INSTITUTO TECNOLOGICO DE TIJUANAINGENieRÍA EN NANOTECNOLOGÍA
Topicos de ingenieria 1
circuitos electronicos
Practica de laboratorio #1
profesor: ing. jorge carlos rios
alumnos: gARCIA oLAIZ GEMA Danira
Contreras bernabe enrique
24 DE febrero de 2011
Objetivo
Familiarizarse con el instrumento de medición más utilizado en circuitos electrónicos, el multímetro digital y con base a la experimentación de esta práctica se entenderán los conceptos de voltajes y corrientes de un circuito, obteniendo sus valores a través del instrumento de medición y deduciendo como se obtienen estos valores en los circuitos realizados.
Ley de Ohm
Esta ley establece:
Basada en el trabajo de Georg Simon Ohm, la Ley de Ohm es una de las tres leyes fundamentales del estudio de la electrónica, en compañía de las leyes de Kirchhoff del voltaje y de la corriente. Estas tres leyes conforman el marco dentro del cual el resto de la electrónica se establece. Es importante notar que estas leyes no se aplican en todas las condiciones, pero definitivamente se aplican con gran precisión en alambres los cuales son usados para conectar entre sí la mayor parte de las partes electrónicas dentro de un circuito. Aunque las partes individuales pueden o no ser analizadas por la ley de Ohm, sus relaciones con el circuito pueden serlo.
El enunciado actual de la Ley de Ohm es:
La corriente que fluye a través de un conductor es proporcional a la fuerza electromotriz aplicada entre sus extremos, teniendo en cuenta que la temperatura y demás condiciones se mantengan constantes.
Hay que tener en cuenta que no se menciona la resistencia, sino que simplemente éste es el nombre dado a la (constante de) proporcionalidad involucrada.
Algo importante que se obtiene de esta definición es
- En un circuito pasivo, la corriente es el resultado del voltaje aplicado; y
- Existen efectos térmicos definitivos en la resistencia (o la resistencia efectiva) en los conductores.
La ley de Ohm es lineal y por lo tanto asume su linealidad en la parte electrónica. Es fácil pensar en términos de una ecuación de línea y =mx considerando la resistencia como la constante m, la corriente como la variable x, y el voltaje como la variable dependiente y. De esta manera se establece una relación de proporcionalidad entre el voltaje y la corriente.
Por supuesto, la Ley de Ohm puede ser reorganizada de tres maneras válidas y equivalentes.
Se define un circuito serie como aquel circuito en el que la corriente eléctrica solo tiene un solo camino para llegar al punto de partida, sin importar los elementos intermedios. En el caso concreto de solo arreglos de resistencias la corriente eléctrica es la misma en todos los puntos del circuito.
Donde Ii es la corriente en la resistencia Ri, V el voltaje de la fuente. Aquí observamos que en general:
Se define un circuito paralelo como aquel circuito en el que la corriente eléctrica se bifurca en cada nodo. Su característica más importante es el hecho de que el potencial en cada elemento del circuito tiene la misma diferencia de potencial.
Desarrollo
1.- De acuerdo al código de colores, seleccione tres resistencias de 1 K Ohm y mida el valor de cada una de ellas utilizando el multímetro. Obtenga sus conclusiones.
2.- Apriete fuertemente con la punta de los dedos de cada mano las puntas del multímetro y mida la resistencia de su cuerpo. Considerando que una corriente de 100 a 200 mA a través del corazón puede matar a una persona, ¿qué voltaje de corriente directa aplicado sobre sus manos puede resultar mortal? (Recuerde que V=RI)
3.- La tensión de 120 V AC que se obtiene de las tomas caseras, ¿Se refiere a voltaje RMS, promedio, pico, o pico a pico? ¿El multímetro despliega lectura RMS; promedio, pico, o pico a pico? Verifique en forma práctica con una de las tomas del laboratorio utilizando el multímetro.
Ley de ohm:
4.- Arme el siguiente circuito de la figura 1. La fuente de tensión es de 10 V, los valores de R1 y R2 escogerlos diferentes pro equipo.
Figura 1. Circuito eléctrico resistivo alimentado por una fuente de DC.
• Se armó un circuito en serie el cual tenía una fuente de voltaje de 10V y dos resistencias elegidas al azar.
• Se quitó la fuente de voltaje y se mido con el multímetro la resistencia equivalente del circuito.
• Se midió el voltaje y la corriente en las resistencias al haber sido conectada la fuente de alimentación.
5)
· En el circuito anterior, se cambió el tipo de circuito de ser un circuito en serie a ser un circuito en paralelo
· Se volvió a quitar la fuente de alimentación y se midieron la resistencia equivalente, así como el voltaje y la corriente en cada una de las resistencias.
6)
· Se armó un circuito eléctrico el cual está en serie y en paralelo (un circuito mixto) el cual constaba de 1 fuente de poder de 9V y 6 resistencias de 0.22kΩ, 0.45kΩ, 0.03kΩ, 0.33kΩ, y 0.22kΩ.
· Se desconectó la fuente de poder y se midió la resistencia equivalente
· Se conectó la fuente de poder y se midió el voltaje y la corriente en cada una de las resistencias.
Valores de los componentes.
V1= 9V
R1=218 Ω
R2=0.46 K Ω
R3=0.52 K Ω
R4=218 Ω
R5=326 Ω
Figura 2. Circuito resistivo serie-paralelo.
Resultados
1.- café, negro, rojo y dorado
1° resistencia= 0.996 Ω
2° resistencia=0.984 Ω
3° resistencia= 1.006 Ω
Se obtienen valores ligeramente diferentes con la medición del multímetro y con la tabla de código de colores, esto porque se tiene al final de cada resistencia una banda de color dorado que indica un más menos 10% de tolerancia en cuanto al valor que ofrece con el código de colores.
2.- Resistencia de Gema =0.7 M Ω
Resistencia de Enrique =5 M Ω
Voltaje que puede ser mortal para Gema
V=RI
V=(0.7M Ω)(100mA)= 70 KV
Voltaje que puede ser mortal para Enrique
V=(5M Ω)(100mA)= 500 KV
3.-
La toma del laboratorio da un valor de 120.1 V.
4.- Resistencias utilizadas R1= 210K Ω, R2= 2.20M Ω
a) Resistencia equivalente vista desde la fuente = 2.380 M Ω
b) Voltajes medidos V1=0.87 V, V2=8.95 V
Corriente medida I1=4.2 µ A
c) Se puede verificar que las resistencias conectadas en seria nos dan un valor de aproximadamente el valor esperado de la suma de las resistencias, de las cuales se obtuvo el valor con el código de colores. También pudimos determinar que la suma de los voltajes V1 y V2 es igual al valor de la fuente que es 10V.
5.- a)Resistencia equivalente vista desde la fuente = 192 K Ω
b) corrientes a través de la R1= 46.2 µA R2= 4.96 µA
Voltaje medido en cada resistencia V1 = V2 = 9.82 V
Suma de corrientes medidas en R1 y en R2 = 46.2 µA + 4.96 µA = 51.16 µA
Corriente calculada = V/Req= 10 V/191.7 KΩ=52.16 µA
La corriente varia por 1 µA, de la calculada a la real.
6.- a) Req medida= 0.598 KΩ
Req calculada=592.72 Ω
La resistencia medida y la calculada apenas varían, son muy parecidas.
b) Corrientes a través de cada resistencia medidas
R1= 15.2 mA
R2= 7.88 mA
R3= 7.12 mA
R4= 2.2 mA
R5= 2.76 mA
Corrientes a través de cada resistencia calculadas
R1= 15.13 mA
R2= 8 mA
R3= 7 mA
R4= 1.99 mA
R5= 2.95 mA
Voltajes a través de cada resistencia medidos
R1= 3.33 V
R2= 3.68 V
R3= 3.68 V
R4= 0.65 V
R5= 0.65 V
Voltajes a través de cada resistencia calculados
R1= 3.12 V
R2= 3.54 V
R3= 3.54V
R4= 0.72 V
R5= 0.72 V
Conclusiones
En esta práctica pudimos comprobar la ley de ohm, y también pudimos observar que existe una variación entre los valores que podemos calcular contra los valores reales. Estas variaciones en cuanto a las mediciones las atribuimos tanto a las tolerancias de cada una de las resistencias como a las resistencias internas de la fuente, así como la resistencia que puede presentar las conexiones utilizadas.
Nos parece que el uso del multímetro requiere de más práctica.
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