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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