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PRACTICA DE LABORATORIO Nº 05
FIME Página 1
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA
ELECTRICA
LABORATORIO DE ELECTRICIDAD Y MAQUINAS
ELECTRICAS
CURSO
CATEDRATICO
PRACTICA DE LABORATORIO Nº 05
DATOS PERSONALES DEL ALUMNO
NOTA
FECHA DE PRESENTACION
PRACTICA DE LABORATORIO Nº 05
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I. OBJETIVOS:
Determinar las características de los circuitos eléctricos cuando los elementos
están conectados en serie o en paralelo.
II. FUNDAMENTO TEORICO:
Una fuente de poder.
Una Fuente de voltaje es uno de los instrumentos o equipos de mayor utilidad para
todo estudiante como nosotros. Todos los circuitos y sistemas electrónicos
requieren para su funcionamiento de una fuente de alimentación que suministre
los niveles de voltajes adecuados para su correcto funcionamiento. La mayor parte
trabajan a partir de un voltaje de corriente continua (CC), el cual puede ser
obtenido de dos formas:
1. Utilizando baterías
2. Utilizando una fuente de alimentación
El empleo de baterías ofrece varias ventajas, siendo la más importante su
naturaleza portátil. Sin embargo, puede resultar muy costoso. El empleo de
fuentes de alimentación, por su parte, es en la mayoría de los casos, una mejor
alternativa, ya que convierte el voltaje de CA obtenido de la red pública, que es
una fuente de energía económica y con una capacidad de corriente práctica
ilimitada, en el voltaje de CC apropiado para cada tarea específica.
Protoboard:
El protoboard es un tablero con orificios conectados eléctricamente entre sí,
habitualmente siguiendo patrones de líneas, en el cual se pueden
insertar componentes electrónicos y cables para el armado y prototipo de circuitos
electrónicos y sistemas similares. Está hecho de dos materiales, un aislante,
generalmente un plástico, y un conductor que conecta los diversos orificios entre
sí. Uno de sus usos principales es la creación y comprobación de prototipos de
circuitos electrónicos antes de llegar a la impresión mecánica del circuito en
sistemas de producción comercial.
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Resistores de Carbón
Los resistores de carbón depositado tienen como características principales una
uniformidad de dimensiones, durabilidad, propiedades de aislamiento superiores,
alta inmunidad a influencias externas, bajo nivel de ruido y alta estabilidad debido
a su estrecho coeficiente de temperatura. Debido a la tecnología empleada en su
construcción, es posible obtener valores en un rango bastante amplio de
resistencia (1-10MW) y tolerancias del valor nominal de ± 5 % y hasta ± 2% en
selecciones específicas.
Diodos LED
Los diodos emisores de luz visible son utilizados en grandes cantidades como
indicadores piloto, dispositivos de presentación numérica y dispositivos de
presentación de barras, tanto para aplicaciones domésticas como para equipos
industriales, esto es debido a sus grandes ventajas que son: peso y espacio
insignificantes, precio moderado, y en cierta medida una pequeña inercia, que
permite visualizar no solamente dos estados lógicos sino también fenómenos
cuyas características varían progresivamente.
Sus siglas provienen del inglés (Light Emitting Diode): Led.
Como otros dispositivos de presentación, los Leds pueden proporcionar luz en
color rojo, verde y azul. El material de un Led está compuesto principalmente por
una combinación semiconductora.
El GaP se utiliza en los Leds emisores de luz roja o verde; el Ga As P para los
emisores de luz roja, anaranjada o amarilla y el GaAlAs para los Leds de luz roja.
Para los emisores azules se han estado usando materiales como SiC, GaN, ZnSe
y ZnS.
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Multitester Digital.
Es un instrumento eléctrico portátil para medir directamente magnitudes eléctricas
activas como corrientes y potenciales (tensiones) o pasivas como resistencias,
capacidades y otras. Las medidas pueden realizarse para corriente continua o
alterna y en varios márgenes de medida cada una.
Los hay analógicos y posteriormente se han introducido los digitales cuya función
es la misma (con alguna variante añadida).
Es importante reconocer el medidor de tensión o voltímetro con el cual vamos a
trabajar en la práctica de laboratorio, su marca y el modelo.
III. EQUIPOS, INSTRUMENTOS Y MATERIALES:
Una fuente de poder.
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Un protoboard
Resistores de carbón de varios colores.
Seis diodos LED de color Rojo, Verde y Amarillo.
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Tres resistores de carbón 330 Ω × 1 2⁄ 𝑊
Un Multitester
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IV. PROCEDIMIENTO:
1. Medir con el ohmímetro los valores de los resistores que van a utilizar.
R1=330Ω
R2=2.57Ω
2. Conectar los tres diodos en serie además en serie un resistor de carbón de
330 Ω para evitar que los diodos se quemen.
3. Regular la fuente E a una tensión de 5.18V (valor opcional), medir la
corriente en el circuito, y el valor de la tensión en cada diodo y anótelos en la
tabla #01. Verificar, si se cumple la respectiva suma de tensiones en el
circuito en serie.
𝑉1 = 𝑉𝑅 + 𝑉𝐷1 + 𝑉𝐷2 + 𝑉𝐷3
Tabla #01
𝑉1 = 5.18 𝑉
𝑉1 𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 = 0.0012 + 2.11 𝑉 + 1.54 𝑉 + 1.51 𝑉
𝑉1 𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 = 5.1612 𝑉
R I V
D1 Verde 4.5 µA 2.11 V
D2 Amarillo 4.5 µA 1.54 V
D3 Rojo 4.5 µA 1.51 V
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4. Coloque los LED en paralelo (asegúrense que cada diodo tenga, si es
posible, un resistor de disipación de corriente).
5. Mida los valores de la corriente en cada diodo y anótelo en la tabla #02.
Tabla #02
𝐼𝑇 = 𝐼1 + 𝐼2 + 𝐼3
𝐼𝑇 = 11.4 𝑚𝐴 + 2.75 𝑚𝐴 + 5.9 𝜇𝐴
𝐼𝑇 = 16.56 𝑚𝐴
6. Saque del circuito un LED que sucede con el resto del circuito, ¿Cuál es el
valor de la corriente?
El diodo que se sacó fue el D3; el cual originó que la corriente en circuito
aumentara con respecto al anterior, de tres diodos.
D I V
D1 Rojo 11.4 mA 2.14 V
D2 Amarillo 2.75 mA 2.14 V
D3 Verde 5.90 µA 2.14 V
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V. CUESTIONARIO:
1. ¿Cuál es la máxima corriente que pueden soportar los LED?
Si la corriente aplicada es suficiente para que entre en conducción el diodo
emitirá una cierta cantidad de luz que dependerá de la cantidad de
corriente y la temperatura del LED.
La luminosidad aumentará según aumentemos la intensidad pero habrá
que tener en cuenta la máxima intensidad que soporta el LED.
Antes de insertar un diodo en un montaje tendremos que tener el color del
diodo para saber la caída de tensión parámetro necesario para los cálculos
posteriores:
2. ¿Cómo evitas que el LED no soporte más de la corriente
permitida?
Se le conecta al circuito una resistencia en serie con los diodos LED, la
cual nos permite disminuir la corriente de dichos diodos y así evitar que se
quemen.
Color Caída de
tensión (VLED ) V Intensidad
máxima (ILED ) mA Intensidad
media ( ILED ) mA
Rojo 1.6 20 5 – 10
Verde 2.4 20 5 – 10
Amarillo 2.4 20 5 – 10
Naranja 1.7 20 5 – 10
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3. ¿Se puede hablar de intensidad de corriente sin que exista
voltaje?
No, el voltaje es la fuerza de empuje de los electrones y la corriente es el
flujo de electrones en una sección determinada, si no existe voltaje no se
podría transportar y no habría corriente, realizando la siguiente
comparación es como una manguera, el voltaje seria como la presión del
agua y la corriente seria como el caudal, al no haber voltaje no habría
presión en el agua, por lo tanto el agua no se transportaría y no habría
caudal lo cual implica que habrá corriente.
4. ¿Se puede hablar de voltaje sin que exista intensidad de
corriente?
Si, el voltaje viene a ser el potencial eléctrico que existe entre dos puntos,
este sigue existiendo así el circuito este abierto y por lo tanto no fluya
corriente.
5. ¿Qué pasa si se conecta un instrumento de medida con la
polaridad invertida? Analice los dos casos (instrumentos
analógicos e instrumentos digitales).
Si el instrumento analógico es de bobina móvil esto quiere decir que es un
pequeño motor, la polarización inversa hace que La aguja se mueva en
sentido contrario, lo que podría producir un daño al instrumento, este tipo
de instrumentos miden corriente continua, por supuesto debemos invertir
las puntas de prueba . En los instrumentos digitales, la polarización
invertida se muestra en el display con el signo negativo con ninguna
consecuencia para el instrumento.
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6. ¿Qué es un cortocircuito? Haga un esquema del mismo. He
ilustre con ejemplos casos reales de dicha situación.
Se denomina cortocircuito al fallo en un aparato o línea eléctrica por el cual
la corriente eléctrica pasa directamente del conductor activo
o fase al neutro o tierra en sistemas monofásicos de corriente alterna, entre
dos fases o igual al caso anterior para sistemas polifásicos, o
entre polos opuestos en el caso de corriente continua. Es decir: Es un
defecto de baja impedancia entre dos puntos de potencial diferente y
produce arco eléctrico, esfuerzos electrodinámicos y esfuerzos térmicos.
El cortocircuito se produce normalmente por los fallos en el aislante de
los conductores, cuando estos quedan sumergidos en un medio conductor
como el agua o por contacto accidental entre conductores aéreos por
fuertes vientos o rotura de los apoyos.
Debido a que un cortocircuito puede causar importantes daños en las
instalaciones eléctricas e incluso incendios en edificios, estas instalaciones
están normalmente dotadas de fusibles o interruptores magneto térmicos a
fin de proteger a las personas y los objetos.
Ejemplo:
A un familiar se le ocasionó un cortocircuito en su domicilio ya que contaba
en su instalación domiciliaria con una llave chuchía, comúnmente
denominadas, la cual tenía sus conductores en pésimas condiciones, aun
mas eran de mala calidad. una cierta noche ocurrió algo inesperado, de
pronto comenzó a salir chispa y luego se propició el fuego en la pared
donde estaba la llave chuchía, pero este fuego fue controlado, gracias a lo
vivido se logró hacer una nueva instalación para así poder evitar esos tipos
de accidentes que muchas veces pueden ser mortales.
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7. ¿Qué es un circuito abierto? Haga un esquema del mismo. He
ilustre con ejemplos casos reales de dicha situación.
Es un circuito por el cual no circula ningún tipo de energía ya que al no
estar conectado a ningún conductor y estar interrumpido la corriente no
tiene ningún tipo de flujo
Un circuito abierto es un circuito en el que la fuente de energía existente no
produce una fuerza suficiente para vencer la resistencia del circuito, por lo
que no fluye corriente a través de el. Este efecto se produce a causa de
una resistencia muy grande ya sea una interrupción en el circuito para lo
que se diría que la resistencia es el aire, o una resistencia con un valor
capaz de aislar la corriente en el circuito.
8. ¿Qué sucedería si usted conecta en serie una resistencia muy
grande R1 = 2x104 Ω con una resistencia muy pequeña R2 = 1Ω?
¿Y qué sucedería si se conecta estos dos resistores en
paralelo?
Conectadas en serie la resistencia grande se sumaría con la resistencia
pequeña y alcanzarían un valor aún más grande
𝑅 = 20000 + 1 = 20001Ω = 2.10^4Ω
Al conectarse en paralelo la resistencia total se reduciría
1
𝑅=
1
2(100000)+
1
1
𝑅 = 0.999 = 1Ω
En el caso de las resistencias en serie el Req van a oponer una
gran resistencia al flujo de la corriente.
En el caso de las resistencias en paralelo el Req va oponer un una
mínima resistencia al paso de la corriente.
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9. En el circuito de la figura # 08, determine la tensión del
generador, sabiendo que la tensión entre los resistores de 40kΩ,
es de 20V.
1
Req=
1
40k+
1
40k=
40k x 40k
40k+40k =20k
Analizando la primera malla
V = 50 I1 + 100 I1 +80I1 + 45(I1 + I2)
V = 275 I1 + 45 I2 ………………………………………..(a)
Analizando la segunda malla
V = 100 I2 + 20 I2 +30 I2+ 45 (I2 + I1)
V = 45 I1 + 195 I2 …………………………………………………………………(b)
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Igualando (a) y (b)
275 I1 + 45 I2 = 45 I1 + 195 I2
23 I1 = 15 I2 ………………………………………….(c)
En la Resistencia equivalente:
I2 = V / R
I2 = 20 / 20000 = 0.001 A
Sustituyendo en (c)
23 I1 = 15 I2
I1 =(15*0.001) / 23
I1 = 0.00065 A
Sustituyendo en (a)
V = 275*103 I1 + 45*103 I2
V = 275(0.00065)+ 45(0.001)
V = 224 Voltios
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CONCLUSIONES:
Gracias al laboratorio desarrollado en clase pudimos aclarar nuestras
ideas, ya que con ayuda del docente se logró determinar las características
de los circuitos realizados en práctica comparando los datos obtenidos
experimentalmente.
Se despegaron dudas acerca de las funciones de las resistencias en un
circuito de CC; además se aprendió a reconocer la descripción de un
diodo.
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LINCOGRAFIA:
dagh.files.wordpress.com/2007/09/conversion-delta.doc
http://www.iearobotics.com/personal/ricardo/articulos/diodos_led/index.html
http://es.answers.yahoo.com/question/index?qid=20110710103345AADps
WX
http://es.wikipedia.org/wiki/Cortocircuito
BIBLIOGRAFIA:
G.T.Z : Electrotécnica Elemental.
Marco Sancho : Problemas de electricidad