistivos son aquellos que se oponen   al paso de la corriente eléctrica y dependiendo de su interconexión se puede ajustar su magnitud de acuerdo a las especificaciones. Los errores encontrados entre las magnitudes   experimentales y teóricas se debe a la sensibilidad de los instrumentos de medida y a las pérdidas energéticas del sistema. Las resistencias poseen un método de clasificación    por color de acuerdo a su magnitud. El código de colores ofrece un sistema de números ordenados por colores que relacionados ofrecen la información necesaria para su determinación. Silva Cevallos Jairo Steven

 

El protoboard es un dispositivo en el cual se puede  probar cualquier circuito electrónico sin la necesidad de soldar. Las resistencias tienen un código de colores para   determinar el valor en ohmios de esa resistencia, por ejemplo, para una resistencia de cuatro bandas el código dice que las dos primeras bandas indican los dígitos (cantidad), la tercera el multiplicador y la cuarta banda la tolerancia de esa resistencia.

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Para medir resistencias en un circuito desenergizado. (pasivo), se coloca el multímetro en óhmetro y en  paralelo al elemento elemento se mide su resistencia.   Para medir resistencias en un circuito energizado (activo), se mide los voltajes en paralelo a los elementos y sus corrientes en serie a los elementos  para poder determinar así su resistencia con la ley de ohm.

fuente para conseguir una mejor organización y evitar confusiones durante la conexión de otros elementos.

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III.  RECOMENDACIONES Diego Vinicio Parra Borja

 

Se recomienda conocer el funcionamiento y  propiedades de cada elemento utilizado en el circuito como es el caso de los interruptores. Verificar la correcta conexión de sus terminales para evitar errores en las mediciones. Realizar una simulación en el software Proteus de la   medición de las magnitudes eléctricas durante la  práctica experimental para verificar los resultados inmediatamente evitando errores.   Diferenciar por colores de diferentes tonalidades a los cables de tierra y los cables conectados hacia la

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Silva Cevallos Jairo Steven

 

Verificar que las conexiones estén bien realizadas  para que no haya problema problema en el paso de corriente.   Desconectar la fuente para medir resistencias en un circuito pasivo (tomar directamente los valores de las resistencias con el multímetro).

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IV.  R EFERENCIAS EFERENCIAS   [1] EPN, Guía de prácticas del Laboratorio de Electrónica Industrial, Quito: Escuela Politécnica Nacional, consultado el 2018/11/25.