ANLISIS DE CIRCUITOS D.C. - COMPONENTE PRCTICO

PRESENTADO POR:RAUL ALZATE GOMEZ CDIGO 1115069076

ARMANDO ERAZOGIANCARLO MEJIAJHON JAIRO BERRIO GONZALEZ CDIGO. 94400044GRUPO 201418_45

LADY JOHANNA SANCHEZ CODIGO: 1116232837GRUPO:201418_140

LUIS HUMBERTO MORALES GONZLEZ CODIGO: 6115356LUIS ARMANDO ERAZO LASSO CODIGO: 15813115TUTOR:JOAN SEBASTIAN BUSTOS (sebastiao_82@hotmail.com)GRUPO:201418_9

TUTORJOSE AUDBERTO TORRES

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA anlisis y circuitos en dc

PRCTICAS DE LABORATORIO

ACTIVIDAD 1: CARACTERSTICAS DE LAS RESISTENCIAS ELECTRICAS

OBJETIVO:

Calcular tericamente y verificar experimentalmente el comportamiento real de un circuito resistivo dado (serie, paralelo o mixto (escalera) , empleando en lo posible diferentes tipos de resistores comerciales y combinando su conexin, para analizar y determinar sus caractersticas de respuesta. Determinar tericamente el valor de resistencias. Identificar otra clase de resistencias. Establecer la tolerancia en una resistencia MATERIALES Y EQUIPO:

Multmetro anlogo y Digital (puntas de prueba). Protoboard y alambres (cal # 24 o 26). 10 Resistencias diferentes de 100 a 100k. (1/4 W). Foto celda Resistencias de igual valor. Fuente DC. O una batera de 9 voltios con su conector Herramienta bsica: pelacables, alicates, cortafro, etc.

PREINFORME

LABORATORIO #1UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIACEAD PALMIRA2013

PROCEDIMIENTO

PRIMERA PARTE:

Elija 4 resistencias (mnimo), mida cada una por separado y escriba los valores en forma de lista; con ellas dibuje tres circuitos resistivos (diseados segn su criterio), calcule las resistencias parciales y totales segn se requiera. Realice cada montaje en el protoboard e indique, si es serie, paralelo o mixto; tome la medida de las resistencias parciales o totales, empleando el Ohmetro (A / D). Liste los valores y comprelos con los obtenidos tericamente; si existe diferencia, calcule el porcentaje de error:Resistencia

Valor (K)Valor MedidoTolerancia

R11.21.25

R221.95

R3109.855

R4109.855

En la figura anterior se observa que es un circuito serie, las cuatro resistencias se suman y se obtiene la resistencia equivalente.RT= R1+R2+R3+R4= 1.2k+2K+10k+10k= 23.2kCircuito serie paralelo.

En el circuito de la figura anterior se observa un circuito serie paralelo.Clculo de R total:R1+R2 + R3//R4= 1.2k+2k+ 10k*10k/20k = 3.2k+5k= 8.2k Circuito paralelo serie

Clculo de R total:R1//R2+R3+R4= 1.2k*2k/1.2k+2k+10k+10k= 0.75k+20k=20.75k

CUATRO CIRCUITOS DIFERENTES MEDICION DE VOLTAJE

CIRCUITO 1 (EN SERIE)

CIRCUITO 2 (SERIE PARALELO)

CIRCUITO 3 (PARALELO SERIE)

PORCENTAJE DE ERRORES

CIRCUITO 1 %E = [(23.2-22.8)/23.2]*100 = 1.72%

CIRCUITO 2%E = [(8.2-8.025)/8.2]*100=2.13%

CIRCUITO 1%E = [(20.75-20.43)/20.75]*100 =1.54%

Analice y explique la causa de las diferencias y saque sus conclusiones.

Conclusiones: Se observa que el circuito 1 que fue tomado como un circuito en serie para todas las resistencias, la perdida medianamente significativa de la resistencia R3 y R4 se pierde poco. Para el circuito 2, que fue tomado con un circuito en serie-paralelo donde el paralelo es R3 || R4, se observa que utilizando esta tcnica se pierde una gran cantidad de resistencia. En el circuito 3 que fue tomado con paralelo-serie donde el paralelo es R1 || R2 se observa que la prdida fue menor que en el circuito 2, ya que la medicin de la resistencia 1 y 2 tuvieron poco error de medicin.

SEGUNDA PARTE:

Tome ahora una foto celda colquela cerca de la luz y mida su resistencia.

ValorMedido = 740ohm

Ahora coloque la fotorresistencia en el lugar de poca luz realice nuevamente la medicin entre sus terminales.

ValorMedido = 42K

PREGUNTAS ACTIVIDAD 1

1. Qu papel desempea el valor de tolerancia, dado por el fabricante?

Valor hmico y tolerancia de las resistenciasEl valor hmico de las resistencias, es decir, la oposicin que ofrecen al paso de la corriente elctrica, no tiene relacin alguna con el tamao fsico, sino con los materiales utilizados para la fabricacin del componente. Por lo tanto, una resistencia de 47 puede tener el mismo tamao de una de 47 K, por la simple razn de poseer la misma potencia de disipacin nominal, o incluso ser ms grande de tamao, debido a poseer una potencia de disipacin nominal mayor. En la prctica resulta imposible la fabricacin de resistencias cuyos valores hmicos cubran todos los posibles. Los fabricantes han adoptado una serie de valores determinados, los cuales siguen una progresin definida matemticamente. Esta serie de valores fue confeccionada durante los aos 40 por la E.I.A (Asociacin de Industrias Electrnicas de EE.UU). Para lo cual se tuvieron en cuenta las inevitables tolerancias de fabricacin de los componentes, de tal forma que coincidiera la mxima tolerancia de un determinado valor con la mnima del siguiente, debido a que todo proceso de fabricacin debe prever un pequeo de tolerancia en el proceso de un producto acabado. Si se supone que se estn fabricando resistencias de 150 , pero debido a las tolerancias del proceso de fabricacin, se obtienen resistencias cuyos valores no son exactamente de 150 , sino valores prximos a este. As nos encontramos con dos valores: uno terico de 150 y otros reales que estn alrededor de los 150 . La diferencia entre ambos valores se le llama desviacin absoluta. Si una resistencia tiene un valor de 147 y su valor terico, el que se quiere obtener, es de 150 , la desviacin absoluta ser:

150 - 147 = 3

En lugar de desviacin absoluta, en ocasiones es preferible utilizar el concepto de desviacin relativa, la cual se obtiene con la frmula:

La tolerancia de una resistencia es la mxima desviacin, normalmente relativa, admisible en ella. Por esto, si una resistencia tiene una desviacin relativa que sobrepasa el valor de la tolerancia, esa resistencia no se considera aceptable. Si se suponemos, que al comprobar o medir el valor de una resistencia obtenemos 154.5 , siendo su valor terico de 150 . En este ejemplo la desviacin relativa ser:

Si la tolerancia de fabricacin es del 5 %, la resistencia de nuestro ejemplo es vlida, puesto que el 3 % de desviacin es inferior al 5 %. Claro, no suceder lo mismo si la tolerancia de fabricacin admitida es del slo el 1 %, entonces la resistencia deber desecharse por mala. La tolerancia dar un valor real a la resistencia superior o inferior al valor al valor expresado por el cdigo de colores, por este motivo se indica siempre con . Por ejemplo, al tener una resistencia de 560 con una tolerancia de 5 %, el valor real de esta resistencia estar comprendido entre:

y

Es decir, que si la resistencia posee un valor real entre 532 y 588 , esta est dentro de los mrgenes de tolerancia. En la tabla 1.2 se podrn ver los valores normalizados de resistencias. En la parte superior de cada columna de la mencionada tabla se ha puesto la letra E y un nmero. Esta letra y su nmero definen la tolerancia de todos los valores indicados debajo de ella. Las tolerancias correspondientes a cada columna se expresan de manera siguiente:

Tabla 1.2

As en la columna E24 de la tabla 1.2 todos los valores de esta columna corresponden a una relacin de tolerancia de 5 %. Si las necesidades del circuito permiten una tolerancia del 10 %, se puede pasar con menos valores: partiendo de la columna E24, se deja uno de cada dos valores y as resulta la columna E12. De igual manera se obtiene la columna E6. Posiblemente se preguntar qu ocurre con los valores de resistencias elevadas, ya que las columnas E de la tabla estn compuestas de nmeros formados por una unidad y uno o dos decimales. Bien, la obtencin de los dems valores de resistencia se realiza multiplicando estos valores bsicos por 10, 100, 1000, etc. As del valor bsico 6.8 resultan los valores derivados 68 , 680 , 6.8 K, 680 K, etc. En los circuitos electrnicos para radio y televisin se utiliza resistencias de las columnas E12 y E24, debido debidos a los porcentajes de tolerancia ( 10 % y 5 % respectivamente) evitndose as el encarecimiento de estos equipos. En circuitos de precisin como los aparatos de medicin, donde lo ms importante no es el precio sino la calidad, se utilizan resistencias de precisin con tolerancias del 1 %, e incluso menos.

La tolerancia es un parmetro que expresa el error mximo sobre el valor hmico nominal con que ha sido fabricado un determinado resistor.

2. Qu valores de tolerancia poseen las resistencias comerciales?

Son del 5% dorado y 10% plateadoHay tolerancias del 1 por mil, del 1 %, 5 %, 10 % y 20%

3. En qu caso su valor es crtico?

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 y10 % 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

4. Qu factor determina el tamao de una resistencia en un circuito?

Valor nominal: Es el valor en Ohms que posee. Este valor puede venir impreso o en cdigo de colores.Tolerancia: Es el error mximo con el que se fabrica la resistencia. Esta tolerancia puede ser de +-5% y +-10%, por lo general. Potencia mxima: Es la mayor potencia que ser capaz de disipar sin quemarse.

5. Mencione por lo menos diez tipos de resistencias fijas y variables que ofrece el mercado electrnico e identifique por medio de imgenes las ms usadas.

Resistencias Fijas:Son las que presentan un valor hmico que no podemos modificar.

Bobinados: Resistores bobinados de potencia y Resistores bobinados de presin.No bobinados: Resistencias aglomeradas o de precisin, resistencias de capa de carbn por depsitos, resistores piro lticos, resistencias decapa metlica, resistencias de pelcula fotograbada y resistencias de pelcula gruesa vermet.

Resistencias Variables:Son las que presentan un valor hmico que nosotros podemos variar modificando la posicin de un contacto deslizante. Resistencias ajustables Resistencia variable (Potencimetro)

6. De acuerdo a las medidas tomadas anteriormente en la SEGUNDA PARTE Cmo cree que es el comportamiento de la foto celda?La foto celda es una resistencia que varia su valor dependiendo de la luz, a menor interaccin con la luz su resistividad aumenta, a mayor interaccin con la luz su resistividad disminuye.Un foto celda produce cierta cantidad de voltaje que almacena al incidir luz sobre ella, depende de la intensidad lumnica

7. Es posible considerar la foto celda como un sensor? Por qu?

Si, ya que presenta una propiedad conocida como efecto fotoelctrico, que hace que absorban fotones de luz y emitan electrones. Cuando se captura a estos electrones libres emitidos, el resultado es una corriente elctrica que puede ser utilizada como energa para alimentar circuitos. Esta misma energa se puede utilizar, obviamente, para producir la deteccin y medicin de la luz.

8. Cmo influye en un circuito si colocamos un cortocircuito en paralelo con una resistencia?

Al cortocircuitar una resistencia deja de circular corriente por esta y vara la corriente y el voltaje del circuito.

9. En el momento de hacer una eleccin de resistencia qu se debe tener en cuenta?

Primero el valor hmico que se requiere dependiendo de la necesidad y tambin la potencia de disipacin requerido para que soporte del trabajo.

10. El rango de tolerancia de qu manera influye en el comportamiento de una resistencia.La tolerancia determina que tan preciso es el valor de dicha resistencia.Si tienes una resistencia 2k = 2000 ohmios y la tolerancia es de 10%, entonces tendrs un rango de1900 a 2100 ohmios, este porcentaje te ser indicado en la ltima banda de color dibujada en la resistencia

MEDIR Y CALCULAR VOLTAJES DC. CON MUTMETRO A / D.

PROCEDIMIENTO 1. Monte en el protoboard cada uno de los siguiente circuitos usando valores de resistencias que usted elija, en los diagramas asigne un valor de orden numrico a cada una de las resistencias (R1, R2, R3,.......). Coloque el Multmetro en la escala de voltaje y proceda a medir el voltaje en cada uno de los elementos que hacen parte del circuito, luego mida los voltajes en cada nodo, asigne como nodo referencia el que usted quiera. En la Figura 2.3 encontrar claramente cmo debe conectar el Multmetro para hacer una medida de voltaje.

FIGURA 2.1

Figura 2.2

Figura2.3

2. Use para las mediciones el Multmetro digital, anlogo, en una tabla anote los diferentes valores obtenidos. Comprelos y concluya.

3. Tericamente halle los valore ya previamente medidos, si encuentra alguna diferencia, a qu cree que se deba? , calcule el porcentaje de error. Puede ser a la precisin de la herramienta de medicin y a la tolerancia de las resistencias.

4. Luego mida con el Multmetro anlogo y digital cada una de las resistencias que emple en cada uno de los circuitos montados. Compare estos valores con los tericos (el cdigo de colores)

5. Vare el valor de la fuente de voltaje entre 0 y nueve voltios en rangos de 1.5 Vol. (para ello la fuente de 9v se sustituye por bateras de 1.5 v en serie, segn se necesite, hgalo slo en un circuito el que usted elija).

2.1.

2.1.2

2.1.3

2.2

6. Mida el voltaje presente en cada nodo. Tabule estos valores

FIGURA 2.1 R(#)RESISTENCIAS VOLTAJE 15V

R11 k 13.73V

R2100 1.26V

R3740 817.1mV

R4560 172.37mV

R58 k 273.6 mV

R61 k 273.6mV

R7560 445.9 mV

FIGURA 2.2 R(#)RESISTENCIAS VOLTAJE 15V

R11 k 8V

R2100 679.5mV

R3340 2.32V

R4500 4V

R5540 650.2mV

R62 k 2.35V

R7200 29.2mV

7. Qu sucede cuando, el valor de la fuente de voltaje se acerca a cero? Los valores en los nodos tambin lo hacen

COMPROBACIN DE CONCEPTOS

1. Cul segn usted es la diferencia que hace ms confiable las medidas tomadas en un Multmetro digital comparado con uno anlogo? El multimetro digital te da la cifra ms exacta con los decimales mientras que en el anlogo puede haber falla por hacer el clculo a la vista de la aguja

2. Cmo influye a la hora de tomar una medida la impedancia del instrumento? Segn sea la magnitud de esta oposicin presentada a la circulacin de corriente varia la medicin

3. Cmo definira usted sensibilidad, precisin? Precisin es el grado de exactitud que tiene un instrumento al hacer la medida, o dicho de otra manera, cual es el margen de error que tiene un instrumento. Sensibilidad de un instrumento de medida corresponde a cuan sensible es a los cambios y que tan rpido los logra detectar

4. Responda: Porqu la seal en el osciloscopio es lineal? Qu pasa si la perilla del osciloscopio esta en A.C.? Porque la grafica lineal permite ver el cambio en el tiempoSi la perilla esta en AC se centra la lnea para medir voltajes positivos y negativos es decir sin seal se ve una lnea

5. Qu ocurre cuando conectamos el Multmetro en serie para medir voltaje? Medira la totalidad del voltaje de entrada del circuito sea la de la fuente ya que la que vara es la corriente con las resistencias no el voltaje

ACTIVIDAD SEIS: LEY DE OHM.

OBJETIVO: Basado en el principio que establece: la intensidad de corriente que circula por un conductor (resistencia), es directamente proporcional al voltaje aplicado en sus extremos, demostrar experimentalmente la Ley de Ohm. (I=V/R). Analizar el comportamiento de un diodo led en un circuito. Establecer la relacin existente entre voltaje, resistencia y corriente

MATERIALES Y EQUIPO: Multmetro Digital / Anlogo. Fuente regulada de voltaje D.C. Protoboard y alambres conectores. Resistencias varias ( tres de cada una) (1k