LABORATORIO DE ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA BÁSICA

CIRCUITOS RESISTIVOS Y LEYES BÁSICAS

INTRODUCCION

Desde que se han creado las diversas leyes

para explicar los fenómenos eléctricos por

parte de académicos, tales como la ley de

Ohm y la ley de Kirchoff, estas leyes han

servido para facilitar el desarrollo de la

ingeniería, de tal manera, que se incluyen

conceptos nuevos como voltaje, corriente y

resistencia entre otros, que sirven para

modelar circuitos eléctricos que

posteriormente serán implementados con

fines prácticos.

Este informe incluye la identificación de los

elementos necesarios para elaborar un

circuito, así como se analiza la forma

correcta de conexión de dichos elementos, y

por otro lado se usan dispositivos de

medición que muestren valores cercanos de

corriente y voltaje a los desarrollados

teóricamente para así comprobar la

veracidad de las leyes elaboradas hace

algunos años.

1. Medición de resistencias y código de

colores

Verificar varios valores de resistencias con el

multímetro, interpretar su código de colores y

realizar las comparaciones, enunciando las

posibles causas de la diferencia.

Fig. 1. Código de colores.

Valores:

Resistencias[kΩ] Multimetro[kΩ]

2.2 ±5% 2.17 2.16 2.18

1 ±5% 0.97 0.97 0.98

3.3±5% 3.13

2.7 ±5% 2.65

4.7 ±5% 4.5 Tabla 1. Valores medidos en las resistencias

Causas en la variación de las medidas de las

resistencias:

El material y el proceso de fabricación de las resistencias influyen en la calidad de estas y por lo mismo su valor.

La precisión y la exactitud en el valor de estas depende de la tolerancia ofrecida por el fabricante, en nuestras resistencias la tolerancia dada es de 5% por lo tanto los valores reales de estas oscilan en un rango por encima y por debajo del valor de estas en un factor de 0.05.

¿Pueden existir resistencias de diferente

tamaño y la misma distribución de colores?

Consultar la razón.

Si pueden existir, la distribución de colores

solo específica el valor de la resistencia en

ohmios, mientras que el tamaño solo influye

en la capacidad para disipar potencia,

mientras más grande sea más potencia

disipa.

2. Resistencias serie y paralelo.

Conecte varias resistencias de valores

similares (del mismo orden de unidades) en

serie y paralelo y compare las lecturas del

multímetro con los valores estimados

teóricamente. Enumere posibles fuentes de

error.

Fig. 2. Montaje utilizado en la protoboard

Fig. 3. Montaje en el protoboard

Requi= 1.6928 [kΩ] (Teórico)

Requi= 1.694 [kΩ] (Experimental)

Fig. 4. Resistencia equivalente medido.

|

|

|

|

Posibles fuentes de error:

Los valores de las resistencias reales varían un poco de los teóricos debido a las tolerancias especificadas por sus fabricantes.

3. Ley de tensiones y corrientes de

Kirchoff (mallas y nodos). Utilizando cada

uno de los montajes mostrados y conectando

el circuito a un valor adecuado de tensión (o

corriente) en la fuente de DC. Verifique las

leyes mencionadas.

Fig.5. Conexión en serie utilizada

Fig.6.Montaje conexión en serie en el protoboard

Fig. 7. Valores obtenidos experimentalmente

Datos Experimentales:

Iexp=2.27 [mA]

Vexp=20.12 [mA]

Datos Teóricos:

Req=8900[Ω]

Vteórica= 20[V]

Porcentajes de error

|

|

Intensidad:

|

|

Voltaje:

|

|

Fig.8. Conexión en paralelo utilizada

Fig.9. Montaje conexión en paralelo en el

protoboard

Fig. 10. Valores obtenidos experimentalmente

R[Ω] Iteor[mA] Iexp[mA] Vteor[V] Vexp[V]

2.2 9.04 9.06 20 19.9

2.7 7.37 7.36 20 20

4.7 4.23 4.31 20 20 Tabla 2 Datos conexión en paralelo

%error Intensidad Voltaje

R1 0.22% 0.5%

R2 0.14% 0%

R3 1.89% 0% Tabla 3 Porcentajes de error.

4. Equivalente de Thévenin

Diseñe y verifique un circuito equivalente que

suministre la misma potencia a la RCarga.

Fig. 11.Circuito utilizado

Fig.12. Valores obtenidos experimentalmente

Fig.13. Intensidad de thevening

Fig. 14. Voltaje de thevening

Fig. 15. Resultados experimentales

Teorico Experimental %error

Vth[V] 13.6 13.62 0.14%

Ith[A] 3.68 3.63 1.35%

Vcarga[V] 2.77 2.85 2.88%

Icarga[A] 2.79 2.87 2.87% Tabla 4 Porcentajes de error.

5. Linealidad y superposición

Determinar las contribuciones individuales de

las fuentes a la tensión y corriente en la

resistencia indicada y luego conectar las dos

fuentes simultáneamente para verificar la

superposición en circuitos lineales. Analizar

la potencia aportada para cada caso y la total

considerando el circuito completo.

Fig.16. Circuito utilizado

Fig.17. Valores experimentales

Fig. 18. Resultados circuito 1

Fig.19. Resultados Circuito 2

Por linealidad y superposición:

Teórico Experimental %Error

Voltaje [V] 11.78 11.9 1.02%

Intensidad[A] 3.67 3.66 0.27%

Tabla 5 Porcentajes de error.

CONCLUSIONES

Las mediciones hechas para cada parámetro de tensión, corriente, y resistencia eléctrica deben efectuarse verificando inicialmente la ubicación correcta de los cables de medición y la posición indicada de la perilla, así mismo la forma en que se disponen los puntos de medición, es decir si se mide corriente abrir el circuito de corriente y poner el dispositivo medidor en serie y no en paralelo con algún elemento ya que probablemente el dispositivo puede sufrir daños.

En el análisis de superposición se verifico de manera eficaz el efecto de las fuentes independientes V1 y V2 sobre la variable de salida, en este caso, la resistencia de 3.3 KΩ donde

como resultado la suma de los aportes individuales de V1 y V2 para el voltaje y la suma de los aportes individuales de corriente.

Se comprobó que un circuito y eléctrico con variedad de componentes se puede sustituir por un circuito equivalente que incluye una fuente de voltaje y una resistencia, y este circuito resultante ejerce el mismo efecto sobre una carga especifica, de tal manera que se facilita el análisis de cualquier otra carga sometida a las mismas condiciones en la conexión.