Guia Electricos 1

LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I

Autor: Ing. Fernando Lpez 11

Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica

LABORATORIO N 1

RECONOCIMIENTO DE EQUIPOS Y COMPONENTES

OBJETIVO: Mediante esta experiencia introductoria, se pretende que el Sr.

alumno se familiarice con los componentes bsicos a utilizar en todos sus

practicas programadas (incluido Protoboard).

As como tambin se le va adiestrar en el manejo de equipos (Osciloscopio,

generador de funcin, fuente de poder DC) y en el manejo de instrumentos

analticos y digitales (Multimetro).

CDIGO DE COLORES.

Color Dgito Factor

Multiplicador Tolerancia

Negro 0 1

Marrn 1 10

Rojo 2 102

Naranja 3 103

Amarillo 4 104

Verde 5 105

Azul 6 106

Violeta 7 107

Gris 8 108

Blanco 9 109

Oro 5 %

Plata 10 %

Sin Color 20 %




Ejemplo: Lectura de una resistencia por cdigo de colores.

Resistencia R = Abx10C + 5% = 04x102 + 10% = 400 + 5%.

MATERIALES

- Multimetro Digital.

- Protoboard.

- Fuente de poder DC.

- 06 Resistencias (1K a 10K).

- 02 condensadores

- Potencimetro 5K.




PROCEDIMIENTO

- Medicin de c/u de las resistencias aplicando

cdigo de colores.

ELEMENTO VALOR NOMINAL

(colores) VALOR MEDIDO

% Error

R1

R2

R3

R4

R5

R6

P

C1

C2

Para calcular el porcentaje de error utilizamos la formula siguiente:

Valor Nominal - Valor medido% 100Valor Nominal

Error =

1. Armar el circuito N 1.




Completar la tabla con las siguientes mediciones:

a. Colocar el multimetro en paralelo a cada elemento y medir la tensin en

cada uno de ellos.

b. Colocar el multimetro en serie a cada elemento y medir la corriente en

cada uno de ellos.

c. Determinar la potencia en cada elemento.

2. Armar circuito N2

ELEMENTO VALOR (K) VOLTAJE(V) INTENSIDAD(mA) POTENCIA(mW)

R1

R2

R3

R4

P

E




- Realizar los mismos pasos que el circuito N 1 y completar la tabla

adjunta


- Realizar los mismos pasos que el circuito N 1 y completar la tabla

adjunta

ELEMENTO VALOR VOLTAJE (V) CORRIENTE(ma) POTENCIA(mw)

R1

R2

ELEMENTO VALOR VOLTAJE(v) INTENSIDAD(mA) POTENCIA(mW)

R1

R2

R3

R4

P

E




R3

R4

P

E

CUESTIONARIO:

1. Adquirir manuales de laboratorio y citar

Caractersticas Tcnicas de:

- Osciloscopio.

- Fuente de Poder DC.

- Generador de Funcin.

- Multimetro.

2. Citar funcionamiento, operatividad, manejo y precauciones de los equipos e

instrumentos a utilizar en sus experiencias.

3. Recurra a INTERNET y adjunte informacin actualizada de equipos e

instrumentos (reales y virtuales).

4. Observaciones y Conclusiones.

5. Bibliografa actualizada.




LABORATORIO N 2

LAS LEYES SAGRADAS DE KIRCHOOFF

OBJETIVO: Mediante esta experiencia, se pretende que el alumno compruebe y

verifique en todos sus experimentos, las 02 Leyes de Kirchooff.

FUNDAMENTO TERICO

Se aplica en la conservacin de energa cintica en cada circuito con rgimen

estacionario. Quiere decir, no incrementa ni pierde corriente en el nodo.

Nodo o nudo: punto en el CKTO donde convergen dos mas Conductores.

Malla: trayectoria o lazo cerrado, formado por nodos y Ramas topolgicas.

1Ley: EN TODO NODO LA SUMA DE INTENSIDADES DE CORRIENTES

ELECTRICAS QUE ENTRAN AL NUDO ES IGUAL A LA SUMA DE CORRIENTES

ELCTRICAS QUE SALEN DEL MISMO. 0n od o

i =

2 Ley: EN TODA TRAYECTORIA CERRADA DENTRO DE UNA RED ELCTRICA LA

SUMA ALGEBRAICA DE TENSIONES ELCTRICAS DE LOS ELEMENTOS ES IGUAL A

CERO.

0lazo

V =




MATERIALES.

- 02 Fuentes de Tensin

- 01 Multmetro Digital


- Potencimetros (5K y 10K).

- 01 Diodo Led

- Cables conectores (cocodrilo).

- Protoboard.

PROCEDIMIENTO

1. Armar CKTO N1




- Variar el potenciometro hasta obtener el 50% de su valor.

- Medir con Multmetro el voltaje, corriente en c/u de los elementos

- Determinar potencia en c/u de los elementos del circuito.

- Completar la tabla adjunta


ELEMENTO VALOR (k) VOLTAJE(V) CORIENTE(I) POTENCIA(mW)

R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

R8

E1

E2

P




- Medir con Multmetro el voltaje y corriente en c/u de los elementos


- Completar la tabla adjunta.


R1

R2

R3

R4

R5

R6

E1

E2

El circuito N 2 es serie o paralelo?

3. Armar Circuito N3




- Medir con Multmetro el voltaje y corriente en c/u de los elementos


- Completar la tabla adjunta

Se cumple la ley de kirchhoff?

CUESTIONARIO


R1

R2

R3

R4

P1

P2

E1

E2




1. En el circuito N 1 verificar en cada malla la Segunda Ley de Kirchooff.

2. En el circuito N 2 verificar en cada nodo la Primera Ley de Kirchooff.

3. Simular c/u de los Circuitos empleados en la

experiencia.

4. Resuelva tericamente c/u de los circuitos experimentados, en forma

analtica y contraste con los valores medidos.

5. Las leyes de Kirchooff se aplican en toda clase de Redes Lineales o no

lineales? Justifique su respuesta

7. Plantee ecuacin de las leyes de Kirchooff en el circuito RL-C (Serie-

Paralelo), excitacin por una fuente Variable en el tiempo.



LABORATORIO N 3

DIVISORES DE TENSION Y DE CORRIENTE




OBJETIVO: Mediante esta experiencia, se pretende que el alumno reconozca

circuitos serie y paralelos, excitados por fuentes de alimentacin.

Luego, en los circuitos serie, aplicar el concepto de divisores de voltaje para

determinar tensin en cualquier elemento del circuito. Y en los circuitos

paralelos, aplicar el concepto de divisor de corriente, para determinar

intensidades en cualquier elemento de circuito a tratar.

FUNDAMENTO TEORICO

Divisor de Tensin

Se aplica solo a CKTO SERIE.

Divisor de Corriente Se aplica solo a CKTOS PARALELOS.

V1 = E R1_ R1+R2

V2 = E R2_ R1+R2

I1 = I 1/R1__ I1 = I __R2___ 1/R1 + 1/R2 (R1 + R2)

I2 = I 1/R2__ I2 = I __R1___ 1/R1 + 1/R2 (R1 + R2)




MATERIALES

- Protoboard.

- 02 Fuente de poder DC.

- 01 Multmetro Digital.

- Potencimetro (10 k).

- 6 Resistencias (1 K a 10 K).

- 4 Diodos Led

- Cables Conectores (cocodrilo).

PROCEDIMIENTO

1. Armar CKTO N1 (DIVISOR DE TENSION)




a. Colocar el voltimetro entre R5 y R6, varie el potencimetro al 50% y

anotar el valor mostrado.

b. Completar la tabla midiendo voltaje, corriente y determinar la

potencia.

c. Apagar la fuente y medir el valor que marca el potencimetro en los

lados a y b.




2. Armar circuito N2 (DIVISOR DE CORRIENTE)


R1

R2

R3

R4

R5

R6

P1

E1

E2

V

a

b




a. Completar la tabla adjunta midiendo el voltaje, la corriente y determinar la

potencia en c/u de las resistencias.

ELEMENTO VALOR (k) VOLTAJE(V) CORRIENTE(mA) POTENCIA(W)

R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

E1

E2




2. Armar CKTO N3

a. Completar la tabla adjunta midiendo el voltaje, la corriente y determinar la

potencia en c/u de las resistencias.

ELEMENTO VALOR VOLTAJE(V) CORRIENTE(mA) POTENCIA(W)

R1

R2

R3

R4

R5

R6

D1

D2

D3

D4

E1

E2

Se cumple divisor de tensin o corriente?




CUESTIONARIO

1. Simular c/u de los circuitos empleados en la experiencia.

2. Resuelva tericamente c/u de los circuitos de la experiencia.

3. Es posible aplicar divisor de corriente o voltaje en un circuito con diodos?

4. D aplicacin prctica de divisor de voltaje y de corriente.

5. Qu es efecto de carga? Explique.


LABORATORIO N 4

TRANSFORMACIN TRINGULO ESTRELLA VICEVERSA OBJETIVOS:

Demostrar experimentalmente la transformacin Triangulo a Estrella y

viceversa.

Mostrar ciertas aplicaciones de estas transformaciones.

FUNDAMENTO TEORICO:

DE TRIANGULO A ESTRELLA ( a Y):

Mediante los dipolos equivalentes obtenemos lo siguiente:




1 3

1 2 3

R RXR R R

=

+ + 2 3

1 2 3

R RYR R R

=

+ + 1 2

1 2 3

R RZR R R

=

+ +

DE ESTRELLA A TRIANGULO (Y a ):

1 2 2 3 1 3

1

R R R R R RXR

+ += ,

1 2 2 3 1 3

2

R R R R R RYR

+ += ,

1 2 2 3 1 3

3

R R R R R RZR

+ +=

MATERIAL Y EQUIPO:

- 1 Fuente de Voltaje




- 1 Multitester

- 14 Resistencias

- 7 Condensadores sin polaridad

- 1 Protoboard

- Cables Slidos

PROCEDIMIENTO:

1. Armar Circuito N1.

a. Medir Resistencias, voltajes, intensidad y hallar la potencia de cada

elemento, Llenar la tabla adjunta.

Elementos Valor (k) Voltaje (v) Intensidad (mA) Potencia

(mW)

R0

R1

R2

R3

R4

R5

R6

E1




b. Desconectar la fuente y hallar el Resistencia equivalente.

Req.=__________

c. Determinar de forma indirecta la resistencia equivalente, tomando en

cuenta los valores medidos.

2. Armar circuito N 2.

a. Considerando el cubo simtrico (R iguales), Llenar la tabla.

ELEMENTO Valor

(k) Voltaje (V) Corriente (mA) Potencia (W)

R0 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9




R10 R11 R12 R13 E1

b. Determinar de forma indirecta la resistencia equivalente, tomando en


3. Armar el circuito N 3 escalera.

a. Considere un circuito escalera simtrico (R1= R2; R3 = R4...), Llenar la

tabla.




b. Determinar de forma indirecta la resistencia equivalente, tomando en


4. Armar el circuito N 4. (Opcional)

ELEMENTO

Valor

(K) Voltaje

(V) Corriente

(mA) Potencia

(W)

R0

R0

R0

R0

R0

R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

R8

R9

R10

E1




a. Completar la tabla adjunta.

Elemento

Valor (uF)

Voltaje (V)

Intensidad (mA)

Potencia (mW)

Energa (J)

C1

C2

C3

C4

C5

C6

C7

C8

E1

CUESTIONARIO

2. En el circuito N 4 hacer la transformacin delta- estrella.

3. Resuelva tericamente c/u de los circuitos experimentados.




4. Contraste en los valores medidos con los valores calculados de cada uno de

los circuitos experimentados.

5. Observaciones y conclusiones.

LABORATORIO N 5

PUENTE WHEATSTONE




OBJETIVO: Mediante esta experiencia, se pretende que el alumno reconozca y

le d importancia a los Puentes Wheatstone, ampliamente utilizado en la

carrera profesional (alarmas, sensores, otros).

MATERIALES

- Multmetro Digital

- Protoboard.

- Fuente de poder DC.


- 1 Potencimetros.

- 1 Diodo Led.

- Cables conectores.

FUNDAMENTO TERICO

El Puente Wheatstone es un circuito especial formado por 05 resistencias

dispuestas de tal forma que los puntos centrales tienen el mismo potencial (Va

y Vb).

La rama central R0 convierte en RINCE (se puede retirar o reemplazar por un

corto circuito).

Segn el Grfico:




Ecuacin de Equilibrio del Puente Wheatstone:

R1R4 = R3R2

Entonces: IR0 = 0 y V R0 = 0, Por lo tanto R0 puede tomar cualquier valor(0, ,

etc.).

PROCEDIMIENTO

1. Armar Circuito N 1




Completar la tabla adjunta con las siguientes mediciones:

- Medir con el Multmetro cada una de las resistencias.

- Ajustar el potencimetro hasta alcanzar el equilibrio en los Puentes

Wheatstone.

- Medir voltajes, corrientes y determinar la potencia en cada uno de los

elementos del Circuito.

Elementos Valor (k) Voltaje (v) Intensidad (mA) Potencia

(mW)

R1

R2

R3

R4

R5

P

E1

2. Armar el circuito N 2:




Completar la tabla adjunta con las siguientes mediciones:

- Medir con el Multmetro cada una de las resistencias.

- Ajustar el potencimetro hasta alcanzar el equilibrio en los Puentes

Wheatstone.

- Medir voltajes, corrientes y determinar la potencia en cada uno de los

elementos del Circuito.

Elementos Valor (k) Voltaje (V) Intensidad (mA) Potencia

(mW)

R1

R2




R3

R4

R5

R0

P

E1

E2

3. Armar el Circuito N 3

a. Ajustar el potencimetro hasta alcanzar el equilibrio en los Puentes

Wheatstone.

b. Medir voltajes, corrientes y determinar la potencia en cada uno de los elementos del Circuito

Elementos Valor k) Voltaje (v) Intensidad (mA) Potencia

(mW)




R1

R2

R3

R4

R0

Led

P

E1

EX

Qu sucede con el diodo led?

c. Reemplaza la rama del diodo led por la rama que contiene la fuente de

Tensin (EX, RX),Qu sucede?

CUESTIONARIO.

1. Resolver tericamente los circuitos utilizados

2. Simular c/u de los Circuitos empleados en la experiencia.

3. Si En el Circuito N 3 se reemplaza la rama del diodo led por la rama que

contiene la fuente de Tensin (EX, RX), este sistema sigue siendo puente

wheatsthone? Porque?

4. Adjunte un diagrama de un proyecto de una alarma (contra incendios),

donde est presente un Puente wheatstone.




5. Adjunte un Puente Wheatstone mltiple en cascada y demuestre la

ecuacin del equilibrio del mismo.

6. Recurra a Internet y obtenga un listado de sensores que trabajan con

Puente Wheatstone.

7. Observaciones y conclusiones.




LABORATORIO N 6

TRANSFORMACIONES DE FUENTES (M.T.F)

OBJETIVOS.

Demostrar experimentalmente la transformada de fuentes de voltaje.

Demostrar experimentalmente la transformada de fuentes de corriente.

FUNDAMENTO TERICO.

Si en un circuito se tienen tanto fuente de voltaje como de corriente, es

conveniente hacer ciertos ajustes al circuito, de manera que las fuentes

sean del mismo tipo.

Es posible transformar una fuente independiente de voltaje en serie con un

resistor en una fuente de corriente en paralelo con una resistencia y

viceversa.

Las transformaciones de fuentes son tiles para la simplificacin de CKTOS

y tambin puede serlo en el anlisis de nodos y mallas.

a). FUENTES DE TENSIN A CORRIENTE Y VICEVERSA.

Una fuente de tensin real equivale a una fuente de corriente real, la fuente I

es igual: E/R=I; y la resistencia conserva su valor.




Casos:

1. Primer caso: Dos fuentes de tensin en serie.

2. Segundo Caso: Dos fuentes de tensin en paralelo.

3. Tercer caso: Dos fuentes de corriente en paralelo.




4. Cuarto caso: Dos fuentes de corriente en serie.

MATERIALES Y EQUIPOS

2 Fuentes de voltaje.

10 Resistencias.

1 Diodo Led.

1 Protoboard.

Cables conectores.

1 Multmetro.

PROCEDIMIENTO.

1. Armar el Circuito N 1.




- Completar la tabla midiendo las resistencias, voltajes, corrientes y

determinar la potencia en cada uno de los elementos.


Elemento Valor (K) Voltaje (V) Corriente (mA)

Potencia mW)

R0

R0

R0

R1

R2

R3

R4

R5

E1

E2




- Completar la tabla midiendo las resistencias, voltajes, corrientes y

determinar la potencia en cada uno de los elementos.

Elemento Valor (K) Voltaje (v) Corriente

(mA) Potencia

(mW)

R0

R1

R2

R3

R4

R5

R6

Led

E1

E2




CUESTIONARIO

1. Con software de simulacin electrnica (Proteus, circuit maker, Orcad)

simular el siguiente circuito y Llenar la tabla adjunta.

Elemento

Valor (K) Voltaje (V) Corriente (mA)

Potencia (mW)

R0

R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

R8




RX

E0

E1

E2

E3

2. En el circuito de la pregunta N 1, se puede aplicar el MTF. Justifique su

respuesta.

3. Resolver tericamente el circuito de la pregunta N 1, aplicando MTF, y

contrastar los valores simulados con los calculados.

4. Resolver tericamente c/u de los citcuitos experimentados, aplicando el

MTF explicado en clase. Determine errores obtenidos.

5. Resuelva un circuito complejo; Si aplica M.T.F, escriba Ud. el circuito

reducido mnimo que se puede obtener.

6. Cuales son las restricciones del M.T.F? Explique.

7. El M.T.F, se cumple en el mtodo de la potencia? Explique.


LABORATORIO N 7




METODO DE LAS ECUACIONES DE MALLAS (MAXWELL)

OBJETIVO: Mediante este Mtodo, se pretende que el alumno aplique

adecuadamente Grficos Topolgicos a los circuitos a emplear, determine

exactamente el nmero de mallas incgnitas y aplique el nmero de

ecuaciones de mallas correspondientes, utilizando notacin Matricial.

FUNDAMENTO TERICO

En el mtodo de corriente de mallas se plantea el grfico topolgico de la red y

se determina el nmero de mallas independientes.

A cada malla se le asigna una corriente, luego se aplica la segunda L. K. en

funcin de la corriente de mallas, ordenar ecuaciones en forma matricial, dar

solucin para c/u de las corrientes de la malla.

Para un caso de n mallas se cumple:

MATERIAL Y EQUIPO

- 2 Fuente de Poder.

- 7 Resistencias (1k a 10k).

- 2 Diodos Led.




- 1 Protoboard.



PROCEDIMIENTO


Medir las resistencias, voltajes, corrientes y hallar la potencia de cada

elemento, completar la tabla adjunta.

ELEMENTO VALOR (k) VOLTAJE(V) CORIENTE(mA) POTENCIA(mW)

R1

R2

R3

R4




R0

E1

E2


Medir las resistencias, voltajes, corrientes y hallar la potencia de cada

elemento, completar la tabla adjunta.

ELEMENTO VALOR (k) VOLTAJE(V) CORRIENTE(mA) POTENCIA(mW)

R7

R2

R3

R4

R5

R0

R

Led1




Led2

E1

E2

Se cumple el mtodo de mallas cuando existen diodos?

CUESTIONARIO:

1. Con software de simulacin electrnica (Proteus, Circuit Maker, Orcad),

simular el siguiente circuito y llenar la tabla adjunta.

ELEMENTO VALOR(k) VOLTAJE(V) CORRIENTE(mA) POTENCIA(mW)

R7

R2

R3

R4

P1

P2

E1

E2




E3

2. Resolver tericamente por el mtodo Maxwell el circuito de la pregunta

N 1, y contrastar los valores simulados con los calculados.

3. Resuelva c/u de los circuitos experimentados aplicando el Mtodo de

Maxwell y Obtener Matriz [rij] de c/u de los circuitos.


5. Cmo aplica el mtodo de MAXWELL en un circuito que Presenta fuentes

dependientes, Independientes, Justifique su respuesta.

6. Qu restricciones debe considerar, cuando en un Circuito se presentan

elementos no lineales (diodos, Focos de Nen, etc.).

7. Observacin y Conclusiones

8. Bibliografa Actualizada

LABORATORIO N 8

MTODO DE POTENCIALES DE NODOS

OBJETIVO. Mediante esta experiencia, el alumno aplicar Topologa Elctrica a

los circuitos, determinando el nmero de nodos incgnitas y luego determinar




el nmero de ecuaciones de Potenciales de Nodos necesario y suficientes para

su solucin algebraica (MATRICIAL).

FUNDAMENTO TEORICO

Metodo Nodal: Se aplica la primera Ley de Kirchoff, Este mtodo funciona

adecuadamente con fuentes de corriente, Si existen fuentes de tensin, hay

que recurrir a restricciones dadas en teora.

Super nodo: Es la configuracin compuesta por lo menos de dos nodos

parciales topolgicamente. El Super Nodo contiene por lo menos una fuente de

tensin.

MATERIALES.


- 2 Diodos Led.


- 2 Fuente de DC.

- Cables conectores (cocodrilo).

- 1 Protoboard.




PROCEDIMIENTO.


a. Medir con el Multmetro las resistencias, voltajes de c/u de los nodos.

Llenar la tabla adjunta.

ELEMENTO VOLTAJE(v) CORRIENTE(mA) POTENCIA(mw)

R0

R0

R1

R2

R3

R4

E1




E2

ea

eb

ec


Realizar las respectivas mediciones, y completar la tabla adjunta.

ELEMENTO VOLTAJE(v) CORRIENTE(mA) POTENCIA(mw)

R1

R2

R3

R4

E1

E2




Led1

Led2

ea

eb

ec

ed

En el circuito experimentado se puede aplicar el mtodo nodal?

CUESTIONARIO:

1. Simular el circuito mostrado con software electrnico (Proteus, Circuit

Maker, Orcad), y Llenar la tabla adjunta.

ELEMENTO Valor (k) VOLTAJE(v) CORRIENTE(mA) POTENCIA(mw)

R0

R0




R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

E1

E2

E3

ea

eb

ec

ed

ee

ef

eg

eh

2. Resolver tericamente por el mtodo Nodal el circuito de la pregunta N 1, y

contrastar los valores simulados con los calculados.

3. Simular el circuito N 1 y N 2 empleados en la experiencia,

4. Resuelva tericamente c/u de los circuitos empleados en su experiencia,

Aplicando el Mtodo de los Potenciales de Nodos

5. Aplique el Mtodo Nodal en un circuito mixto R-L-C.

6. Por que se dice que el Mtodo Nodal es DUAL al Mtodo Maxwell.

7. Cmo aplica en Mtodo Nodal cuando son fuentes dependientes.




8. Restricciones del Mtodo Nodal. Explique.


LABORATORIO N 9

TEOREMA DE LA SUPERPOSICIN

OBJETIVO: Mediante esta experiencia, se pretende que el alumno resuelva los

CKTOS lineales, aplicando el teorema de la superposicin, para determinar

Voltajes e Intensidades, a excepcin de la Potencia.

FUNDAMENTO TERICO

Esta propiedad es axiomtica en las redes lineales y lo hemos anunciado al

comienzo del desarrollo del curso, sin embargo algunos autores lo toman como

teorema y lo demuestran a partir de las ecuaciones de mallas y nodos.




En forma prctica nosotros desarrollaremos su aplicacin segn su principio.

Es decir, si hacemos actuar slo una fuente, podemos determinar la respuesta

parcial a cada excitacin.

Finalmente sumamos las respuestas y obtendremos lo mismo que

encontraramos si actan simultneamente las fuentes.

MATERIALES

- Protoboard.


- 2 Diodos Led.


- 2 Fuentes de Poder DC + Cocodrilo.

PROCEDIMIENTO





a. Medir con el Multmetro c/u de las resistencias, Voltajes, corrientes y

calcular la potencia.

E1=______, E2=_________

_ Elemento Valor (K) Voltaje (V) Corriente(mA) Potencia R1

R2

R3

R4

R0

b. Cortocircuitar E2 y medir el Voltaje, Corriente y determinar la potencia en

c/u de los elementos, completar la tabla adjunta.




c. Cortocircuitar E1 y medir el Voltaje, Corriente y determinar la potencia en


2. Armar El circuito N 2.

E1=________, E2 = 0

ELEMENTO Resistencia(K) Voltaje(V) Corriente(mA) Potencia(w)

R1

R2

R3

R4

R0

E1= 0 , E2 =________

ELEMENTO Resistencia(K) Voltaje(V) Corriente(mA) Potencia(w)

R1

R2

R3

R4

R0




a. Medir el Voltaje, Corriente y determinar la potencia en c/u de los elementos, completar la tabla adjunta.

E1 =_______, E2 =_______

ELEMENTO R(K) Voltaje(V) Corriente(mA) Potencia(w)

R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

R8

R9

R10




R11

R12

R13

R14

b. Cortocircuitar E2 y medir el Voltaje, Corriente y determinar la potencia en


E1 =_______, E2 = 0


R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

R8

R9

R10

R11

R12

R13

R14




c. Cortocircuitar E1 y medir el Voltaje, Corriente y determinar la potencia en


E1 = 0 , E2 =_______


R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

R8

R9

R10

R11

R12

R13

R14





a. Completar la tabla con las respectivas mediciones en cada elemento.

E1 =______, E2 =______


R1

R2

R3

R4

R5

R6

R0

Led1

Led2

b. Cortocircuitar E2 y medir el Voltaje, Corriente y determinar la potencia en c/u

de los elementos, completar la tabla adjunta.




E1 =______, E2 = 0


R1

R2

R3

R4

R5

R6

R0

Led1

Led2

c. Cortocircuitar E1 y medir el Voltaje, Corriente y determinar la potencia en c/u

de los elementos, completar la tabla adjunta.

E1 = 0 , E2 =______


R1

R2

R3

R4

R5

R6

R0

Led1

Led2




CUESTIONARIO:

1. Resolver c/u de los circuitos aplicando el teorema de la superposicin.


3. Demuestre por que el Teorema de la Superposicin no se cumple al evaluar

Potencia de los elementos.

4. Demuestre si el Teorema de la Superposicin se puede aplicar en un circuito

con diodos (o focos de nen).

5. Plantee un circuito con fuentes independientes y dependientes y aplique el

Teorema de la Superposicin.



LABORATORIO N 10

TEOREMA DE RECIPROCIDAD




OBJETIVO.

Mediante estas experiencias, se pretende que el alumno compruebe que toda

red pasiva, bilateral, con 02 pares de terminales (cuadripolo), presenta

reciprocidad (estmulo-respuesta).

FUNDAMENTO TEORICO

TEOREMA DE LA RECIPROCIDAD:

Una red es recproca en cuanto a excitacin y respuesta se refiere, bajo

ciertas condiciones. stas son:

a) Una fuente de tensin y una corriente a corto circuito Se puede cambiar de

lugar, y si la fuente no vara, la Corriente en el corto circuito es la misma.

b) Una fuente de corriente y una tensin a circuito abierto Puede cambiar de

lugar, y si la fuente es del mismo Valor, la tensin en el circuito abierto no

se Alterar.




1. Arme el Circuito N 1. TEOREMA DE RECIPROCIDAD

a. Completar la tabla adjunta.

b.

ELEMENTO VALOR VOLTAJE CORRIENTE POTENCIA

R1

R2




R3

R4

R5

R6

R7

R8

R9

R10

E1

E2

c. Cortocircuitando E2 = 0, medir I2CC = corto circuito:

Conectando E1, (condicin)E2 = 0

ELEMENTO VALOR

I2CC

d. Cortocircuitando E1 = 0, medir I1CC = corto circuito:

Conectando E2, (condicin) E1 = 0

ELEMENTO VALOR

I1CC

e. Con los valores obtenidos verificar que se cumpla esta relacin:

2 1

1 2

.

CC CCI I cteE E

= =

CUESTIONARIO:




1. En el experimento realizado resolver tericamente aplicando el Teorema de Reciprocidad.

2. En el circuito experimentado, se agrega fuentes controladas, demuestre si se cumple o no la aplicacin del Teorema de Reciprocidad.


LABORATORIO N 11

TEOREMA DE THEVENIN Y NORTON

OBJETIVO: Mediante esta experiencia, se pretende resolver los CKTOS

complejos, reduciendo a su mnima configuracin (01 malla simple) para

THEVENIN y para NORTON (01 circuito paralelo) y, deducir la incgnita

planteada.

Tambin se verificar la aplicacin de este teorema, cuando la carga es no

lineal (Diodo, Transistor, etc.).

FUNDAMENTO TERICO




Teorema de Thevenin: Es la forma ms rpida y directa de transformacin y

reduccin de una red a una fuente real para calcular una incgnita (Tensin ).

Toda red se puede reducir a una sola fuente real de tensin donde la fuerza

electromotriz es la que aparece en la red, retirando la rama incgnita (circuito

abierto) y la resistencia equivalente de la red, hecha pasiva.

Teorema de Norton:

Es la forma ms rpida y directa de transformacin y reduccin de una red a

una fuente real para calcular una incgnita (Corriente).




Toda red se puede reducir a una sola fuente real de corriente, donde sta

corriente es la que circula por el corto circuito.

MATERIALES



- 1 Diodos Led, 01 Transistor NPN (BC-547).

- 1 Protoboard.

- 2 Fuente de Poder.





PROCEDIMIENTO


a. Medir en los nodos a-b

Vab Iab

b. Retire la carga de los puntos a-b y determine Eth (Voltaje a Circuito

abierto).

Vab = Vth




c. En el circuito sin carga completar la tabla con las respectivas mediciones en cada

elemento.

ELEMENTO VALOR VOLTAJE(v) INTENSIDAD(mA) POTENCIA(mW)

R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

E1

E2

Eth

Req

Carga

d. En el circuito sin carga cancele la fuente y determine las resistencias

equivalentes (Req) desde los bordes a-b de la carga.

e. Con los valores obtenidos dibujar el circuito Thevenin equivalente y

reponer carga, para encontrar la Vab, Iab tericamente.




f. En el circuito original quitar la carga de los nodos a-b, reemplazar por un cable.

g. Para hallar el Norton equivalente, medir IN (corriente en corto circuito) en los nodos

a-b, la corriente medida es la corriente de Norton.

h. Con los valores obtenidos dibujar el circuito Norton equivalente y reponer

carga, para encontrar la Vab, Iab tericamente.




2. Armar El circuito N 2.


Vab Iab


abierto).

Vab = Vth




c. En el circuito sin carga completar la tabla con las respectivas mediciones en cada

elemento.

ELEMENTO VALOR VOLTAJE(V) INTENSIDAD(mA) POTENCIA(mW)

R1

R2

R3

R4

R0

R0

R0

Led

E1

E2

Eth

Req

Carga



e. Con los valores obtenidos dibujar el circuito Thevenin equivalente y reponer


f. En el circuito original quitar la carga de los nodos a-b, reemplazar por un cable.




g. Para hallar el Norton equivalente, medir IN (corriente en corto circuito) en los nodos a-

b, la corriente medida es la corriente de Norton.

h. Con los valores obtenidos dibujar el circuito Norton equivalente y reponer





3. Arme el Circuito N 3.


Vab Iab


abierto).

Vab = Vth

c. Completar la tabla midiendo voltaje, corriente, y hallar la potencia en

cada uno de los elementos.




ELEMENTO VALOR VOLTAJE(V) INTENSIDAD(mA) POTENCIA(w)

R1

R2

R3

R4

IC

IB

IE

VCE ____ ____

VCB ____ ____

VBE=V ____ ____

PBJT ____ ____ ____ ____

Eth ____ ____

Req ____ ____ ____



e. Con los valores obtenidos dibujar el circuito Thevenin equivalente y

reponer carga, para encontrar la Vab, Iab tericamente.




CUESTIONARIO:

1. Resuelva tericamente cada una de los circuitos mediante el teorema de

thevenin.

2. Resuelva tericamente cada uno de los circuitos mediante el teorema de

Norton.


4. Ver manual y caractersticas tcnicas del transistor (, V, etc.).

5. Cmo aplica el teorema de Thevenin en circuitos que presentan fuentes

controladas?

6. D aplicaciones prcticas de la aplicacin del Teorema de Thevenin.

7. Porqu se dice que el Teorema de Norton es dual del Teorema de

Thevenin?




8. Averige la Corriente Norton de una Batera de automvil.

9. Un generador de una Central presenta los siguientes datos: 500Kv, 800amp.

De corto circuito. Para qu sirven estos datos? Explique.


LABORATORIO N 12




TEOREMA DE LA MAXIMA POTENCIA DE TRANSFERENCIA

OBJETIVO.

Mediante estas experiencias, se pretende que el alumno reconozca la condicin

para que una carga consuma la mxima potencia; y tambin, comprobar que

toda red pasiva, bilateral, con 02 pares de terminales (cuadripolo), presenta

reciprocidad (estmulo-respuesta).

FUNDAMENTO TEORICO

TEOREMA DE LA MXIMA POTENCIA DE TRANSFERENCIA:

Se refiere al estudio de una carga RL que conectada a un dipolo activo, puede

observar la mayor potencia posible. Consideremos un dipolo con fuentes

reales:

Se puede aplicar el Teorema de Thevenin y representar al dipolo por una

fuente de tensin real y de sta manera

Obtener la frmula de PRL:

i = ___E___ Re + RL

v = E

X ___RL__ Re + RL




PRL = i.v = E2th X ___RL___

(Re + RL)2

Para conseguir el mximo de PRL, hay que derivar e igualar a cero en funcin

de la variable RL.

Donde: Re = RL

MATERIALES


- 1 Potencimetro de 5k, 10K, 20K, (RL)

- 1 Diodo Led.


- 01 Protoboard.

- 2 Fuente de Poder DC.

PROCEDIMIENTO

2. Medir c/u de las resistencias.

ELEMENTO VALOR NOMONAL VALOR REAL

R1

R2

R3

R4

R5




R6

R7

R8

R9

R10

3. Arme el Circuito N 1.TEOREMA DE LA MAXIMA POTENCIA, obtener la

mxima potencia de transferencia.

a. Medir resistencia, voltaje, corriente y calcular la potencia en cada

elemento.

Elemento Valor (K) Voltaje(RL) Corriente(RL) Potencia(RL)

R1

R2

R3

R4

R5

R6

P1




b. Aplicando el teorema de thevenin medir en los puntos a-b

ELEMENTO VALOR

E

Vab = ETh

Sin carga

Req

Sin Fuente

c. Variar el potencimetro por lo menos 5 veces empezando de 0 a su mximo

valor, medir el voltaje, corriente en los puntos a-b y calcular la potencia en cada

caso.

RL (10k)

Variar

Voltaje(RL) Corriente(RL) Potencia(RL)

d. Con los valores obtenidos construya la curva de la potencia mxima de

transferencia (PL & RL).




e. Aplicando thevenin redibujar el circuito equivalente y con valores de la

experiencia hallar tericamente voltaje y corriente en la carga.

RL V(RL) I(RL) P(RL)




4. Arme el Circuito N 3 Obtener la Mxima potencia de transferencia.

a. Medir en cada uno de los elementos voltaje, corriente y calcular la potencia.

ELEMENTO VALOR Voltaje Corriente Potencia

R1

R2

R3

R4

RL=Req

Led

b. Aplicando el teorema de thevenin medir en los puntos a-b

ELEMENTO VALOR

E1

E2

Eth

Req

c. Variar el potencimetro por lo menos 5 veces empezando de 0 a su mximo valor,

medir el voltaje, corriente en los puntos a-b y calcular la potencia en cada caso.




RL (10k)

Variar

Voltaje(RL) Corriente(RL) Potencia(RL)

d. Con los valores obtenidos construya la curva de la potencia mxima de transferencia

(PL & RL).

Se cumple el teorema de mxima transferencia de Potencia?

CUESTIONARIO:




1. En el Circuito (1) y (3) obtenga la mxima potencia de transferencia tericamente.

2. En un circuito con fuentes controladas, cmo obtiene la Mxima Potencia de

Transferencia. Demuestre.

3. Cmo se obtiene la mxima eficiencia en un circuito lineal.

4. En el circuito experimentado con los valores medidos experimentalmente, determine si se puede comprobar el teorema de la Mxima Potencia de Transferencia.





LABORATORIO N 13

CARACTERSTICAS DE UN CIRCUITO DIFERENCIADOR

OBJETIVO

Analizar en forma experimental las caractersticas de un circuito serie R-C como

un elemento diferenciador, cuando es excitado por una seal peridica de onda

cuadrada.

MATERIALES

- 1 generador de onda cuadrada.

- 1 Osciloscopio.

- 2 Puntas de osciloscopio y 1 punta del generador

- R = 6.8K y C = 320pf. - R = 3.3K Y C = 0.002uf. - Multmetro.

- 1 Protoboard

- Conductores de Conexin.

PROCEDIMIENTO

a. Armar el circuito de la figura a continuacin.




b. Aplicar una seal de entrada al circuito R-C serie, con una frecuencia de 10

KHz.

c. Observar la forma de onda de la resistencia en la pantalla del osciloscopio.

d. Medir la amplitud de la seal de entrada y la seal de la resistencia.

e. Medir el periodo de tiempo t de la seal de entrada y de la seal derivada.

VI VR VC

Valor

Forma de Onda

CUESTIONARIO:

1. Hacer un fundamento terico de la experiencia realizada.

2. Determinar la constante de tiempo terico y experimental del circuito R-

C.

3. Graficar en papel milimetrado la forma de onda de la seal de entrada y

obtenida en el condensador.

4. Explique Ud. por qu al circuito utilizado se le denomina diferenciador.




5. Explique que sucede con la amplitud de la seal VR cuando vara la

frecuencia de la seal de entrada.

6. Encontrar analticamente el desarrollo en serie de Fourier, de la seal de

entrada y de la seal derivada.

7. Explique Ud. el significado de la constante: 2. 2RC.


LABORATORIO N 14

CARACTERSTICAS DE UN CIRCUITO INTEGRADOR




OBJETIVO

Analizar en forma experimental las caractersticas de un circuito serie R-C

como un elemento integrador, cuando es excitado con una seal peridica

de onda cuadrada.

MATERIALES

- 1 Generador de ondas cuadradas.

- 1 Osciloscopio.

- 2 puntas de osciloscopio y 1 punta del generador

- 1 Panel de Circuito R-C integrador: R = 10K y

C = 0.02uf.

- 1 Multmetro.

- 1 Protoboard

- Cables Conectores.

PROCEDIMIENTO

1. Armar el Ckto de la figura adjunta :




2. Aplicar una seal de onda cuadrada al ckto R-C con una frecuencia de 10

KHz.

3. Observar la forma de onda del condensador en la pantalla del osciloscopio.

4. Medir la amplitud de la seal de entrada y la seal en el osciloscopio.

5. Medir el periodo de la seal de entrada y de la integrada.

VI VR VC

Valor

Onda

CUESTIONARIO:

1. Hacer el fundamento terico de la experiencia realizada.

2. Determinar la constante de tiempo terico y experimental.

3. Graficar en papel milimetrado la forma de onda de la seal de entrada del

Ckto R-C y la obtenida en el condensador.

4. A partir de la ecuacin :




( )

( )

V = V . e ( descarga )

V = V . 1 - e ( carga )

C e-

tRC

C e-

tRC

Graficar tericamente la curva exponencial de la carga del condensador y

compararla con la obtenida experimentalmente.

5. Explique Ud. por qu al CKTO utilizado se le denomina integrador.

6. Explique la influencia que tiene la frecuencia de la seal en el CKTO

integrador.

7. Qu sucede con la amplitud de la seal VC , cuando varia la frecuencia de la

seal.

8. Encontrar analticamente el desarrollo en serie de Fourier de la seal de

entrada y de la seal integrada.


LABORATORIO N 15

ESTADO TRANSITORIO EN CIRCUITO RLC

SISITEMAS DE SEGUNDO ORDEN

OBJETIVO




a. Observar la respuesta de un sistema de segundo orden RLC, con

amortiguamiento subcrtico y crtico.

b. Medir experimentalmente T y .

c. Determinar el comportamiento del ckto RLC.

INTRODUCCION TEORICA

Los ckto RLC pertenecen a los sistemas de segundo orden, ya que tiene la

siguiente ecuacin diferencial.

(D2 + 2D + W0)y = f(t)

Donde la variable dependiente y puede ser

a. Una corriente elctrica.

b. Una diferencia de potencial.

c. Una carga elctrica.

d. Un flujo concatenado.

y las constantes y W0 se les llama :

= Coeficiente de amortiguamiento.

W0 = Frecuencia natural de resonancia del sistema.

La solucin complementaria (estado transitorio) puede ser de tres tipos segn

los valores de y W0.

Las races de la ecuacin caracterstica de 1 son:

P = - W1,22

0 2

por lo tanto los tres posibles casos son :




a. CASO I : > W0 , dando lugar al tipo de amortiguamiento supercrtico

(sobreamortiguamiento).

b. CASO II : = W0 , dando lugar al tipo de

Amortiguamiento critico (crticamente amortiguado)

c. CASO II : < W0 , dando lugar al tipo de

Amortiguamiento subcrtico (subamortiguado) u oscilatorio.

Para la presente prctica de laboratorio nos interesa el tercer caso o solucin

oscilatoria del siguiente circuito RLC

Donde la variable dependiente ser e0(cada de tensin en el

condensador), si R1 + RL = R entonces.

R i + L d id t

+ e = E

P ero

i = C d edt

reem plazando (4) en (3) tenem os:

D + RL

D + 1

LC e =

EL C

0

0

20




( )

d e d o n d e

=

R2 L

W = 1L C

y p ara e l caso W la so lu cio n sera

e = e M S en w t + N C o s w t + E

W = W

0

0

0- t

20

2

( )t

Cuya grfica en funcin del tiempo es:

El decremento logartmico esta definido por:

= Ln ee

=

T2

. . . . . . . . . . ( )nn+1

El cual puede ser medido en el laboratorio y luego determinar .

Con todo esto se puede determinar el comportamiento del CKTO RLC ya

que la situacin general para las condiciones iniciales




( )e (t) = E 1 - TT

e Sen w t + tg w

donde T = 2 w

T = 2 w

00

- t -1

00

pi

pi

MATERIALES

- 1 Bobina de 2.3H y 205.

- 1 condensadores 110uF.

- 2 resistencias 25K y 50K.

- 1 potencimetro de 10K.

- 1 generador de Funciones

- 1 osciloscopio.

- 2 Puntas de osciloscopio y 1 punta del generador

- 1 Multmetro.

- 1 Protoboard

PROCEDIMIENTO

1. Armar el CKTO mostrado de la fig. adjunta con RC 25K.




2. Determinar L y RL de la inductancia.

3. Energizar el CKTO con el generador de onda cuadrada el cual debe entregar

la menor frecuencia de oscilacin (20Hz), El terminal 3 debe estar

conectado al vertical del osciloscopio y de 4 a tierra.

4. Vare el potencimetro hasta observar la onda amortiguada, mida y tome

nota del periodo T y del decremento logartmico.

5. Vare el potencimetro hasta que hayan desaparecido las oscilaciones,

mida y tome nota de estas resistencias.

6. Cambie RC por las resistencias de 50K y repita los pasos 4 y 5

respectivamente.

7. Quite RC y repita el paso de 4 y 5 respectivamente.

8.

VI VR VC

Valor

Onda




CUESTIONARIO

1. Determine (indicando detalladamente los pasos) la ecuacin diferencial del

ckto 1.

2. Calcule analticamente y T y W0, compare estos valores con los

calculados experimentalmente justificando las divergencias.

3. Qu se consigue con el paso 5?

4. Qu funcin cumpleRL?

5. Qu diferencias observa en los pasos 4,5 y 6? A qu se deben estas

diferencias?

6. Si en el CKTO experimental la variable dependiente fuera eL D la

ecuacin diferencial para este caso.

7. Repita 6, para el caso en que la variable dependiente fuera iL.

8. Demuestre la ecuacin ().

9. Demuestre la ecuacin ().

10.Porque se debe energizar el ckto con onda cuadrada? Explique.





MISCELNEA

OBJETIVOS:

Se pretende que el Sr. alumno aplique sus conocimientos tericos sobre

Cuadripolos, Rgimen Transitorio, CKTOs Temporizadores y la aplicacin del

OPAMP y del TIMER.




TEMA: CUADRIPOLOS (Teorema Bartlett)

1. Armar

a). Aplique el teorema de bartlett y mida: RX = ________ RY = ________

b). Medir:

r11 = ________ 11 = _________

r12 = ________ 12 = _________

r22 = ________ 22 = _________




c). Obtener CKTO T , pi y en equivalente.

CIRCUITOS. TEMPORIZADORES

TEMA : RGIMEN TRANSITORIO (1er orden)

1. Cargar el condensador C1 , en un voltaje 15 voltios (E0).

* Armar el sgte. CKTO:

* Medir en t=0+ y en t=5, los voltajes en c/u de los Condensadores.

* Evaluar: i(t) = _________ , = _________

2. Armar el siguiente CKTO, con el Sw en la posicin

(a):




E1 = 12v

E2 = 6v

* Medir voltaje en c/u de los elementos.

* Conmutar el Switch a la pos

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Guia Electricos 1