Medicion Electrica y Leyes de Ciruitos Practica #2

Universidad San Carlos de Guatemala

Facultad de Ingenieria

Laboratorio de Ingenieria Electrica 1

201114396 – Erick Alberto Pérez Ambelis

201213493 – Daniel Alejandro Baeza Castellanos

200413434 – Porfirio López Saquic

Sección: N

Resumen— Esta práctica consistió en armar un circuito con cuatro

resistencias y un regulador. Se determinó el voltaje y la corriente de

manera experimental en cada resistencia mediante un voltímetro y

un amperímetro, luego se comparó con los datos teóricos que se

obtuvieron mediante el el color de las resistencia, la ley de ohm y

algunos métodos como la ley de mallas. Posteriormente se

determinó la potencia en cada resistencia.

I. INTRODUCCION

Un circuito eléctrico es el recorrido por el cual circulan los electrones. Consta de cualquier número de elementos conectados en puntos terminales, ofreciendo la ruta cerrada por la cual pueda fluir la carga. Existen dos tipos de circuitos: Circuitos en Serie y en Paralelo. Los resistores son componentes que se oponen al paso de corriente eléctrica. La cantidad que presenta un resistor al paso de corriente se denomina resistencia y es una característica intrínseca de dispositivo. El rango de valores de resistencia proporcionado por los fabricantes se extiende típicamente desde 0.1Ω a 100MΩ.

II. OBJETIVOS

Objetivo general

Demostrar que las leyes de Kirchhoff y Mallas son válidas

para resolver el circuito al igual que de manera experimental

con un amperímetro y un voltímetro

Objetivo especifico

1. Calcular la potencia, corriente y voltaje en cada una

de las resistencias en el circuito utilizado en la

práctica.

2. Aprender a utilizar los diferentes instrumentos para la

medición de corrientes y voltajes

3. Aprender a distinguir el valor de las resistencias

según sus colores.

III. MARCO TEORICO

Circuito Eléctrico: Un circuito es una red eléctrica

(interconexión de dos o más componentes, tales como

resistencias, inductores, capacitores, fuentes, interruptores y

semiconductores) que contiene al menos una trayectoria

cerrada.

Diferencia Potencial: La diferencia de potencial se define

como el trabajo por unidad de carga ejercido por el campo

eléctrico, sobre una partícula cargada, para moverla de un

lugar a otro. En la vida cotidiana esta se conoce por las

baterías o los tomacorrientes caseros donde comúnmente se

conoce como tensión eléctrica, esta puede ser directa o alterna.

La corriente directa, también conocida como continua, es

aquella cuyas cargas eléctricas fluyen siempre en el mismo

sentido en un circuito eléctrico cerrado, moviéndose del polo

negativo hacia el polo positivo de una fuente. La corriente

alterna es la corriente eléctrica en la que la magnitud y

dirección varían cíclicamente, la forma de la onda

comúnmente usada es la de una onda sinusoidal, puesto que se

consigue una transmisión más eficiente de la energía.

Resistencia: La resistencia eléctrica de un objeto es una

medida de su oposición al paso de corriente. Para una gran

cantidad de materiales y condiciones, la resistencia eléctrica

depende de la corriente eléctrica que pasa a través de un objeto

y de la tensión en los terminales de este. Esto significa que,

dada una temperatura y un material, la resistencia es un valor

que se mantendrá constante. Además, de acuerdo con la ley de

Ohm la resistencia de un material puede definirse como la

razón de la tensión y la corriente, así:

R = V/I

Según sea la magnitud de esta medida, los materiales se

pueden clasificar en conductores, aislantes y semiconductor.

Existen además ciertos materiales en los que, en determinadas

condiciones de temperatura, aparece un fenómeno

denominado superconductividad, en el que el valor de la

resistencia es prácticamente nulo.

.

Las resistencias son fabricados en gran variedad de formas y

tamaños, en las más grandes el valor de la resistencia se

imprime directamente en el cuerpo del mismo pero en los más

pequeños no es posible. Para poder obtener con facilidad el

valor de la resistencia se utiliza el código de colores, sobre las

resistencias se pintan unas bandas de colores, cada color

representa un número que se utiliza para obtener el valor final

de la resistencia. Las dos primeras bandas indican las dos

primeras cifras del valor de la resistencia, la tercera banda

indica cuantos ceros hay que aumentarle el valor anterior para

obtener el valor final de la resistencia. La cuarta banda nos

indica la tolerancia y si hay quinta banda nos indica su

confiabilidad.

Regulador de Voltaje: 78xx es la denominación de una

popular familia de reguladores de tensión positiva. Es un

componente común en muchas fuentes de alimentación.

Tienen tres terminales (voltaje de entrada, masa y voltaje de

salida) y especificaciones similares que sólo difieren en la

tensión de salida suministrada o en la intensidad. La intensidad

máxima depende del código intercalado tras los dos primeros

dígitos.

Por ejemplo, el 7805 entrega 5V de corriente continua. El

encapsulado en el que usualmente se lo utiliza es el TO220,

aunque también se lo encuentra en encapsulados pequeños

de montaje superficial y en encapsulados grandes y metálicos

como el TO3.

La tensión de alimentación debe ser un poco más de 2 voltios

superior a la tensión que entrega el regulador y menor a 35V.

Usualmente, el modelo estándar (TO220) soporta corrientes de

hasta 1 A aunque hay diversos modelos en el mercado con

corrientes que van desde los 0,1A. El dispositivo posee como

protección un limitador de corriente por cortocircuito, y

además, otro limitador por temperatura que puede reducir el

nivel de corriente. Estos integrados son fabricados por

numerosas compañías, entre las que se encuentran Nacional

Semiconductor, Fairchild Semiconductor y ST

Microelectrónicas.

El multímetro: Es el instrumento de medición que ofrece la

posibilidad de medir distintos parámetros eléctricos y

magnitudes en el mismo aparato, las magnitudes más comunes

son las de voltímetro, amperímetro y ohmímetro.

El protoboard o tableta experimental es una

herramienta que nos permite interconectar elementos

electrónicos, ya sean resistencias, capacitores,

semiconductores, etc., sin la necesidad de soldar

componentes, el protoboard está lleno de orificios

metalizados, con contactos de presión, en los cuales

se insertan las componentes del circuito a ensamblar.

El protobard está dividido en 4 secciones, y cada una

de estas se encuentran separadas por un material

aislante los puntos de cada sección están conectados

entre si, las secciones uno y cuatro están formadas

por dos líneas, estas son normalmente utilizados para

conectar la alimentación del circuito. En las secciones

dos y tres se encuentran conectados cinco orificios

verticalmente, formando pequeños nodos

independientes unos de otros.

Conductor: Comúnmente llamado cable; es un hilo de

resistencia despreciable (idealmente cero) que une los

elementos para formar el circuito.

Leyes Fundamentales

Existen unas leyes fundamentales que rigen en cualquier

circuito eléctrico. Estas son:

Ley de Kirchhoff: La suma de las corrientes que entran por

un nodo debe ser igual a la suma de las corrientes que salen

por ese nodo. Ley de tensiones de Kirchhoff: La suma de las

tensiones en un lazo debe ser 0.

Ley de Ohm: La tensión en una resistencia es igual al

producto del valor de dicha resistencia por la corriente que

fluye a través de ella.

Teorema de Norto: Cualquier red que tenga una fuente de

tensión o de corriente y al menos una resistencia es

equivalente a una fuente ideal de corriente en paralelo con una

resistencia.

Teorema de Theveni: Cualquier red que tenga una fuente de

tensión o de corriente y al menos una resistencia es

equivalente a una fuente ideal de tensión en serie con una

resistencia

IV. DESCRIPCION DE LA PRACTICA

A. Materiales a utilizar

1 Regulador LM7805

1 Resistor de 1kΩ

1 Resistor de 1.8kΩ

1 Resistor de 3.3kΩ

1 Resistor de 5.1kΩ

1 Protoboard

1 metro de cable para protoboard

1 corta alambre y pinza

Una batería de 9 voltios con terminal

Multímetro

B. Diagrama experimental

V. RESULTADOS

1. Resolución del circuito por mallas

Nota: procedimiento en la sección de Anexos

2. Tablas de datos medidos en el laboratorio y

cálculos

Tabla

#1

Datos Experimentales

Voltage (V) Corriente (mA) Resistencia (kΩ)

R1 2.0 2.0 1.0

R2 2.97 1.6 1.8

R3 1.17 0.4 3.3

R4 1.79 0.3 5.1

Nota: Los cálculos se encuentran en la sección de Anexos

Tabla

#2

Datos Teoricos

Voltage Teorico (V) Corriente Teorica

(mA)

Resistencia

Teorica (kΩ)

R1 2.01 2.01 1.0

R2 2.975 1.653 1.856

R3 1.168 0.354 2.925

R4 1.806 0.354 5.966

Nota: Los cálculos se encuentran en la sección de Anexos

3. Potencia mínima y máxima en el circuito

respectivamente

VI. DISCUSION DE RESULTADOS

Después de analizar los resultados obtenidos podemos notar

que se cumplen a cabalidad las leyes de Ohm y Kirchhoff,

donde las mediciones obtenidas con el multímetro para el

voltaje y amperaje, son valores aproximados a los obtenidos al

haber resuelto el circuito por medio del método de mayas para

poder obtener el la corriente inicial (usando leyes de

Kirchhoff), con ese valor de corriente procedimos a utilizar la

ley de Ohm y resistencias equivalentes para poder obtener el

voltaje y corriente en cada resistencia. Estos resultados se

muestran en la Tabla 1 y 2. Donde la diferencia en decimales

se puede interpretar como la incerteza de cada una de las

resistencias también la incerteza debido al aparato de medición

y el uso de aproximaciones para los números decimales muy

extensos.

Cabe notar que la primera resistencia coinciden casi

perfectamente la medición con el aparato y el resultado

obtenido por medio de las ecuaciones, pero a medida que se

siguen haciendo los cálculos el error va en aumento llegando

así a la cuarta resistencia donde el error parece ser el máximo.

Esto se debe que a medida que se hacen más cálculos se sigue

arrastrando el error acumulado de los cálculos anteriores pero

con la medición directa no se toma en cuenta este error.

Sabiendo que el voltaje al inicio y al final del circuito es el

mismo, notamos que un factor determinante es el valor de las

resistencias donde al parecer mientras esta aumenta la

corriente se reduce concluyendo así que mientas más alto sea

el valor de la resistencia es menor el número de electrones que

pasa atreves de ella. Además en cuanto a los valores de

potencia mínima y máxima son las resistencias 1 y 4

respectivamente. Podemos notar que los valores varían poco

pero incrementa conforme la resistencia es más grande,

podemos concluir también que mientras más alto sea el valor

de la resistencia mayor será la potencia disipada por esta.

VII. CONCLUSIONES

Para un circuito se cumplen las leyes de Ohm y

Kirchhoff.

Al aumentar la resistencia también aumenta la

potencia.

Mientras más alto sea el valor de la resistencia menor

será la corriente que pasa por esta.

VIII. BIBLIOGAFIA

[1] Seway, Raymond A., Física para ciencia e ingeniería

volumen II sexta edición pág. 127- 130 resistencia y corriente

Fuentes Electrónicas:

1. http://web.frm.utn.edu.ar/medidase2/varios/tester3.pdf, en

línea consultada 22-8-2011

2 .http://web.frm.utn.edu.ar/medidase2/varios/tester3.pdf en

línea. Guatemala 22-8-2011

3. http://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_el%C3%A9ctrico

IX. ANEXOS

1. Resolución del circuito por mallas

Sustituyendo II en I

2. Datos de Tablas 1 y 2 R1

R2

R3

R4

Para R1

Para R2

Para R3

Para R4

3. Calculo Potencias