Teoría de Circuitos I Práctica 6°

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I. SELLO DE ASISTENCIA

II. OBJETIVO

El alumno comprobara de forma experimental los métodos para combinar resistencias, para posteriormente comparar sus resultados mediante mediciones analíticas y numéricas realizadas en el laboratorio.

III. MARCO TÉORICO

Circuito serie.

En la combinación de resistencia en serie, también es posible obtener la resistencia equivalente donde las relaciones de corriente, tensión y potencia en el resto del circuito permanecerán invariables (Figura 1 A).

Si se considera la combinación de 3 resistencias (o más), se puede simplificar el circuito obteniendo una sola resistencia equivalente (Figura 1.B) de forma que los parámetros que están en función de las resistencias permanecen equivalentes ante el valor de la Req.

En este contexto, la corriente, tensión y potencia deben tener la misma magnitud antes y después de realizar la equivalencia, de modo que la tensión V es igual a la suma de las tensiones en las resistencias.

V=V R1+V R2+V R3

Mientras que la corriente total circulante es igual a la corriente en cada elemento:

I=IR1=I R2=IR3

Donde la resistencia equivalente se obtiene:

Req=R1+R2+R3

Si se utiliza la ley de Ohm, es posible obtener la corriente total y potencia absorbida y suministrada en el sistema:

I= VReq

Circuito en paralelo.

En el circuito paralelo también existe un parámetro constante, tal es el caso de la tensión nominal entre nodos:

V=V R1=V R2=V R3=V R4

En esa ocasión la sumatoria algebraica define a la intensidad de corriente total que fluye por el sistema (Figura2). Entonces siguiendo la ley de Kirchhoff de corriente, se tiene:

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Morales Sánchez Fernando Adrián, Díaz Osorio Erik IvánCircuito Serie, Paralelo y Mixto

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I t=I 1+ I 2+ I 3+ I 4

Mientras que la resistencia equivalente se puede obtener de la siguiente forma:

Req=1

1R1

+1R2

+1R3

+1R4

El caso especial de sólo 2 resistencias:

Req=R1R2R1+R2

Circuito mixto

El circuito mixto se compone de conexiones en serie y paralelo, donde se respetan las condiciones para cada una de estas conexiones.

IV. MATERIAL Y EQUIPO

Multímetro digital. Resistencias (56 Ω, 68 Ω, 82 Ω (2),

120 Ω (2), 150 Ω, 220 Ω y 330 Ω) a 1 Watt.

Protoboard. Cable para conexión. Fuente CC 0-24 V. Pinzas de Punta. Caimanes para conexión.

V. PROCEDIMIENTOS

1. Arme el circuito 1 en el protoboard. Obtenga el valor de las corrientes del circuito y compruebe analíticamente. Anote los valores en la Tabla 1.

2. Analíticamente genere un circuito equivalente con una resistencia (Circuito 2), posteriormente mida el valor de la corriente y compare la magnitud obtenida con la del circuito 1.

3. Simule los circuitos en un paquete de cómputo y anote los valores obtenidos en las Tablas 1,2.

VI. DESARROLLO EXPERIMENTAL

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Figura 1. Circuito 1, armado y conectado en el

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VI. RESULTADOS OBTENIDOS

Tabla 1: Comparación analítica, numérica y experimental.

Circuito 1Analític

o Numérico Experiment

alIT 26 mA 26.771

mA26 mA

I1 13 mA 13.406 mA

13.1 mA

I2 13 mA 13.365 mA

13.1 mA

I3 6.96 mA

7.33 mA 6.7 mA

I4 5.73 mA

6.036 mA 5.6 mA

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Figura 2. Medición de la Intensidad de corriente

Figura 3. Medición de la Intensidad de corriente 1 y

Figura 4. Medición de la Intensidad de corriente 3 en

Figura 5. Medición de la Intensidad de corriente 4

Figura 1. Demostración Numérica de la Intensidad de corriente Total

Figura 2. Demostración Numérica de la Intensidad de corriente 3 y 4 en el circuito 1.

Figura 3. Demostración Numérica de la Intensidad de corriente 1 y 2 en el circuito 1.

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VII. COMPLEMENTO TEÓRICO

Métodos para la creación de un PCB (Printed Circuit Board)

Diseño.

Diseñaremos nuestra placa con algún programa de diseño de circuitos por ordenador para obtener un resultado profesional.

Impresión

Imprimiremos nuestro diseño con una impresora láser, o fotocopiaremos el mismo en un papel grueso. Se imprimirá con tóner negro y en buena calidad.

Recorte

Recortaremos la fotocopia como se indica en la imagen, de esta forma, podremos pegar los bordes a la placa.

Recorte de la placa

Este es un proceso pesado, laborioso y sucio, ya que el corte de la placa con discos produce mucho polvo que no es conveniente respirar, así que protéjanse de este.

Limpiado de la placa.

Para este proceso nos tomaremos nuestro tiempo, usaremos una lana de acero y la acetona, este proceso debe ser llevado lo mejor posible, ya que si la placa no queda bien limpia nunca fijara el tóner en la misma.

Al terminar de limpiar secaremos la placa con un paño limpio y volveremos a limpiarla sin poner más los dedos sobre el cobre, ya que estos dejan grasa.

La limpieza de la placa solo será efectiva cuando esta quede brillante y con rayones en círculo para que agarre mejor el tóner. Esto se ve en la siguiente imagen.

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Planchado.

Con la plancha a tope de calor, se le aplica a la placa por la cara donde estaba el cobre, NUNCA por la trasera pues no serviría.

Es importante insistir con el calor por toda la placa y con vapor humedeciendo el papel para que no se queme pero sin empaparlo. Si se llegase a empapar, cortar la llave de vapor y dar calor seco unos instantes.

Enfriamiento.

En el instante que se retira la plancha de la placa, después de 1 o 2 minutos de calor intenso, a veces más, se coloca la placa en un recipiente con agua para que el papel no tire (suelte) el tóner hacia arriba al enfriarse y se fije a la placa, esta debe mantenerse en el agua durante unos 5 minutos.

Eliminar el papel.

Después de haber esperado 5 o 10 minutos en el agua, sacamos la placa y vamos frotando con los dedos para quitarle el papel que no nos sirve, intentando quitarlo todo, hasta que quede una capa muy fina de papel que se retira con un cepillo de dientes que ya no tengan en uso.

Cuidado de no partir el tóner que define las pistas. Si pasa eso, se recomienda volver a la fase de limpiado.

Repasar la Placa.

Este es un paso que no se suele llevar a cabo, aunque de ser necesario, debe realizarse. Se recomienda repasar todas las pistas y boquetes que lleve la placa para que al atacarla con el ácido no queden poros y tengan luego que estañar o hacer puentes.

Usen edding 3000 o superior (marcador permanente). Este simple paso, puede ahorrarnos luego mucho trabajo.

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Secado.

Una vez repasadas todas las pistas de la placa con el marcador permanente, se espera un par de minutos para que este fije y seque. Mientras tanto, podemos ir preparando el ácido para atacar la placa.

Preparando el acido

Este es un proceso fácil; para preparar el ácido mezclamos 2 partes de agua fuerte con 4 de agua oxigenada 110 vol. y 1 de agua. Si la mezcla resulta poco corrosiva, añadir agua fuerte y agua oxigenada en mismas proporciones.

Atacando

Esta es la fase en la que debemos estar más atentos, pues si el ácido resultara fuerte podría diluir el tóner. Lo ideal es

que cuando coloques la placa en disolución, el cobre coja un color rojizo y empiece a burbujear.

Enjuague y Limpieza

Una vez se saque la placa del ácido hay que enjuagarla con abundante agua para que el ácido no la sigua comiendo, luego conviene secarla con un trapo limpio. Una vez seca, se empapara el tóner con acetona y se rascara con un cepillo de dientes o con la lana de acero, eliminando así todo el tóner de la placa.

Marcado de Taladros

Con una puntilla fina o punzón y un martillo vamos marcando los orificios donde se taladrara. No consiste en taladrar la placa con la puntilla, solo de hacerle una marquita para que la broca no patine y corte las pistas.

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Taladro de la Placa

Una vez listas las marcas, procederemos a taladrar la placa, para lo cual usaremos un taladro que acepte brocas de 1mm.

Si la broca quedase pequeña y no fuera agarrada por el taladro, pueden colocar un trozo de cinta aislante, pero una mejor solución que se me ocurrió fue, con un trozo de cable rígido fino (del usado en telefonía), ir liando en vueltas muy juntas toda la parte trasera de la broca, una vez liada, la cojo con el tronillo o gato y la lleno de estaño, intentando que quede toda una pieza y solucionado, todavía y después de al menos 10 placas más, la broca no me da ningún problema.

Eliminar Rebabas

Ahora con un trozo de lana de acero se le da a toda la placa por delante y por detrás para evitar pinchazos con los trozos de cobre y procuraremos que quede lisa. Luego la limpiaremos de nuevo con acetona y un trapo limpio.

Soldadura de componentes

Bueno, que deciros de esto, solo que si vais a usar IC's que los montéis sobre zócalos, que mantengáis la punta del soldador limpia, y que vayáis soldando los componentes de los más pequeños (resistencias, transistores, diodos, leds, capacitores, push button, etc.)

Probado de la placa

Ya solo queda probar que todo funciona correctamente, y que el proyecto, cumpla bien su cometido. Ahora solo espero que todo les haya dado buen resultado y que como yo, hayan disfrutado haciendo sus trabajos.

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VIII. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES

Al finalizar la práctica en el laboratorio se comprobó experimentalmente las condiciones que tienen las conexiones en paralelo y serie de las resistencias, por medio del multímetro. Posteriormente estas mediciones obtenidas por el multímetro fueron comparadas con los datos generados por el método analítico al igual las mediciones adquiridas por la simulación del circuito que se realizó en dicha práctica.

IX. REFERENCIAS

[1]http://www.forosdeelectronica.com/tutoriales/circuitos-impresos.htm

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