Informe Laboratorio Cad

8/10/2019 Informe Laboratorio Cad

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INFORME DE LABORATORIO

RAFAEL CRUZ BOCANEGRA

C. C. 86073951

Tutor Virtual

NELSON HUMBERTO ZAMBRANO CORTES

Tutor presencialMOISES JUAN JIMENEZ MERCADO

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD

ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍAS E INGENIERÍAS

CEAD PARAGUAY, CARTAGENA

CAD PARA ELECTRÓNICA

CARTAGENA

2014



Introducción

La ejecución de la electrónica a través del alcance de los simuladores virtuales nos permiteadentrarnos en la pre construcción de todo en lo que a proyectos de este tipo se refiere.



Objetivos

Objetivo general

Realizar el montaje y comprobar el funcionamiento de varios circuitos con simuladores y hacer elmodelamiento matemático de algunos ejercicios.

Objetivos específicos

Comprobar los valores de voltaje y corriente en un circuito eléctrico mixto.

Calcular el tiempo de carga de un condensador en un circuito RC.

Obtener la respectiva tabla de verdad en un circuito digital con compuertas. Realizar

los cálculos matemáticos para el tiempo de carga en un temporizador. Llevar a cabo el

modelamiento matemático con algunos ejercicios.



Práctica N° 1. Circuitos AC/DC

Objetivos

Reconocer los elementos propios de la simulación por computadora para el diseñode circuitos AC/DC.

Comprobar por medio de mediciones los cálculos matemáticos en la simulación. Medir la desviación de valores entre un circuito simulado y uno implementado.

Materiales

Software de simulación Fuente de voltaje regulada Multímetro Resistencias

Procedimiento

Realizar los cálculos teóricos para el circuito que se presenta en la figura 1. Allí se debe calcularel valor de voltaje de cada resistencia, la corriente total, la caída de voltaje en (a), (b) y (c), y las

corrientes que circulan en R1, R3, R8 y R10.

Figura 1. Circuitomixto

Fuente: Nelson Humberto ZambranoCortes

Las resistencias impares (R1, R3, R5…) tienen un valor de 2,2 k Ω y las resistencias pares(R2, R4, R6…) un valor de 980 Ω. La tensión (B1) del circuito es de 12,5 V.



Resultados

MONTAJE DEL CIRCUITO

GENERACION DE LA GRAFICA CON LOS VOLTAJES DE LAS RESISTENCIAS



CORRIENTES



Los valores para voltajes y corrientes obtenidos en la simulación con pspice, son lossiguientes:

Voltajes:

VR1 = 917.1 mV VR2 = 917.1 mV VR3 = 917.1 mV VR4 =

1.734 V VR5 = 3.893 V VR6 = 1.032 V VR7 = 3.893 V

VR8 = 1.032 V VR9 = 1.577 V VR10 = 486 mV

VR11 = 486 mV

VA = 11.58 V VB = 2.063 V VC =1.032 V

Corrientes:

IR1 = 416.8 μA IR3 = 416.8 ΩA IR8 = 1.053 mA IR10 = 495.9ΩA

IT = 1.769mA



CÁLCULOS TEÓRICOS COMPARADOS CON LA SIMULACIÓN

=

+

+

=

=

+

+

=

1

1=

2

2200ℎ+

1

980ℎ=

1

1+

1

1100ℎ=

1

1=

49 + 55

53900ℎ=

1

1=53900ℎ

104= 1 =

= + + =

= + + =



=

= + = = + =

=

= ∗

+ =

∗

+ =

=

= + = = 2200ohms+ 678ohms= = 2878ohms



6 =3 ∗ 5

3 + 5

= ∗

+ =

=

= + + = = 518ohms+ 5380ohms + 1166ohms =

= 7064ohms



= + = = / = 518ohms+ 5380ohms + 1166ohms =



Voltajes:

VR1 = 917 mV VR2 = 917 mV VR3 = 917 mV VR4 = 1.735

VR5 = 3.894

V VR9 =1.5774 V VA

VR6 = 1.032

V VR10 = 484mV VB =

VR7 = 3.894

V VR11 = 484mV VC =

VR8 = 1.032V

Corrientes:

IR1 = 416.82 μA

IT = 1.77 mA

IR3 = 416.82 ΩA IR8 = 1.053 mA IR10 = 496ΩA

VOLTAJ

CORRIENT

SIMULADO CALCULADO VR

I

917.1 mV 1.769 mA 917 mV 1.77 mAVR

IR

917.1 mV 416.8 μA 917 mV 416.82

VR

IR

917.1 mV 416.8 μA 917 mV 416.82VR

IR

1.734 V 1.053 mA 1.735 V 1.053 mA

VR

IR1

3.893 V 495.9 μA 3.894 V 496 μAVR

1.032 V 1.032 V

VR

3.893 V 3.894 VVR

1.032 V 1.032 V

VR

1.577 V 1.5774 VVR

486 mV 484 mV

VR

486 mV 484 mVV

11.58 V 11.583 V

V

2.063 V 2.0634 VV

1.032 1.032



Práctica N° 2. Circuito RC

Objetivos

Identificar las características teóricas de un circuito RC. Calcular el tiempo de carga del condensador. Comparar los valores teóricos, simulados y los reales.

Materiales

Software de simulación

Fuente de voltaje regulada Multímetro Osciloscopio Resistencias Condensadores Pulsador

DESARROLLO

Con base al circuito de la figura 2, realizar los cálculos, el estudiante elige los valores R1, R2y C1 para un voltaje B1 = 9 voltios. Calcular el valor de la corriente de la fuente de voltaje almomento de cerrar el circuito, calcular el tiempo de carga del condensador C1.



Realizar la simulación y comprobar los valores calculados, modificar los valores de C1 yR2, diligenciar la siguiente tabla con los valores obtenidos de tiempo de carga y corrientedel circuito:

R1 R2 C1 t (s) I (A) 10 k Ω 2 Ω 50 μF 2.31 9.73 x 10- 20 k Ω 2 Ω 40 μF 3.676 4.786 x 10- 30 k Ω 2 Ω 30 μF 4.128 3.09 x 10- 40 k Ω 2 Ω 20 μF 3.694 2.35 x 10- 50 k Ω 2 Ω 10 μF 2.324 1.93 x 10-

Realizar el montaje físico, comprobar los valores calculados de forma teórica. Variar los valoresde C1 y diligenciar una nueva tabla para los valores experimentales, adjuntar imágenes tomadas

del osciloscopio con la carga del condensador.

Valores correspondientes a los 5 tiempos:



Cálculos teóricos:

A continuación, se hace el cálculo teórico para la carga al 99 %, lo cual equivale a cincoconstantes de tiempo, no sobra recordar que una sola constante de tiempo es lo que demora el

condensador para cargar al 63 %, el tiempo de carga dependerá de los valores de resistencia ycapacitancia:

= ∗ + = = ∗ = = . 5s



Error relativo:

En este caso, se tomará el valor del dato simulado como si fuera el verdadero o real, paracompararlo con el teórico:

= −

% =

=. − .

. % = =

−.

. % =

.

.%

= .% = = .%

Cálculo teórico:

= ∗ = = = =



Error relativo:

= −

% =

=. −

. % = =

−.

. %=

.

.%

= .% = = .%

Cálculo teórico:

= ∗ = = = = .

Error relativo:

= −

% =

= − .

% = =

−.

% =

.

%

= .% = = .%



Calculo teorico

= ∗ = = = =

Error relativo:

= −

% =

= −

% = =

−.

% =

.

%

= .% = = .%



Cálculo teórico:

= ∗ = = = = .

Error relativo:

= −

% =

=. − .

. % = =

−.

. % =

.

.%

= .% = = .%



Práctica N° 4. Circuito temporizador

Objetivos

Reconocer el funcionamiento del circuito temporizador. Realizar los cálculos matemáticos para el tiempo de ciclo del temporizador. Comprobar el funcionamiento del circuito. Acoplar la señal para el funcionamiento de un dispositivo de mayor consumo.

Materiales

Software de simulación Fuente de voltaje regulada

Multímetro Osciloscopio Circuito temporizador digital 555 Resistencias Condensadores Transistores Motor DC

Procedimiento Realizar los cálculos matemáticos para el circuito temporizador 555 para un tiempo de cargaalto de 300 ms y un tiempo bajo de 200 ms.

Realizar la simulación por medio de software de diseño, comprobar los tiempos calculados,modificar los valores hasta llegar al máximo tiempo admisible por el circuito integrado.

Figura 4. Circuitotemporizador



Realizar el montaje del circuito temporizador 555, en la salida se debe conectar un motorDC, para ello es preciso el uso de un transistor BJT que permita el paso de la

corriente que necesita el motor .Cálculo del tiempo:

= = = = =

Tiempo de 300 ms:

Cálculo del tiempo:

= = = = =

Tiempo de 200 ms:



Conclusiones

En la primera práctica, se comprueba que los resultados son similares.

En la segunda práctica la diferencia era un poco mas evidente por esta razón se comprueba conel método del análisis de error.

En la cuarta práctica, el ancho del pulso del temporizador depende del tiempo de carga ydescarga del condensador, este mismo tiempo, también depende de los valores que tengan laresistencia (R1) y el condensador (C1) con nodo común conectado al pin 6 del temporizador

555.



Referencias

Monroy, J. O. (2010). CAD para Electrónica. Sogamoso: Universidad Nacional Abierta y aDistancia – UNAD –

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