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Laboratorio de Análisis deCircuitos Eléctricos I

Informe Práctica No. 1

“Introducción al Laboratorio de

Análisis de Circuitos Eléctricos I”

Integrantes del Equipo 3 sección “B”:

Proesores:

•

!E"#

CONTENIDO

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1. Objetivos 22. Introducción Teórica 23. Procedimiento 54. Diagramas Eléctricos 65. Esquema Físico de la Instalación 7

6. Obtención y Anlisis de !esultados 116.1 "esión Prctica 116.2 "esión #irtual 116.3 $emoria de %lculo 12

7. %onclusiones 138. &ibliogra'ía 14

1. Objetivos

•

Familiari(arse con los dis)ositivos *elementos )asivos+ activos y accesorios, demanera 'ísica utili(ados en los -aboratorios de Anlisis de %ircuitos Eléctricos.• %onocer el equi)o de medición dis)onible en el laboratorio de Anlisis de %ircuitos

Eléctricos I.• /tili(ar correctamente los tableros de cone0ión.• %onocer el )rograma de simulación )or com)utadora que se em)leara durante el

desarrollo de las )rcticas.

2. Introducción Teóric

Para e'ectuar la medición de las )ro)iedades eléctricas+ 1ay una am)lia gama de1erramientas que )ueden llegar a reali(ar con )ericia dic1a 'unción. Entre ellas es )osiblereali(ar una subdivisión res)ecto a la es)eci'icidad de sus 'unciones+ de a1í que ciertoselementos de medición eléctrica se ocu)en de las cargas+ como es el caso de loselectrómetros2 otros se encargan de la corriente eléctrica *los am)erímetros,+ otros de lacorriente per se *el denominado galvanómetro,+ otros de la resistencia *el

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llamado ó1metro,+ otros de la tensión *voltímetro,+ mientras que algunos engloban todo loanteriormente mencionado+ como el caso del multímetro+ de a1í su nombre. Pasemos aldesglose de algunos de estos elementos+ a los que se )ueden agregar el )uente de31eatstone y el oscilosco)io.

El multímetro+ es un instrumento electrónico de medida que combina varias 'unciones en

una sola unidad+ se utili(a )ara medir acciones de los electrones en los com)onenteseléctricos y electrónicos. %on este instrumento se )uede medir la resistencia+ corriente otensión dentro de un circuito eléctrico.

El am)erímetro es un instrumento de medición eléctricadestinado a calcular la intensidad de la corriente+ )ero en elinstante en el que ésta se encuentra en )lena circulación )or elcircuito eléctrico. En cuanto a su con'ormación+ losam)erímetros )oseen un galvanómetro *instrumento sobre elque am)liaremos ms adelante, que+ a su ve(+ tiene una

escala )reviamente graduada en los llamados 4am)erios5+ de a1í surge el nombre delelemento en cuestión.

Actualmente+ los am)erímetros em)lean un conversor analógico6digital )ara cuandodeben reali(ar la medición de la tensión+ siem)re sobre un resistor )or el cual va a circular la corriente+ es decir+ el objeto de medición de este elemento. !es)ecto a la lectura delconversor+ la misma ser leída )or un micro)rocesador.

7ste reali(ar una serie de clculos que luego sern e0)uestos en un dis)lay de n8merosmediante un valor de la corriente que corría )or los circuitos. A1ora bien+ )asemos a

desarrollar cómo debe ser utili(ado este instrumento de medición eléctrica. En )rimeramedida+ )ara que se )ueda e'ectuar correctamente la medida de la intensidad de lacorriente+ el instrumento tiene que ser )uesto en serio+ justamente )ara que la corrientelogre atravesarlo de manera directa.

Para esto+ el am)erímetro debe necesariamente contar con una resistencia internasumamente )eque9a+ justamente )ara que no se genere una notable caída de la tensión.%omo medida )ara evitar dic1a caída se aseguran contar con bobinas de 1ilos resistentesy con la menor cantidad de es)iras )osibles. Otros modelos también cuentan conresistores de valor ín'imo *denominados 4s1unts5,+ que deben colocarse en )aralelo al

devanado+ )ara que no toda la corriente )ase )or él+ sino ms bien solo una )arte./n voltímetro es un instrumento que sirve )ara medir la di'erencia de )otencial entre dos)untos de un circuito eléctrico. Para e'ectuar la medida de la di'erencia de )otencial elvoltímetro 1a de colocarse en )aralelo2 esto es+ en derivación sobre los )untos entre losque tratamos de e'ectuar la medida. Esto nos lleva a que el voltímetro debe )oseer una resistencia interna lo ms alta )osible+ a 'in de que no )rodu(ca un consumoa)reciable+ lo que daría lugar a una medida errónea de la tensión.

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Para ello+ en el caso de instrumentos basados en lose'ectos electromagnéticos de la corriente eléctrica+estarn dotados de bobinas de 1ilo muy 'ino y conmuc1as es)iras+ con lo que con )oca intensidad decorriente a través del a)arato se consigueel momento necesario )ara el des)la(amiento de laaguja indicadora.

En la actualidad e0isten dis)ositivos digitales quereali(an la 'unción del voltímetro )resentando unas características de aislamiento bastanteelevadas em)leando com)lejos circuitos de aislamiento.

/n ó1metro+ O1mnímetro+ u O1mniómetro es un instrumento )ara medir la resistenciaeléctrica.

El dise9o de un ó1mnimetro se com)one de una

)eque9a batería )ara a)licar un voltaje a laresistencia bajo medida+ )ara luego+ medianteun galvanómetro+ medir la corriente que circula através de la resistencia.

-a escala del galvanómetro est calibrada directamente en o1mios+ ya queen a)licación de la ley de O1m+ al ser el voltaje de la batería 'ija+ la intensidad circulante através del galvanómetro sólo va a de)ender del valor de la resistencia bajo medida+ estoes+ a menor resistencia mayor intensidad de corriente y viceversa.

TA&-E!O DE %O:E;I<:

/n tablero eléctrico de cone0ión es una caja o gabinete que contiene los dis)ositivosde cone0ión+ maniobra+ comando+ medición+ )rotección+ alarma y se9ali(ación+ consus cubiertas y so)ortes corres)ondientes+ )ara cum)lir una 'unción es)ecí'ica dentrode un sistema eléctrico. "irven )ara )oder reali(ar circuitos eléctricos y )oder tomar lasmedidas corres)ondientes de él ya que los a)aratos de mediciones se encuentran en lostableros )or lo que es 'cil de )oder medir alguna magnitud que se desee de ese circuitoanteriormente conectado.

P!O=!A$A $/-TI"I$

El )rograma $ultisim )rovee a los educadores+ estudiantes y )ro'esionales con las1erramientas )ara anali(ar el com)ortamiento de los circuitos. -a )lata'orma de so't>areintuitiva y 'cil de usar combina la ca)tura de esquemticos y simulación "PI%E estndar en la industria en un solo entorno integrado. $ultisim abstrae las com)lejidades ydi'icultades de la simulación tradicional basada en sinta0is+ así usted no necesita ser une0)erto en "PI%E )ara simular y anali(ar circuitos. $ultisim est dis)onible en dos

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versiones distintas )ara cum)lir las necesidades de la ense9an(a de los educadores o lasnecesidades de dise9o de los )ro'esionales.

3. !rocedi"iento

#E#I$N E%!E&I'ENT()

?. "e nos )ro)orcionaron una variedad de multímetros+ elementos )asivos+ activos yaccesorios de la )rctica.

@. Identi'icación de cada uno de los elementos )asivos+ activos y accesorios+ así comolas características 'ísicas y eléctricas de ellos.

. Escribir los nombres de los distintos elementos en las 1ojas de cam)o+ cada unodebajo de su imagen.

B. %onocer las 'ormas de cone0ión de un multímetro de)endiendo de la magnitudeléctrica que deseamos medir.

C. Identi'icación de las )artes del multimetro digital &P!E%I"IO:CG+ así comosus es)eci'icaciones técnicas.

H. Identi'icación de las )artes del multimetro digital PE@JGGG?+ así como suses)eci'icaciones técnicas.

J. Identi'icación de las )artes del multimetro digital =!EE:-EED$C?G+ así como suses)eci'icaciones técnicas.

K. Identi'icación de las )artes del multimetro analógico T!IP-ETT G6:A.. %onocer las escalas de medida que com)onen al multimetro analógico T!IP-ETT

G6:A.

!

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?G.Identi'icación de las escalas y alcances del multimetro T!IP-ETT G6:A )ara )oder reali(ar lecturas adecuadas de las magnitudes eléctricas que deseamos conocer.

??. Identi'icación de las )artes que com)onen la 'uente de tensión A;6CG+ así como lasescalas de tensión y am)eraje que manejan.

?@.%rear un circuito con tres resistencias+ conectadas en serie+ a un voltaje de G #%Dcon ?K mA+ medir el voltaje de cada resistencia con el multimetro analógico.

?.%ontestar las 1ojas de cam)o de acuerdo a la tensión o al am)eraje que se)ro)orcionen )ara identi'icar que alcance y escalas debemos de utili(ar.

#E#I$N *I&T+()

?B.&uscar el )rograma multisim en la com)utadora.?C.Iniciar el )rograma multisim.?H.Identi'icar las ubicaciones de los distintos dis)ositivos que con'orman un circuito

eléctrico.?J.!eali(ar los clculos de un circuito serie con una 'uente de BG #%D y dos

resistencias !?L @G M+ !@L G M+ )ara encontrar el voltaje y )otencia de cadaresistencia+ así como el voltaje y )otencia total del circuito.

?K.%rear el circuito eléctrico en multisim con los valores de la 'uente y resistenciascorres)ondientes.

?."imular el )rograma en multisim.@G.%om)robar los resultados teóricos obtenidos con los valores que muestra el

)rograma multisim en su simulación.

4. Di,r"s E-ctricos

Diagrama de circuito reali(ado en sesión )rctica.

"

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Diagrama eléctrico reali(ado en sesión virtual.

5. Es/ue" 0sico de - Inst-ción

$ultímetro Analógico

#

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$ultimetro =!EE:-EE. $ultimetro &.

$ultimetro P Interru)tor un )olo un tiro con )ulsador e

Interru)tor dos )olos dos tiros

$

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Fuente de alimentación de %D de alta )recisión

!esistencia variable desli(able

Inductor o bobina con dos derivaciones. Tablero de cone0iones

%

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!esistencia variable )or )asos

Diagrama 'ísico de un circuito serie

$edición de corriente que circula )or el circuito.

&

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$edición de caída de tensión.

6. Obtención (n-isis de &esu-tdos

6.1 #esión !rctic

#alores Teóricos #alores !eales

&

E*

I(

!

&

E *

I(

!

R1 ?@G ?K G.?C @.J ?@G ?K.GJ G.?CC @.K?

R2 BG H G.?C G. BG H.GC G.?CC G.B

R3 H G. G.?C G.? H G.@ G.?CC G.?B

Errores !elativos Porcentuales& E I !

1'

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R1 GN G.N .N B.GJN

R2 GN G.KN .N B.BBN

R3 GN @.CN .N J.?BN

-os resultados Teóricos son muy semejantes a los medidos en el laboratorio+ lo cual se)uede observar en el bajo error )orcentual. Este error se debe al redondeo utili(ado enlos clculos así como a 'actores 'ísicos los cuales son la variación de la resistencia )or la tem)eratura y el des)reciar la resistencia del conductor al considerarlo 4ideal5. En elcaso del resistor + los errores son ligeramente mayores debido a que su valor deresistencia es muc1o menor y )or ende la caída de tensión que )resenta es mínima locual da como resultado un consumo o )otencia bajos2 al tratarse de valores )eque9os+las décimas y centésimas tienen mayor )eso al calcular el error relativo )orcentual.

6.2 #esión *irtu-

! *M, E *#, I *A, P *3, R

1 BG @B.KBK ?.K B.@G

R2 ?K ?.KGB ?.K ?.GB

R3 ?G G.@ ?.K ?.@J

R4 @B .? ?.K BC.J?

6.3 'e"ori de C-cu-o

Rt

= R1

+ R2

+ R3

Rt =120Ω+40Ω+6Ω=166Ω

I t = E

Rt

= 25V

166Ω=0.15 A

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V R 1= R

1∗ I t = (120Ω ) (0.15 A )=18V

V R 2= R

2∗ I

t =(40Ω) (0.15 A )=6V

V R 3= R

3∗ I

t =(6Ω) (0.15 A )=0.9V

P R1=V R1∗ I t =(18V ) (0.15 A )=2.7W

P R2=V

R2∗ I

t =(6V ) (0.15 A )=0.9W

P R3=V

R3∗ I

t =(0.9V ) (0.15 A )=0.13W

ϵ t =¿Valor teórico−Valor experimental

Valorteórico∨¿100

Tensiones

ϵ t =¿

18V −18.07V

18V ∨¿100=0.3

ϵ t =¿

6V −6.05V

6V ∨¿100=0.8

ϵ t =¿

0.9V −0.923V

0.9V ∨¿100=2.5

%orriente

ϵ t =¿

0.15 A −0.1559 A

0.15 A ∨¿100=3.9

Potencias

ϵ t =¿

2.7W −2.8W

2.7W

∨¿100=4.07

ϵ t =¿

0.9W −0.94W

0.9W ∨¿100=4.44

ϵ t =¿

0.13W −0.14W

0.13W ∨¿100=7.14

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7. ib-io,r9

• E-E%T!I%IDAD serie ?6J A!! $I-EAF

-I$/"A :O!IE=A EDITO!E" P!I$E!A EDI%I<:

• FI"I%A conce)tos y a)licaciones Autor Paul E. Ti))ens ED. $% =!A3 I-- "EPTI$A EDI%I<:

• 1tt)QQ>>>.ni.comQmultisimQesaQ>1atis.1tm

• 1tt)QQ>>>.slides1are.netQE-IRA&ET!Qinstrumentos6de6medicion6electrica

1tt)QQJB.@@G.@GJ.?BCQSenergy'iQdataQ@G??QoctQconale)QrecursosQlibroQQ/soD

eInstrumentosDe$ediciónEléctricaEInstalaciónO)eraciónDe=eneradores

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