proyecto final del banco de resistencias

Instrumentacin elctrica Informe final del banco de Resistencias - Nombre: Luis Quispe

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Informe Final del Banco de Resistencias

Nombre: Luis Quispe

OBJETIVO GENERAL:

- Familiarizarse con el uso de los diferentes materiales que se usan en la

elaboracin de un circuito elctrico as como las diferentes herramientas

necesarias para la verificacin de su correcto funcionamiento, adems del

funcionamiento de elementos bsicos usados en cualquier dispositivo elctrico.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

- El correcto manejo del protoboard para el montaje de prueba de un circuito

elctrico.

- Determinar el comportamiento de elementos electrnicos como son las

resistencias y sus diferentes configuraciones: serie y paralelo para la

conformacin de un banco de resistencias experimental.

- Verificar las propiedades de un montaje de resistencias en configuracin serie y

paralelo y sus diferentes aplicaciones.

- Familiarizarse con el uso de herramientas necesarias para la simulacin de un

determinado circuito elctrico, en este caso el uso del software libre para

simulacin de circuitos QUCS.

MARCO TERICO:

EL PROTOBOAR:

El protoboard es un recurso con el que los estudiantes puede implementar

proyectos electrnicos para verificar su funcionamiento y hacer los ajustes

necesarios hasta ponerlo a punto sin daar los componentes y dispositivos

electrnicos (debido a ya que no se necesitamos soldar o recortar los elementos).

La palabra protoboard nos sugiere la idea de un "tablero de montajes de

prototipos", algunos lo asocian a un "tablero de con mltiples posibilidades de

conexiones"


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El protoboard en su aspecto externo tiene una superficie o soporte de plstico

lleno de perforaciones ordenadas en filas y columnas, como una matriz que da

mltiples posibilidades de forma de conexin. Al interior de cada orificio hay a

unas tiras metlicas flexibles de berilio-cobre, (recubiertas con un antioxidante de

plata-nquel). Cada tira o lamina va entrelazando grupos de cinco perforaciones,

en posicin vertical, que conformas las columnas, ya sea superiores o inferiores,

Las columnas superiores van separadas de las columnas inferiores por una

ranura o "canal central" que asla o separa elctricamente dichas columnas.

Estas columnas van codificadas con nmeros y letras para las filas.

Tanto en la parte extrema superior como inferior, el protoboard lleva una pieza

longitudinal desmontable, ya que poseen unas uas o pestaas que se

complementan con el "bloque principal" del protoboard.

Estas dos piezas longitudinales extremas se llaman "Buses", superior e inferior.

Cada bus est formado en su interior por cuatro tiras metlicas, paralelas de dos

en dos, separadas elctricamente (como marca de separacin lleva una "W").


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RESISTENCIA ELCTRICA:

Resistencia elctrica es la propiedad que tienen los cuerpos de oponerse en cierto grado

al paso de la corriente elctrica. En funcin del valor de esta propiedad, los materiales se

clasifican en conductores, semiconductores o aislantes:

Conductores: Son los elementos que presentan una oposicin muy pequea al paso de

los electrones a travs de ellos; es decir, presentan una resistencia elctrica muy baja.

Como ejemplo de buenos conductores elctricos podemos nombrar a los metales.

Semiconductores: Son un grupo de elementos, o compuestos, que tienen la

particularidad de que bajo ciertas condiciones, se comportan como conductores. Cuando

estas condiciones no se dan, se comportan como aislantes. Como ejemplo podemos

nombrar al germanio, al silicio, al arseniuro de galio...

Aislantes: Son los materiales o elementos que no permiten el paso de los electrones a

travs de ellos. Como ejemplo podemos nombrar a los plsticos.

La resistencia de un conductor depende de la longitud del mismo (l), de su seccin (s) y

del material con el que est fabricado, mediante la siguiente expresin:

Dnde: R = resistencia. r = resistividad. L = longitud. s = Seccin.

Unidades:

La unidad de la resistencia elctrica es el ohmio, que se representa por la letra griega

(omega). El ohmio se define como la resistencia que opone al paso de corriente elctrica,

una columna de mercurio de 106'3 centmetros de longitud y 1 milmetro de seccin.

Los mltiplos del W son el kilo-ohmio (KW) que equivale 1.000 W, y el mega-ohmio (MW)

que equivale a 1.000 KW, es decir a 1.000.000 W.

1. Configuracin Serie:

Un circuito en serie es una configuracin de conexin en la que los bornes o terminales

de los dispositivos (generadores, resistencias, condensadores, interruptores, entre otros)

se conectan secuencialmente. La terminal de salida de un dispositivo se conecta a la

terminal de entrada del dispositivo siguiente.

2. Configuracin Paralelo:

El circuito elctrico en paralelo es una conexin donde los puertos de entrada de todos

los dispositivos (generadores, resistencias, condensadores, etc.) conectados coincidan

entre s, lo mismo que sus terminales de salida.


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QUCS:

Quite Universal Circuit Simulator (Qucs) es un simulador de circuito integrado, lo que

significa que es capaz de configurar un circuito con una interfaz grfica de usuario (GUI) y

simular circuitos con grandes y pequeas seales. Despus de que la simulacin ha

terminado, puede ver los resultados de la simulacin en una pgina de presentacin.

Qucs es un software libre.

En la actualidad, la aplicacin presenta las siguientes funcionalidades: anlisis AC,

anlisis DC, anlisis transigente, anlisis de ruido AC, entre otras. Adems, ya es posible

efectuar algunas simulaciones mixtas, entre componentes anlogos y digitales. Todo lo

anterior de forma grfica y asistida.

Finalmente, vale decir que el cdigo de Qucs est implementado en el lenguaje de

programacin C++, con todas las ventajas que esto acarrea desde el punto de vista de

evolucin del software.


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1. Descripcin del funcionamiento de su diseo

Rango: 1 M hasta 5 M con intervalos de 25K

Valor =1 M

Para este valor todos los switch se encuentran cerrados para cortocircuitar a la resitencia y queda

libre el valor minimo

Valor =5 M

Para este valor todos los switch se encuentran abiertos para que cada resitencia quede libre y se

sumen en serie el cual nos da el valor maximo.


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Para los siguientes ejemplos se tomaron 3 valores albitrarios del rango de valores dados.

Valor = 2450000

Para este valor estan abiertos el S50k, S100k, S100k, 200k, 1M y se suman en serie junto con la

resistencia que siempre esta activa R1.

Valor = 4275000

Para este valor estan abiertos el S25k, S50k, 200k, 1M, 2M y se suman en serie junto con la

resistencia que siempre esta activa R1 igual a 1M


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Valor = 4075000

Para este valor estan abiertos el S25k, S50k, 1M, 2M y se suman en serie junto con la resistencia

que siempre esta activa R1 igual a 1M

2. Esquemtico realizado en el QUC's


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3. Fotografa de la implementacin

4. Tabla de medidas realizadas

5. Clculo del error terico y el prctico


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6. Para 2 valores de resistencia configuradas en el banco de resistencias,

tome varias medidas de la resistencia y encuentre la dispersin y la varianza,

justifique el nmero de muestras tomadas


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Justificacin del nmero de muestras


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Para calcular el tamao de la muestra suele utilizarse la siguiente frmula:

Dnde: n = el tamao de la muestra. N = tamao de la poblacin. Solamente se toman como datos 5 valores de medicin, debido a que el equipo

que se utiliza para las mediciones tiene el mismo valor, aun si se toman 10

valores ya que el aparato de medicin solo tiene 2 cifras significativas de

exactitud.

= Desviacin estndar de la poblacin que, generalmente cuando no se tiene su valor, suele utilizarse un valor constante de 0,5. Z = Valor obtenido mediante niveles de confianza. Es un valor constante que, si no se tiene su valor, se lo toma en relacin al 95% de confianza equivale a 1,96 (como ms usual) o en relacin al 99% de confianza equivale 2,58, valor que queda a criterio del investigador. e = Lmite aceptable de error muestral que, generalmente cuando no se tiene su valor, suele utilizarse un valor que vara entre el 1% (0,01) y 9% (0,09), valor que en el proyecto es calculado con el error relativo.

7. Conclusiones y recomendaciones

CONCLUSIONES:

- Se debe tener cuidado al momento de montar un circuito para pruebas en el

Protoboard ya que puede conllevar a errores de conexin y por lo tanto que el

circuito no funcione de la manera esperada.

- Es importante tener en cuenta que se debe manejar de forma aceptable el

programa de simulaciones QUCS para la implementacin de un determinado

proyecto.

- En los datos de las simulaciones se tiene valores ideales y por lo tanto los datos

obtenidos son tambin ideales lo que da como resultado tambin valores ideales.

- Los valores obtenidos en las diferentes mediciones de pruebas se encuentran en

los rangos de error previstos para cada elemento usado en el circuito, es decir,

estn dentro de los parmetros de tolerancia de 10 % de error.

- Los valores de varianza y dispersin son nulos debido a que se obtuvo la misma

lectura durante el proceso de medicin, esto puede ser debido como ya se dijo, a

que el aparato de medicin solo tiene dos cifras significativas.


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- Mientras menos valores de cifras significativas tenga un instrumento de medicin,

los valores de error tienden a cero debido a errores sistemticos como

consecuencia de la calibracin del instrumento de medida o a condiciones no

apropiadas de experimentacin que afectan el funcionamiento del circuito.

- Tambin se pueden tener errores accidentales, como en este caso, debido a

limitaciones especificas del observador o de estimacin.

RECOMENDACIONES.

- Se debe tener en cuenta que el multmetro a medir deba estar en buenas

condiciones y con batera cargada ya que puede ocasionar variaciones en las

medidas y con eso no tener exactitud y el valor de los errores sean mayores.

- Realizar las diferentes lecturas con aparatos de medida lo ms exactos posibles

para evitar errores del tipo sistemtico o accidental.

- Familiarizarse con las diferentes herramientas para la elaboracin de este

proyecto, as como el uso del simulador de circuitos QUCS para obtener valores

aproximados a los que se obtendr en una determinada prctica.

- No se recomienda el uso de elementos con porcentajes de error diferentes ya que

no se podr saber si la medicin est dentro de los paramentos aceptables para

poder dar como vlidos dichas lecturas.

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