Estudio del divisor de tension y divisor decorriente

Universidad Nacional de Trujillo-Laboratorio de electronicaPacherrez-Gallardo, Diego ; Valverde-Lara, Miguel

23 de abril de 2015

Resumen

El presente informe abarca el estudio de los divisores de tension y de corriente en uncircuito impreso y su corroboracion teorica con los datos obtenidos experimentalmente.

1. Antecedentes y fundamen-

tacion cientfica

1.1. Tension

La tension electrica en un punto A respectoa otro punto B, tambien denominada dife-rencia de potencial entre A y B, es el tra-bajo que hay que realizar sobre la unidadde carga electrica positiva situada en B pa-ra trasladarla hasta A, venciendo la fuerzaejercida sobre ella por el campo electrico:

vAB = vA vB = BA~E.~dr (1)

La unidad de tension es el voltio(V). Porello, tambien se suele utilizar el terminovoltaje para designar la tension electri-ca.

1.2. Corriente

La intensidad de la corriente electrica quecircula por un conductor es la cantidad decarga electrica que atraviesa la seccion delconductor por unidad de tiempo. Es unamagnitud vectorial puesto que depende delsentido del movimiento de las cargas.

i = dqdt (2)

La unidad de intensidad de corrienteelectrica es el amperio (A).

1.3. Resistencia

La resistencia lineal ideal es un elemento decircuito cuya caracterAstica i-v es una rec-ta que pasa por el origen. Analticamenteesta recta viene dada por la ecuacion:

i = vR (3)

A esta ecuacion se la conoce como ley deOhm: la cada de tension entre los termi-nales de la resistencia es proporcional a lacorriente que la atraviesa.La unidad de resistencia es el ohmio().

1.4. Divisor de tension

Figura 1a.Divisor de tension.

1

Considerese el circuito de la figura 1a. Latension que aparece en los terminales de sa-lida A y B es una fraccion de la tension vg.Por esta razon se denomina a este circuitodivisor de tension. Cuando la corriente desalida por el terminal A es nula (i0 = 0),la tension entre A y B puede calcularse dela siguiente forma:

v0 = iR2 =vg

R1+R2R2= vg

R2R1+R2 (4)

Existe en el mercado un componente de-nominado resistencia variable cuyo smbo-lo esta incluido en la figura 1b. Consiste enuna resistencia que tiene un tercer terminalque hace contacto en un punto intermediode ella. Este punto de contacto puede des-plazarse, a voluntad del usuario, desde unextremo al otro. Denominando Rp a la re-sistencia total entre los terminales a y c, laresistencia entre el terminal b y el c es xRp,y la resistencia entre los terminales a y bes (1-x)Rp. En estas expresiones, x puedevariar entre 0 y 1. El comportamiento delcircuito de la figura 1b es identico al dela 1a sin mas que tomar como R1y R2 lasresistencias (1-x)Rpy xRp. As, a partir de1:

v0 = vgxRp

(1x)Rp+xRp = xvg (5)

Figura 1b.Resistencia variable como

divisor de tension.

1.5. Divisor de corriente

Al circuito de la figura 2a se le denominatambien divisor de corriente. La corrienteig que llega al nudo se divide entre la quecircula por R1 y la que circula por R2. Estaultima corriente, i2, sera v/R2, y teniendoen cuenta que para dos resistencias en pa-ralelo:

ig =vR1

+ vR2 = v[1R1

+ 1R2 ]

resulta:

i1 = igR2

R1+R2

(6)

i2 = igR1

R1+R2

que se puede enunciar diciendo que la co-rriente que circula por una rama es la co-rriente que entra al nudo, dividida por lasuma de las resistencias de las dos ramas,y multiplicada por la resistencia de la otrarama.

2. Objetivos

- Hacer un estudio del divisor de ten-sion y divisor de corriente en un cir-cuito impreso.

- Verifircar tanto teorica como experi-mentalmente si se cumple el metodode divisor de tension y divisor de co-rriente.

2

3. Metodologa y tecnicas de

investigacion

3.1. Instrumentos y materiales

I Instrumentos

Voltmetro. Ampermetro.I Materiales

8 resistencias. Fuente de voltaje. Circuito realizado en la practica an-

terior.

Cautil y soldadura de estano.

3.2. Procedimiento y esquemaexperimental

a) Seleccionamos las cinco menores re-sistencias del circuito impreso ante-riormente, y las conectamos en seriea una fuente de voltaje, como mues-tra la figura, para trabajar el divisorde voltaje.

b) Medimos el voltaje en cada una delas resistencias con el voltmetro.Anotamos los datos obtenidos en unatabla de datos.

c) Ahora seleccionamos las cinco resis-tencias de mayor valor para trabajaren divisor de corriente y las conec-tamos a una diferencia de potencialcomo muestra la figura

d) Procedemos a medir la corriente quecircula por las resistencias 1,2 y 6, yanotamos los datos en una tabla.

4. Datos experimentales

Tabla N1

Para el divisor de tensionVoltaje de de entrada en el circuitoV= 10V

Tabla N2

3

Para el divisor de corrienteVoltaje de la fuente=10,6 V, Intensi-dad de la fuente=4,26mA

Tabla N3

5. Analisis y resultados

I Para el divisor de tension.

V8 =V.R8

R8+R5+R4+R3+R2= (10,6)(390)

4330= 0 95V

V5 =V.R5

R8+R5+R4+R3+R2= (10,6)(1500)

4330= 3,6V

V4 =V.R4

R8+R5+R4+R3+R2= (10,6)(1000)

4330= 2,4V

V3 =V.R3

R8+R5+R4+R3+R2= (10,6)(620)

4330= 1,51V

V2 =V.R2

R8+R5+R4+R3+R2= (10,6)(820)

4330= 2V

I Para el divisor de corriente.

- Para I4 hacemos Req = R1+R2 y porestar en paralelo

Req =R1R2R1+R2

= 628

Entonces

I4 =IReq

Req+R4= 1,64mA

La intensidad es

Ieq =IR4

Req+R4= 2,6mA

Luego

I1 =IeqR2R1+R2

= 0,6mA

I2 =IeqR1R1+R2

= 1,99mA

I Para el divisor de tensiones

Tabla N4

I Para el divisor de corriente

Tabla N4

6. Conclusiones

En el circuito divisor de Tension elvoltaje no pierde su magnitud totalen el recorrido del circuito cerrado.

Debido a que el error obtenido osci-la entre 1 y 6 tanto para la tensioncomo para la corriente ( es muy pe-queno), se puede decir que los resul-tados obtenidos fueron bastante sa-tisfactorios.

Referencias

[1] Prat Vinas, Luis: Circuitos y dis-positivos electronicos-Fundamentos de

electronica

Hecho en LATEX

4