Lab Terminado Lineal Id Ad Resistor

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA

LINEALIDAD DEL RESISTOR ELECTRICO.

Guías de Prácticas de

Laboratorio

Codificación:

INGING-G-004

Número de

Páginas:

20

Revisión No.:

Fecha Emisión:

Laboratorio de:

ELECTRICIDAD Y ELECTRONICA

Titulo de la Práctica de Laboratorio:

LINEALIDAD DEL RESISTOR ELECTRICO

Elaborado por:

STEFANIA DIAZ 2901392IRMA RAMÍREZ 2901304INGRID GARCÍA 2901406

Revisado por:

WILKEN RODRIGUEZ

Aprobado por:

El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor

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1. FACULTAD O UNIDAD ACADÉMICA: INGENIERÍA

2. PROGRAMA: INDUSTRIAL

3. ASIGNATURA: ELECTRICIDAD Y ELECTRONICA

4. SEMESTRE: QUINTO

5. OBJETIVOS:

Determinar la linealidad del resistor eléctrico.

Manejar los conceptos de proporcionalidad y superposición.

Montar un circuito con diferentes resistencias, variando voltaje y corriente.

Comparar valores prácticos vs. valores teóricos en la medición de

resistencias eléctricas alimentadas.

6. COMPETENCIAS A DESARROLLAR:

Destreza en la realización de gráficas para encontrar relación entre

variables. (en este caso, V vs I).

Utilización del protoboard en el montaje de circuitos eléctricos.

Aprendizaje del manejo del multímetro en términos generales.

Interacción con la medición de dispositivos eléctricos, para su aplicabilidad

en su perfil ocupacional.

Habilidades para medir voltaje y corriente eléctrica.

7. MARCO TEORICO:El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en

contra de los derechos de autor

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RESISTENCIA ELECTRICA

La resistencia eléctrica es la

dificultad que tiene la corriente eléctrica, (Intensidad, Amperaje (A)) para circular

por un componente resistivo, se mide en ohmios y su letra representativa es la

omega Ω.

El factor resistivo en electrónica se aprovecha para crear caídas de tensión,

controlar intensidades, modificar tiempos de carga y descarga en condensadores

para variar la frecuencia en osciladores y un sin fin de utilidades. En definitiva, las

resistencias sirven para limitar el flujo de la electricidad según las necesidades de

nuestro circuito.

EN QUE CONSISTE:

La resistencia eléctrica se crea con un material resistivo, las hay de varios

formatos y distintos componentes, unos más estables a las variaciones y otros

menos, sobre todo al cambio de temperaturas.


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Figura1. Imagen tomada en el

Laboratorio de Mecatrònica la UMNG.



TAMAÑOS:

Hay dos formatos de resistencias, las SMD (Surface Mount Device, miniaturas

que no tienen patas, su cuerpo va soldado directamente al pad) y las

normales.

Dentro de estas dos categorías existen distintos tamaños que van en función

de la potencia que soportan, por ejemplo en resistencias con encapsulado

normal los valores suelen ser 1/4w 1/2w 1w 2w 5w etc.

VALORES:

En el sector de la electrónica las resistencias vienen con unos valores

resistivos preestablecidos por unas tablas que son el estándar del mercado,

de esta forma es fácil encontrar repuestos, fuera de estos valores las

resistencias han de fabricarse bajo encargo (muy raro).

En las resistencias, los valores siempre van serigrafiados sobre su

encapsulado, como su cuerpo no puede albergar las cifras impresas a un

tamaño visible apropiado, se usan colores de serigrafía dependiendo del

encapsulado.

RESISTENCIA SMD:

En el encapsulado SMD las resistencias usan una abreviatura numérica

idéntica a los condensadores de lenteja o de disco, el conocido como '101' en

la jerga electrónica, siempre se compone de tres números y a veces incorpora

la letra R, el primer carácter es la primera cifra, el segundo carácter indica la

segunda cifra y el tercer carácter nos dice cuantos ceros sumarle al final, de


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forma que una resistencia con serigrafía 122 equivale a 1-2-y dos ceros, 1200

Ω o lo que es lo mismo, 1.2k Ω.

Para interpretar la coma se usa la letra R, que también se usa para interpretar

un cero a la izquierda, aquí dos ejemplos:

1R2 = 1,2 Ω R55 = 0,55 Ω

RESISTENCIAS NORMALES:

En el encapsulado normal la serigrafía es un poco mas compleja, debido a que

el cuerpo de las resistencias es redondo se usan unas bandas de colores para

serigrafiar los valores y que puedan ser leídos desde cualquier ángulo

( recordemos que no siempre están accesibles ).


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Figura 2. Imagen tomada de http://www.servisystem.com.ar/precis.html



Estas bandas de colores corresponden a unos valores numéricos, como se

muestran en la Figura 2.

Son cuatro bandas y para identificar la última que es el valor de tolerancia (la

precisión) viene siempre un poco separada de las otras tres, también pueden

ser de cinco bandas en algunos casos, pero la penúltima siempre es el

multiplicador.

La primera franja, indica la primera cifra, la segunda franja la cifra contigua, la

tercera, en caso de que tuviese cinco, indicaría la tercera cifra y seria la cuarta

franja la multiplicadora, que pasa a ser la tercera en caso de que la resistencia

solo tenga cuatro bandas en vez de cinco.

Unos ejemplo usando la tabla de la Figura 2:

Marrón Negro Rojo Oro = 1-0-dos ceros por el rojo que vale dos y

tolerancia del 5% = 1.000 Ω = 1 kΩ

Marrón Negro Naranja Plata = 1-0-tres ceros por el naranja que vale tres

y tolerancia del 10% = 10.000 Ω = 10 k

RESISTENCIA DE PRECISION:

Las resistencias de precisión es aquella que prácticamente no presenta

error en su valor real de la resistencia. Se caracterizan por tener cinco

bandas de colores en lugar de las tradicionales cuatro. Las aplicaciones

más importantes de estos componentes son los instrumentos de medición,

máquinas herramienta y electro-medicina, entre otras.


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TIPOS DE COMPONENTES RESISTIVOS

En los párrafos anteriores explicamos que existen resistencias con valores

nominales fijos y otras en los que varia intencionadamente su valor. Al primer

grupo de resistencias las llamaremos resistencias fijas y al segundo,

resistencias variables. Entre estas últimas también se encuentran aquellos

componentes resistivos en los que puede ajustarse un determinado valor resistivo

como ayuda de un cursor. Estos componentes se denominan potenciómetros.


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Figura 3. Imagen tomada de

http://www.servisystem.com.ar/precis.html

Figura 4. Imagen tomada en el Laboratorio de

Mecatrónica de la UMNG.




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TIPOS DE RESISTENCIAS



RESISTENCIA DE PELICULA DE CARBON:

Se aplica película correspondiente, con un espesor entre 0,001 µm y 10

µm, sobre un soporte de porcelana especial. Pueden alcanzarse valores

nominales de hasta 10 MΩ. A continuación se barnizan. Estas resistencias

están muy difundidas gracias a su reducido precio, pero presentan el

inconveniente de que reducen considerablemente su valor resistivo a

temperaturas elevadas.


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RESISTENCIAS BOBINADAS

RESISTENCIAS DE PELÍCULA

Resistencias de película de carbón

Resistencias de película metálica

Película gruesa

Película delgada



RESISTENCIAS BOBINADAS:

Se utilizan en todas las gamas de carga permisibles, pero sobre todo para

grandes potencias, por ejemplo como resistencias de arranque de motores.

Este tipo de construcción es relativamente resistente al envejecimiento y

poco sensible a las sobrecargas.

Las resistencias bobinadas vitrificadas pueden soportar cargas aún

mayores que las demás, pues su superficie resiste temperaturas de hasta

450º C. sin embargo, presentan el inconveniente de tener mayores

márgenes de tolerancia dado que sus valores resistivos se modifican al

someterlas a altas temperaturas durante el vitrificado.


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Figura 6. Imagen tomada de

http://www.profesormolina.com.ar/tutoriales

Figura 5. Imagen tomada en el Laboratorio de

Mecatrónica de la UMNG.





Un elemento lineal satisface las propiedades de superposición y proporcionalidad

directa.

PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN

El principio de superposición establece que si un voltaje V1 produce en una

resistencia una corriente i1, y un voltaje V2 produce en la misma resistencia una

corriente i2, entonces un voltaje V3 que es la suma de V1+ V2, producirá en la

misma resistencia una corriente i3 que es la suma de i1+i2.

El principio de superposición o teorema de

superposición es un resultado matemático que permite descomponer un

problema lineal en dos o más subproblemas más sencillos, de tal manera que el


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Figura 7 Imagen tomada de http://www.profesormolina.com.ar/tutoriales/componentes/images/resist_power2.gif

http://www.profesormolina.com.ar/tutoriales/componentes/images/resist_power2.gif



problema original se obtiene como "superposición" o "suma" de estos

subproblemas más sencillos.

PROPORCIONALIDAD DIRECTA

Dos magnitudes son directamente proporcionales cuando al aumentar una,

aumenta la otra en la misma proporción.

Si dos magnitudes son tales que a doble, triple... cantidad de la primera

corresponde doble, triple... cantidad de la segunda, entonces se dice que esas

magnitudes son directamente proporcionales, y al graficar en un sistema

cartesiano una variable en función de la otra obtenemos como resultado una

línea recta.

El principio de proporcionalidad directa establece que si un voltaje V sobre una

resistencia me produce una corriente i, al aumentar K veces el voltaje V me

producirá una corriente i aumentada en el mismo factor K.

La linealidad del resistor eléctrico se da si cumple con los dos principios

anteriormente mencionados.


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V i

KV Ki



8. MATERIALES, REACTIVOS, INSTRUMENTOS, SOFTWARE, HARDWARE

O EQUIPOS:

Multímetro.

Resistencias de diferentes colores.

Protoboard.

Consola Nida o fuente de voltaje con sus respectivos cables.

Guía de laboratorio.

Papel milimetrado.

Herramienta

9. PRECAUCIONES CON LOS MATERIALES, REACTIVOS, INSTRUMENTOS

Y EQUIPOS UTILIZAR :

Tener presente la escala del multímetro de acuerdo a la medida de voltaje o

corriente que se realizara.

Antes de cada medición, asesorarse del docente o monitor a cargo.

Verificar que el voltaje que se aplicara sea el adecuado con respecto al

valor de la resistencia para que este no exceda el valor de potencia que

puede disipar la resistencia.

10.CAMPO DE APLICACIÓN:

Áreas Eléctrica y Electrónica e industria en general.

11.PROCEDIMIENTO, METODO O ACTIVIDADES:


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Después de la lectura previa sobre Linealidad de la resistencia, teniendo en

cuenta los principios de proporcionalidad y superposición, se realizara lo siguiente:

I. Hacer pedido al laboratorista del siguiente material.

Multímetro.

Protoboard.

Puntas para fuente consola nida o fuente de voltaje

II. Intervención del docente referente al tema a tratar, recalcando las precauciones

necesarias que se deben tener en cuenta.

III. Montar el circuito de la figura con los valores adecuados.

IV. Medir corriente eléctrica con la fuente y una resistencia. (Seguir instrucciones

estrictas del docente).El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en

contra de los derechos de autor

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Figura 8. Circuito realizado en Electronics WorkBench.



V. Realizar cuadro comparativo de mediciones y analizar resultados:

R Teórico (KΩ) Experimental (KΩ) %Error

R1 220 214 2,72R2 30 29,3 2,33R3 330 324 1,81R4 22 21,9 0,45

R5 51 50,5 0,98

Teórico (mA)

3V 6V 9V 12V 15VR1 13,63 22,22 40,9 54,54 68,18R2 100 0,2 0,3 0,4 0,5R3 9,09 18,18 0,027 36,36 45,45R4 0,136 0,222 0,409 0,545 0,682

Experimental(mA)*

3V 6V 9V 12V 15V

R1 13,4 27,2 41 55 68,8

R2 94,5 198 302 404 504

R3 8,7 17,8 27 36,3 45,3

R4 125 265 404 539 663

WorkBench(mA)

3V 6V 9V 12V 15V

R1 13,64 27,53 40,91 54,55 68,18

R2 100 18,18 300 400 502,7

R3 9,09 18,65 28,42 36,36 45,45

R4 136,4 273,6 409 545,5 682,1


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VR

Tabla 1. Datos teóricos y prácticos del valor de las resistencias.

Tabla 2. Datos teóricos y prácticos del valor de la corriente que pasa por las diferentes resistencias, variando el voltaje.

VR

VR



VI. Grafique de acuerdo a los resultados obtenidos, obtenga la pendiente de la

recta.

VII. Compruebe la segunda parte de la linealidad que es el principio de

superposición

Grafica 1 tomada de PowerPoint


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SIMULACIONES EN WORKBENCH


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12.RESULTADOS ESPERADOS:

Se espera poder asimilar completamente la relación entre el voltaje y la

intensidad de corriente en los resistores a través de los principios de

superposición y proporcionalidad directa, asimismo encontrar que el valor de la

pendiente de las graficas realizadas está directamente relacionado con el valor

de los resistores utilizados, igualmente reforzar el procedimiento para la

medida de intensidades de corrientes, en donde es necesario abrir el circuito y

colocar el amperímetro en serie para obtener este dato. También afianzar el

manejo de algún programa para la simulación de circuitos y medida de voltajes

e intensidades de corriente, así como la utilización del protoboard y la consola

nida o fuente de voltaje para el montaje de circuitos eléctricos.

13.CONCLUSIONES:


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Pudimos comprobar aplicando voltaje y corriente diferentes a resistores que el

principio de superposición efectivamente se cumple ya que que se ve en la

linealidad en los resultados obtenidos.

14.CRITERIO DE EVALUACIÓN A LA PRESENTE PRÁCTICA

Asistencia obligatoria del estudiante.

Participación en la práctica a realizar.

Entrega en la siguiente sesión del informe de laboratorio con las

características y condiciones propuestas en la primera clase.

Quices de control de lectura previa al laboratorio que se va a realizar

Retroalimentación permanente a través de las tutorías y prácticas libres.

15. BIBLIOGRAFIA:

DORF.SVOBODA Circuitos eléctricos: Editorial Alfa omega.

BOYLESTAD ROBERT L. Electrónica: Teoría de circuitos. Editorial Prentice hall.

16. INFOGRAFÍA:

http://es.wikipedia.org/wiki/Mult%C3%ADmetro http://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctrica http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_resistencia/

ke_resistencia_6.htm http://www.profesorenlinea.cl/swf/links/frame_top.php?dest=http

%3A//www.profesorenlinea.cl/matematica/Proporcionalidad.htm http://www.ematematicas.net/porcentajes.php?a=1&tp=2


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http://www.profesorenlinea.cl/swf/links/frame_top.php?dest=http%3A//www.profesorenlinea.cl/matematica/Proporcionalidad.htm

http://www.profesorenlinea.cl/swf/links/frame_top.php?dest=http%3A//www.profesorenlinea.cl/matematica/Proporcionalidad.htm

http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_resistencia/ke_resistencia_6.htm

http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_resistencia/ke_resistencia_6.htm

http://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctrica

http://es.wikipedia.org/wiki/Mult%C3%ADmetro

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