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ESPE-DEEELaboratorio de Circuitos Elctricos I

CIRCUITOS ELECTRICOS IPrctica #2

TEMA: Ley de Ohm y Leyes de Kirchhoff

1.- OBJETIVOS:

- Probar la ley de Ohm y leyes de Kirchhoff en circuitos resistivos.- Familiarizar al estudiante en el uso de instrumentos de laboratorio.

2.- EQUIPO NECESARIO:

- Fuente DC.- Protoboard- Multmetro- Cables conductores- Resistencias: 100 ,1 K, 10 K, 100 K, 220 , 470 , 5.6 K, 330 K.

3.- PROCEDIMIENTO:

3.1.- Construya en el protoboard cada uno de los circuitos analizados en el trabajo preparatorio, efecte y anote las siguientes mediciones:

a.- Cada de tensin (voltaje) en cada uno de sus elementos.b.- Corrientes en cada uno de sus elementos

Anote los resultados en una tabla.

4.- ANALISIS DE RESULTADOS:

Para cada uno de los circuitos muestre el diagrama del circuito, presente los clculos correspondientes y construya la siguiente tabla:

Fig.1.1 Circuito serie

DATOS CIRCUITO FIG 1.1

Tensin de la fuente [v] = 10 Corriente en fuente [A]= 23 Potencia entregada [mw]=23

Resistencias []Voltaje medido [V]Voltaje calculado [V]Error %Potencia disipada [mW]

Corriente medida [A]Corriente calculada [A]Error %

V. Calculado = 0,054

V. Medidos = 0,052


V. Medidos = 17,62

Clculo de errores voltajes

Clculo de errores corrientes

Fig.1.2 Circuito combinado


Tensin de la fuente [v] = 5 Corriente en fuente [A]= Potencia entregada [mw]=23




V. Medidos = 36,68

V. Calculado = 2.21

V. Medidos = 2,19

V. Calculado = 3,96

V. Calculado = 4.05



Fig.1.3 Circuito combinado


Tensin de la fuente [V]= 12 Corriente en fuente [A]= Potencia entregada [W]=




V. Medidos =140,07

V. Calculado = 42.21

V. Medidos = 40,59


V. Medidos = 13,91

V. Calculado = 4,77

V. Medidos = 4,69

V. Medidos = 4,77

V. Medidos = 4,62



5.- CUESTIONARIO:

5.1.- Justifique los errores cometidos en las mediciones.

5.2.- Investigue la naturaleza de los materiales para la fabricacin de las resistencias y anote las especificaciones estandarizadas en cuanto a valores nominales de resistencia y disipacin de potencia de dichos elementos. Indique adems el cdigo de colores para la identificacin de los valores de las resistencias.

Los materiales utilizados para la construccin de resistencias, bsicamente son las mezclas de carbn o grafitos y materiales o aleaciones metlicas.RESISTENCIAS DE CARBNEs el tipo ms utilizado y el material base en su construccin es el carbn o grafito. Son de pequeo tamao y baja disipacin de potencia. Segn el proceso de fabricacin y su constitucin interna, podemos dividir en:Resistencias aglomeradas.-Una mezcla de carbn, materia aislante, y resina aglomerante. Variando el porcentaje de estos componentes se obtienen los distintos valores de resistencias. Tienen bajos coeficientes de tensin y temperatura y un elevado nivel de ruido.Resistencias de capa de carbn.-En este tipo de resistencias, la fabricacin est basada en el depsito de la composicin resistiva sobre un cuerpo tubular formado por materiales vtreos cermicos. Tienen un elevado coeficiente de temperatura, pero su ruido y coeficiente de tensin prcticamente son nulos, y adems soportan sobrecargas.RESISTENCIAS METLICASEstas resistencias estn constituidas por metales, xidos y aleaciones metlicas como material base. Segn el proceso de fabricacin y aplicacin a la que se destinan podemos distinguir:Resistencias de capa metlicaEstn constituidas por un soporte que puede ser de pirex, vidrio, cuarzo o porcelana, sobre el que se depositan capas por reduccin qumica para el caso de xidos metlicos o por vaporizacin al vaco para metales o aleaciones metlicas. Los xidos ms utilizados son de estao, antimonio e indio, como metales y aleaciones de oro, platino, indio y paladio dentro del grupo de metales preciosos.

Resistencias de pelcula metlicaLos materiales base usados en su fabricacin y los cuerpos soporte son los caractersticos de las resistencias metlicas, a excepcin de los xidos metlicos. Dentro de este tipo tambin podemos diferenciar dos tipos: de pelcula delgada y de pelcula gruesa, diferencindose en las caractersticas constructivas. Las principales ventajas de estas resistencias radican en su reducido tamao.

Resistencias bobinadasEn este tipo se emplean como soportes ncleos cermicos y vtreos, y como materiales resistivos metales o aleaciones en forma de hilos o cintas de una determinada resistividad, que son bobinados sobre los ncleos soporte. Generalmente se suele hacer una subdivisin de este tipo en bobinadas de potencia y bobinadas de precisin, segn la aplicacin a la que se destinan. Su principal caracterstica es la gran disipacin de potencias y elevadas temperaturas de trabajo. Valores nominalesLos valores comunes de resistencias son: 1.0, 1.2, 1.5, 1.8, 2.2, 2.7, 3.3, 3.9, 4.7, 5.6, 6.8, 8.2, etc., todas ellas x 10n, donde n = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6.Hay tolerancias del 1 por mil, del 1 %, 5 %, 10 % y 20 %.No se fabrican resistores de todos los valores posibles por razones obvias de economa. Adems sera absurdo, ya que, por ejemplo, en un resistor de 100 W y 10 % de tolerancia, el fabricante nos garantiza que su valor est comprendido entre 90 W y 100 W, por lo tanto no tiene objeto alguno fabricar resistores de valores comprendidos entre estos dos ltimos.Disipacin de potencia de las resistenciasUna resistencia disipa en calor una cantidad de potencia cuadrticamente proporcional a la intensidad que la atraviesa y a la cada de tensin que aparece en sus bornes.Comnmente, la potencia disipada por una resistencia, as como la potencia disipada por cualquier otro dispositivo resistivo, se puede hallar mediante: P = V *IObservando las dimensiones del cuerpo de la resistencia, las caractersticas de conductividad de calor del material que la forma y que la recubre, y el ambiente en el cual est pensado que opere, el fabricante calcula la potencia que es capaz de disipar cada resistencia como componente discreto, sin que el aumento de temperatura provoque su destruccin. Esta temperatura de fallo puede ser muy distinta segn los materiales que se estn usando. Esto es, una resistencia de 2 W formada por un material que no soporte mucha temperatura, estar casi fra (y ser grande); pero formada por un material metlico, con recubrimiento cermico, podra alcanzar altas temperaturas (y podr ser mucho ms pequea).El fabricante dar como dato el valor en vatios que puede disipar cada resistencia en cuestin. Este valor puede estar escrito en el cuerpo del componente o se tiene que deducir de comparar su tamao con los tamaos estndar y sus respectivas potencias. El tamao de las resistencias comunes, cuerpo cilndrico con 2 terminales, que aparecen en los aparatos elctricos domsticos suelen ser de 1/4 W, existiendo otros valores de potencias de comerciales de W, 1 W, 2 W, etc.Cdigo de coloresEs el cdigo con el que se regula el marcado del valor nominal y tolerancia para resistencias fijas de carbn y metlicas de capa fundamentalmente. Tenemos que resaltar que con estos cdigos lo que obtenemos es el valor nominal de la resistencia pero no el valor real que se situar dentro de un margen segn la tolerancia que se aplique. Cdigo de colores para tres o cuatro bandas1er. Anillo: 1 cifra 2. Anillo: 2 cifra 3er. Anillo: Nmero de ceros que siguen a los anteriores. 4. Anillo : Tolerancia

COLOR1 CIFRA2 CIFRAN DE CEROSTOLERANCIA (+/-%)

PLATA--0,0110%

ORO--0,15%

NEGRO-0--

CAF1101%

ROJO22002%

NARANJA33000-

AMARILLO440000-

VERDE5500000-

AZUL66000000-

VIOLETA77--

GRIS88--

BLANCO99--

Tolerancia: sin indicacin +/- 20% 5.3.- Qu sucede con las resistencias si en ellas se aplica una potencia superior a la Especificacin de valor nominal?.

Las resistencias son disipadores de calor, si se excede la potencia que una resistencia puede soportar, se genera un sobrecalentamiento de la misma ya que no est diseada para poder disipar esa cantidad de calor en forma adecuada, y a partir de esto puede ocasionar que la resistencia se dae en forma permanente o incluso puede llegar a quemarse y puede salir humo, ponerse negra, quebrarse.

5.4.- Consulte las caractersticas ms importantes de otros elementos pasivos como son las bobinas y capacitores

Caractersticas importantes de las bobinas o inductores

La bobina por su forma de espiras de alambre arrollados almacena energa en forma de campo magntico. Al estar la bobina hecha de espiras de cable, el campo magntico circula por el centro de la bobina y cierra su camino por su parte exterior.

Una caracterstica interesante de las bobinas es que se oponen a los cambios bruscos de la corriente que circula por ellas. Esto significa que a la hora de modificar la corriente que circula por ellas esta tratar de mantener su condicin anterior. Ejemplo: ser conectada y desconectada a una fuente de poder. Otra caracterstica y aplicacin de las bobinas es que se encuentran en los transformadores para reducir o elevar el Voltaje. Y tambin filtran componentes de corriente alterna para solo obtener corriente continua en la salida. Las bobinas se miden en Henrios (H.) El valor que tiene una bobina depende de:El nmero de espiras que tenga la bobina pues a ms vueltas mayor inductancia, o sea mayor valor en Henrios. Y as mismo el dimetro de las espiras a mayor dimetro, mayor inductancia. Smbolo de la bobina

Caractersticas de los capacitores

En un Capacitor la relacin carga / tensin es constante y se llama Capacitancia, y su unidad es el Faradio. Las caractersticas de los capacitores dependen mucho del tipo de material del cual este hecho el capacitor: Caractersticas de los capacitores elctricos de aluminio

Son populares debido a su bajo costo y gran capacitancia por unidad de volumen Existen en el mercado unidades polarizadas y no polarizadas. Son del tipo de hojas metlicas, con un electrlito que puede ser acuoso, en pasta o seco (sin agua).

Caracterstica de los capacitores elctricos de tantalio

Son ms flexibles y confiables, y presentan mejores caractersticas que los electrolticos de aluminio, pero tambin su costo es mucho ms elevado.

Caractersticas de los capacitores elctricos de Cermica

Bajo costo, reducido tamao, amplio intervalo de valor de capacitancia y aplicabilidad general en la electrnica. Son particularmente idneos para aplicaciones de filtrado, derivacin y acoplamiento de circuitos hbridos integrados, en las que es posible tolerar considerables cambios en la capacitancia.

Caractersticas de los capacitores elctricos de papel o plstico

El papel, el plstico y las combinaciones de ambos se utilizan en una gran variedad de aplicaciones, como filtrado, acoplamiento, derivacin, cronometraje y suspensin de ruido. Son capaces de funcionar a altas temperaturas, poseen alta resistencia de aislamiento, buena estabilidad.

Caracterstica de los capacitores de mica y vidrio

Los capacitores con dielctrico de mica y vidrio se aplican cuando se requiere carga elctrica alta y excelente estabilidad con respecto a la temperatura y frecuencia.

5.5.- Consulte la importancia de la conexin de circuitos elctricos a un punto referencial de voltaje llamada punto de tierra.

Cuando una instalacin elctrica no es segura pueden existir fugas de corriente de aparatos defectuosos a travs de nuestro cuerpo hacia la tierra. Este pasaje de corriente por nuestro cuerpo produce sensaciones que pueden ir desde un cosquilleo hasta la muerte. Para ello es importante emplear en las instalaciones elctricas el punto referencial de voltaje para llevar a tierra cualquier derivacin indebida de la corriente elctrica a los elementos que puedan estar en contacto con los usuarios como las carcasas o aislamientos de aparatos de uso normal, por un fallo del aislamiento de los conductores activos, evitando el paso de corriente al posible usuario.

5.6- Simule cada uno de los circuitos y muestre resultados.

Simulacin para el circuito de la fig. 1.1

Fig. 1.1.1 Mediciones de voltaje

Fig. 1.1.2 Mediciones de corriente

Simulacin para el circuito de la Fig. 1.2

Fig. 1.2.1 Mediciones de voltajes

Fig. 1.2.1 Mediciones de Corriente

Simulacin para el circuito de la Fig. 1.3

Fig. 1.3.1 Mediciones de Voltaje

Fig. 1.3.1 Mediciones de Corrientes

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES-Con la prctica hemos probado las leyes de Ohm y de Kirchhoff en los circuitos resistivos, midiendo la cada de tensin y la corriente en cada elemento del circuito.-Podemos concluir que la resistencia trabaja normal si el valor es correcto y caso contrario si los valores sobrepasan la resistencias llegan a quemarse.

Bibliografa:Recuperado de: http://www.profesormolina.com.ar/electronica/componentes/resistores/resist.htmRecuperado de: http://www.ifent.org/lecciones/electrodinamica/eldinami33.aspRecuperado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctrica#Potencia_que_disipa_una_resistenciaRecuperado de: http://www.viasatelital.com/proyectos_electronicos/bobina.htmRecuperado de: https://angelicaperdomo123.wordpress.com/acerca-del-1er-corte/capacitancia/caracteristicas-de-los-capacitores/

Ing. Rodrigo Silva TPgina 12

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