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ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA
INDUSTRI INGENIARITZA TEKNIKORAKO
TÉCNICA INDUSTRIAL (BILBAO)
UNIBERTSITATE-ESKOLA (BILBO)
Departamento de Ingeniería Eléctrica
Ingeniaritza Elektriko Saila
ALUMNO
P3: CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA II
ASIGNATURA
FUNDAMENTOS DE TECNOLOGÍA
ELÉCTRICA
TITULACIÓN
GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA
INDUSTRIAL Y AUTOMÁTICA
PROFESOR
D. FAUSTINO DE LA BODEGA Y BILBAO
CURSO
CURSO ACADÉMICO
2º
GRUPO
2.013 - 2.014
01
Asignatura: FUNDAMENTOS DE TECNOLOGÍA ELÉCTRICA
Práctica 3: Circuitos de corriente continua II
PRÁCTICA Nº 3:
CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA II
1. FUNDAMENTOS TEÓRICOS.
En esta práctica veremos las resistencias y los condensadores, cómo disipan (las
resistencias) o acumulan (los condensadores) la energía, la forma de determinar su valor
y cómo hacerlos funcionar en la zona de seguridad, para que no se destruyan. Las
resistencias disipan energía en forma de calor; esto puede destruirlas, si no son capaces
de evacuarlo. Los condensadores, por su parte, la almacenan en forma de campo
eléctrico. Finalmente, se hará una medida de la resistencia interna de una batería.
1.1.
Valor de una resistencia. Ley de Ohm.
El valor de una resistencia se puede calcular a partir de la medida de la tensión entre
sus extremos y la intensidad que circula a través de ella. Su definición es una de las
formas de la ley de Ohm y el cálculo de la potencia que disipa es el producto de estas
dos medidas.
1.2.
Valor de una capacidad.
El valor de la capacidad de un condensador se define como la carga que será capaz
de almacenar al someterlo a una diferencia de potencial de 1 Voltio entre sus contactos.
Sin embargo, la medida de cualquiera de los parámetros necesarios para conocerla sólo
es fácil cuando lo conectamos a una fuente de tensión alterna. La energía almacenada se
puede calcular como la mitad del producto de la carga por la tensión entre sus extremos.
1.3.
Zona de seguridad en resistencias y condensadores.
Para hacer trabajar a una resistencia en la zona de seguridad se representa en un
gráfico la función de potencia, con la tensión y la intensidad en sus ejes. El producto de
los dos valores es la potencia, que aparece en el gráfico como una rama de hipérbola.
En el caso de condensadores se hace lo mismo, pero esta vez con la carga y la
tensión en sus ejes. La mitad de su producto es el valor de la energía acumulada, que se
representa también como una rama de hipérbola.
Alumno:
Fecha:
18 de noviembre de 2.013
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Asignatura: FUNDAMENTOS DE TECNOLOGÍA ELÉCTRICA
Práctica 3: Circuitos de corriente continua II
Figura 1. Determinación de la zona de seguridad en resistencias y condensadores.
1.4.
Indicación de los valores de resistencias y condensadores.
Para que se puedan conocer los valores de las resistencias y condensadores, se
establecen unos códigos normalizados (EN 60062 e IEC 63) para marcar los
componentes. En el caso de las resistencias, se marca el valor de las mismas, y en el de
los condensadores, su capacidad; para determinar las condiciones que son capaces de
soportar se recurre a la potencia, en el caso de las resistencias, y la tensión, en el caso de
los condensadores. Para marcar estos valores se usan códigos de colores (sobre todo en
resistencias) o de letras y cifras; para marcar las resistencias se dibujan 2 o 3 bandas de
colores, que indican las cifras significativas de su valor, más otra que establece el
multiplicador del número escrito con las primeras; se añade una más, que indica la
tolerancia en su valor y, opcionalmente, una última, que informará de su coeficiente de
temperatura. El código de letras y cifras consta de una serie de 2 a 4 cifras y una letra,
que hace de coma decimal e indica la unidad o múltiplo/submúltiplo de su valor; una
letra adicional indicará la torelancia, que comienza con valores pequeños para las
primeras letras y aumenta al desplazarse por el abecedario, siendo las últimas (a partir
de la ‘Q’) asimétricas, es decir con posibles variaciones de distinto valor en caso de
presentarse por encima o por debajo del valor nominal.
1.5.
Determinación del valor de la resistencia interna de una
batería.
En el caso de la resistencia de una batería, su medida se hace de forma indirecta, ya
que no se puede aislar de la batería tal resistencia, ya que forma parte de ella. Por ello,
se hace una medida de tensión cuando no circula intensidad a través de la resistencia
(circula una intensidad casi nula, que es la que circula por el voltímetro) y se compara
con una nueva medida con intensidad, que también se mide, de forma que vemos cómo
varía la tensión con el paso de corriente.
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Práctica 3: Circuitos de corriente continua II
2. ESQUEMA DE LOS MONTAJES.
Para la medida de las resistencias se hace un montaje tan simple como la conexión
de una fuente de alimentación a una resistencia, en serie con un amperímetro, para
medir la intensidad que circula por ella; un voltímetro en paralelo mide la tensión en sus
extremos. Ambos instrumentos son de cuadro móvil, ya que estamos trabajando con
corriente continua, y el montaje usado será de larga derivación, ya que los valores de
los componentes que medimos son todos mayores de 100 ohmios y los errores de
medida serán menores que con un montaje de corta derivación, excepto en el caso de la
última resistencia de valor muy bajo.
Figura 2. Circuito de medida de larga derivación
Para medir la resistencia interna de una batería el procedimiento es similar, pero
teniendo en cuenta que no podemos desmontar la resistencia ni conectar una punta de
prueba entre la batería y la misma, por lo que es preciso utilizar un método indirecto de
medida. Hacemos circular una corriente a través de una resistencia externa y medimos
las variaciones de la tensión de la batería debidas a las distintas intensidades que
circulan por la resistencia interna, y sabemos que la variación de tensión es función de
la resistencia interna, conociendo así su valor.
Figura 3. Montaje para medir la resistencia interna de una batería
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Práctica 3: Circuitos de corriente continua II
3. PRESENTACIÓN DE RESULTADOS
El primer ensayo consiste en la observación de la indicación de los valores en
unas resistencias y en unos condensadores, para calcular, según su tolerancia, los
valores máximo y mínimo admisibles en los componentes, y comprobar por medio de la
medida que su valor real se adapta a la indicación.
Tabla 1. Marcas y medidas de resistencias y condensadores.
Vemos cómo en todos los casos se cumple la norma; el valor real está dentro de
los márgenes que se indican en el código de las resistencias. En esta práctica no se
miden las capacidades de los condensadores, por lo que nos limitamos a leer los códigos
marcados en ellos (letras y cifras) y reflejarlo en el informe.
En cuanto a la medida de la resistencia interna de la batería, se miden
sucesivamente las tensiones presentes en sus conectores, primero en vacío y después
con distintas intensidades circulando a través de un circuito.
Tabla 2. Medidas de la batería y resistencia calculada.
4. CONCLUSIONES
Los valores obtenidos en las lecturas de las marcas (de bandas o de letras y
cifras) se corresponden con las medidas efectuadas, pero dejan de manifiesto que los
valores no son exactos, haciendo ver la importancia que tiene la tolerancia indicada por
el fabricante y recordándonos que no debemos olvidar tenerla en cuenta; uno de los
componentes observados indica una tolerancia del 20 %, lo que permite una deriva nada
despreciable en los valores reales que podríamos encontrar al medir.
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Práctica 3: Circuitos de corriente continua II
La medida de la resistencia interna de la batería ofrece un valor no constante,
que aumenta con la intensidad que circula, debido a la naturaleza química de los
procesos que tienen lugar en su interior. Este comportamiento se debe a que en el
interior de una batería se llevan a cabo unos procesos que se interpretan, por
simplificación, como una resistencia que, en realidad, no existe; esta asimilación es
válida para márgenes relativamente pequeños de intensidades, pero se desvirtúa cuando
se aumentan mucho las corrientes exigidas a la betería o debido a su descarga y/o a su
envejecimiento.
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