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UNIVERSIDAD NACIONAL “SAN LUIS GONZAGA” DE ICA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
ESCULA ACADEMICO PROFESIOAL DE INGENIERIA
ELECTRONICA
AÑO DE LA INTEGRACION NACIONAL Y EL RECONOCIMIENTO
DE
NUESTRA DIVERSIDAD
CURSO
: Lab. De Circuitos Eléctricos
DOCENTE
: Ing. Reymundo Calderón Pino
TEMA
: Medición de voltaje (Experiencia I)
ALUMNO
: Valdivia Álvarez, Oscar Arturo
CICLO
: IIIEE 02
SECCION
:2
GRUPO
: “A”
CODIGO
: 20111144B
2012
1
INDICE
Introducción.......................................................................................................................3
Marco Teórico...................................................................................................................4
Voltaje
Resistencia
Asociación de Resistores
Resistores en serie
Resistores en paralelo
Resistores en mixto
Corriente
Potencia
Circuito
Leyes de Kirchhoff:
1ª ley
2ª Ley
Instrumentación.................................................................................................................7
KL-21001
KL-13001
Experiencia........................................................................................................................8
Conclusiones y Bibliografía..............................................................................................9
2
INTRODUCCION
El informe presentado hoy, no es solo para poner de forma objetiva y ordenada la
experiencia llevada a cabo en el laboratorio de circuitos eléctricos, sino también para
ilustrar las ideas principales y enseñar criterios básicos que se aprendieron en esta
experimentación.
Ante todo los respectivos saludos y las gracias debidas por la atención a este informe,
hecho para documentar los hechos dados en esta experiencia.
Al hablar sobre circuitos, específicamente en la electrónica, se hablan de componentes,
conductores, semi y superconductores, circuitos integrados, etc. También sobre sus
relaciones, su instalación, y sus especificaciones, para poder predecir y regular su
función específica y total.
Pero si no se sabe entender sobre el tema, tampoco se entenderá la aplicación. Por lo
tanto se necesita conocer ciertos conceptos y formulas para entender la realidad de la
electrónica, así como la electricidad, y otros temas que ayudan al profesional.
Este informe, contiene un marco teórico que permitirá conocer ciertos conceptos y leyes
básicas para el electrónico, además de una parte experimental, donde también se enseña
ciertos parámetros a la hora de trabajar en circuitos.
Agradezco a dios, a mis padres, a la universidad, y al esfuerzo de mi familia el obtener
estos conocimientos, pero más agradezco el poder compartirlos en este informe.
3
MARCO TEORICO
VOLTAJE: Es la presión eléctrica que origina el flujo de corriente. El voltaje también
se conoce como fuerza electromotriz (abreviadamente fem), o diferencia
de potencial. Todos estos términos se refieren a la misma cosa, es decir, la
fuerza que pone en movimiento a las cargas.
El símbolo para el voltaje es V. El Joule por Coulomb se llama Volt. El
Volt es la unidad básica del voltaje.
RESISTENCIA: Es la dificultad que ofrece un conductor al paso de la corriente;
representa el coeficiente de proporcionalidad entre la ddp (diferencia
de potencial) aplicada y la intensidad.
La comisión electrónica internacional acordó en 1948 reemplazar el
ohmio internacional, creado 40 años antes, por el ohmio absoluto
más fácil de reproducir con precisión ya que se define en función del
voltaje e intensidad.
Se emplean también como unidad de resistencia un múltiplo y un
submúltiplo del ohmio: El megohm=106Ω y el microhm=10-6Ω.
Asociación de Resistores.Fundamentalmente, los resistores pueden conectarse en tres formas diferentes:
1. Conexión en Serie.
2. Conexión en paralelo.
3. Conexión Serie-Paralelo (mixta).
RESISTORES EN SERIE.- Cuando se conectan resistores en serie, estos elementos
quedan asociados en tal forma que semejan una especia de cadena. Por lo que se
refiere a la resistencia total de un circuito de resistores en serie, este valor es igual a
la suma de sus valores de cada elemento. Matemáticamente, para encontrar ese total
debemos aplicarla formula siguiente:
Rt=R1+R2+R3+...+Rn
Siendo n=el enésimo resistor en serie.
En el caso particular de resistores en serie del mismo valor, para encontrar la
resistencia total del circuito, simplemente se aplica la formula siguiente:
Rt=n(R)
n=Numero de resistores conectados en serie.
R=valor ohmico de uno de los resistores.
RESISTORES EN PARALELO.- Cuando se conectan resistores en paralelo, la
resistencia total del circuito disminuye y ésta toma un valor que es menor que la
resistencia de menor valor que exista en el circuito.
Cuando se conectan dos resistores en paralelo, para encontrar la resistencia total, se
debe dividir el producto de las resistencias entre la suma de las mismas, esto es:
Rt= R1.R2
R1+R2
4
Por el contrario, si se conectan más de tres resistores en paralelo, para hallar la
resistencia total del circuito, se debe obtener el inverso de la suma de los inversos de
cada una de las resistencias. Así, por ejemplo, si tenemos tres resistores conectados
en paralelo, debemos usar la formula siguiente:
1
_
Rt = 1 + 1 + 1
R1
R2 R3
RESISTORES EN MIXTO.- Cuando se conectan resistores en mixto, simplemente se
hacen combinaciones de resistores en serie y paralelo. Para encontrar la resistencia
total, realmente no se conoce una regla exclusiva, pues se deben resolver los
circuitos que estén en serie de acuerdo con su formula correspondiente y los que
estén en paralelo se resolverán según su formulismo correspondiente; después de
efectuar estas operaciones, el circuito original se reducirá a un simple circuito de
resistores en serie a uno de resistores en paralelo, circuito del que será—
finalmente—muy simple hallar la resistencia total.
CORRIENTE: Se define como el flujo de cargas que, por unidad de tiempo, atraviesan
un área transversal. Se toma como sentido de la corriente el del flujo de
las cargas positivas. Esta convención fue establecida antes de que se
conociera que los electrones libres, negativamente cargados, son las
partículas que realmente se mueven y producen la corriente en un
alambre conductor. Así pues, los electrones se mueven en sentido
opuesto a la corriente convencional. La unidad de la intensidad es el
amperio.
POTENCIA: A menos que este en un superconductor, una carga que se mueva por un
circuito emite energía. Esa energía puede hacer que el circuito se
caliente, o que haga girar un motor. La rapidez con la que la energía
eléctrica se convierte en otra forma, como energía mecánica, calor o luz,
se llama potencia eléctrica. La potencia eléctrica es igual al producto de
la corriente por el voltaje. Si la corriente se expresa en volts y la
corriente en ampere, la potencia se expresa en watts.
CIRCUITO: Un circuito es una red eléctrica (interconexión de dos o más
componentes, tales como resistencias, inductores, condensadores,
fuentes, interruptores y semiconductores) que contiene al menos una
trayectoria cerrada. Los circuitos que contienen solo fuentes,
componentes lineales (resistores, condensadores, inductores), y
elementos de distribución lineales (líneas de transmisión o cables)
pueden analizarse por métodos algebraicos para determinar su
comportamiento en corriente directa o en corriente alterna. Un circuito
que tiene componentes electrónicos es denominado un circuito
electrónico. Estas redes son generalmente no lineales y requieren diseños
y herramientas de análisis mucho más complejos.
LEYES DE KIRCHHOFF:
1ª ley.- Esta ley también es llamada ley de nodos o primera ley de Kirchhoff y es
común que se use la sigla LCK para referirse a esta ley. La ley de corrientes de
Kirchhoff nos dice que:
5
Esta fórmula es válida también para circuitos complejos:
La ley se basa en el principio de la conservación de la carga donde la carga en
couloumbs es el producto de la corriente en amperios y el tiempo en segundos.
2ª Ley.- Esta ley es llamada también Segunda ley de Kirchhoff, ley de lazos de
Kirchhoff o ley de mallas de Kirchhoff y es común que se use la sigla LVK para
referirse a esta ley.
De igual manera que con la corriente, los voltajes también pueden ser complejos,
así:
Esta ley se basa en la conservación de un campo potencial de energía. Dado una
diferencia de potencial, una carga que ha completado un lazo cerrado no gana o
pierde energía al regresar al potencial inicial.
Esta ley es cierta incluso cuando hay resistencia en el circuito. La validez de esta ley
puede explicarse al considerar que una carga no regresa a su punto de partida,
debido a la disipación de energía. Una carga simplemente terminará en el terminal
negativo, en vez del positivo. Esto significa que toda la energía dada por la
diferencia de potencial ha sido completamente consumida por la resistencia, la cual
la transformará en calor.
6
INSTRUMENTACION
KL 21001: Es un laboratorio de circuitos
electrónicos, específicamente la base para los
demás componentes de trabajo, Contiene una
fuente de alimentación regulada que permite
variar el voltaje de 3 a 18 voltios, además de
una fija con voltajes de +5, +12, -5 y -12
voltios, aparte del GND o tierra. También
contiene un generador de funciones con
reguladores de frecuencia, rango y amplitud.
Además, lleva un equipo de potenciómetros de
1k, 10k, 100k, y 1Megaohmio. Para completar
también porta una fuente de corriente alterna
de 9 o 18 voltios, según su conexión. Se
compone también de un voltímetro y un
amperímetro para corriente alterna y continua.
Como dispositivo de salida lleva un parlante o
speaker.
KL 13001: Es un equipo adjunto que se
compone de componentes básicos en la
electrónica, dispuesto de forma que permiten,
con la correcta explicación y experimentación,
conocerlos detalles de su utilización e
instalación. Incluso combinados permiten ver
diversos usos específicos y combinaciones
prácticas con fines exactos. Aunque se dan
nuevas presentaciones de componentes
electrónicos, e incluso, circuitos integrados
que logran reemplazarlos, aquí se dan las
versiones estándar para circuitos.
7
EXPERIENCIA
En el Laboratorio de circuitos
eléctricos estudiamos sobre el KL
21001 que es una estación de
electricidad
con
fuentes,
potenciómetros, y cosas afines.
Estudiamos en particular sobre las
mediciones de votaje y amperaje en
corriente continua, usando una fuente
de poder fija y un voltímetro, adjuntos
en el KL 21001.
A continuación los detalles:
Al conectar la entrada +5V con el polo
positivo del voltímetro, y GND con el
polo negativo se ve que el medidor de
voltaje da 5 voltios.
Algo análogo pasa si conecto la
entrada +12V al positivo y GND al
negativo, que el voltímetro da 12
voltios.
Si conectamos el positivo a GND y el
negativo a -5V, se dan 5 voltios en el
voltímetro, y si se conecta el polo
positivo a GND y e negativo a -12V,
se daría también 12 voltios en la salida.
Como se ve, aun no se intenta ver si
dará voltaje si conectamos entradas
positivas y entradas negativas de la
fuente.
Para eso, si se conecta el polo positivo
del voltímetro a +5V, y el negativo a 5V, sucede que marcará 10 voltios.
Si conecta el positivo a +12V y el
negativo a -5V, se da que el voltímetro
mide 17V.
8
CONCLUSIONES
1.- El voltaje se da esencialmente en 2 sentidos, podría decirse horario y antihorario,
pero aquí, un sentido es el positivo y otro el negativo.
2.- También se expresa en cantidad, para darle un valor preciso a la hora de analizar el
paso de voltaje exacto por el circuito.
3.- Por tanto, para ver el voltaje real que pasa por un circuito se toman en cuenta el
sentido y la cantidad. Visto de manera más simple, se ve el signo y el número que indica
el voltaje en la fuente, este valor se4 ve en la recta de los enteros, así la distancia entre
ambos puntos es el voltaje dado.
4.- Cuando se mida el voltaje se debe tomar en cuenta el sentido de la corriente. Para
esto el signo positivo, o el neutro en su defecto, debe conectarse al polo positivo del
voltímetro, así el voltaje pasa en el sentido debido para su medida.
BIBLIOGRAFIA
Richard J. Fowler. Electricidad: Principios y Aplicaciones. Editorial Reverté. 1994.
Prof: Jose Luis Galan Garcia. Sistema de Unidades Físicas. Editorial Reverté. 1987.
Paul Allen Tipler, Gene Mosca. Fisica para la ciencia y la Tecnlogia: Electricidad y
magnetismo. Vol 2A. Editorial Reverté. 2005.
Paul G. Hewitt. Fisica conceptual. Novena Edicion. Pearson Education. 2004.
Angel Zetina. Electronica Basica. Primera Edicion. Editorial Limusa. 2004
9