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PRACTICA DE LABORATORIO Nº 05

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FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA

ELECTRICA

LABORATORIO DE ELECTRICIDAD Y MAQUINAS

ELECTRICAS

CURSO

CATEDRATICO

PRACTICA DE LABORATORIO Nº 05

DATOS PERSONALES DEL ALUMNO

NOTA

FECHA DE PRESENTACION

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I. OBJETIVOS:

Determinar las características de los circuitos eléctricos cuando los elementos

están conectados en serie o en paralelo.

II. FUNDAMENTO TEORICO:

Una fuente de poder.

Una Fuente de voltaje es uno de los instrumentos o equipos de mayor utilidad para

todo estudiante como nosotros. Todos los circuitos y sistemas electrónicos

requieren para su funcionamiento de una fuente de alimentación que suministre

los niveles de voltajes adecuados para su correcto funcionamiento. La mayor parte

trabajan a partir de un voltaje de corriente continua (CC), el cual puede ser

obtenido de dos formas:

1. Utilizando baterías

2. Utilizando una fuente de alimentación

El empleo de baterías ofrece varias ventajas, siendo la más importante su

naturaleza portátil. Sin embargo, puede resultar muy costoso. El empleo de

fuentes de alimentación, por su parte, es en la mayoría de los casos, una mejor

alternativa, ya que convierte el voltaje de CA obtenido de la red pública, que es

una fuente de energía económica y con una capacidad de corriente práctica

ilimitada, en el voltaje de CC apropiado para cada tarea específica.

Protoboard:

El protoboard es un tablero con orificios conectados eléctricamente entre sí,

habitualmente siguiendo patrones de líneas, en el cual se pueden

insertar componentes electrónicos y cables para el armado y prototipo de circuitos

electrónicos y sistemas similares. Está hecho de dos materiales, un aislante,

generalmente un plástico, y un conductor que conecta los diversos orificios entre

sí. Uno de sus usos principales es la creación y comprobación de prototipos de

circuitos electrónicos antes de llegar a la impresión mecánica del circuito en

sistemas de producción comercial.

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Resistores de Carbón

Los resistores de carbón depositado tienen como características principales una

uniformidad de dimensiones, durabilidad, propiedades de aislamiento superiores,

alta inmunidad a influencias externas, bajo nivel de ruido y alta estabilidad debido

a su estrecho coeficiente de temperatura. Debido a la tecnología empleada en su

construcción, es posible obtener valores en un rango bastante amplio de

resistencia (1-10MW) y tolerancias del valor nominal de ± 5 % y hasta ± 2% en

selecciones específicas.

Diodos LED

Los diodos emisores de luz visible son utilizados en grandes cantidades como

indicadores piloto, dispositivos de presentación numérica y dispositivos de

presentación de barras, tanto para aplicaciones domésticas como para equipos

industriales, esto es debido a sus grandes ventajas que son: peso y espacio

insignificantes, precio moderado, y en cierta medida una pequeña inercia, que

permite visualizar no solamente dos estados lógicos sino también fenómenos

cuyas características varían progresivamente.

Sus siglas provienen del inglés (Light Emitting Diode): Led.

Como otros dispositivos de presentación, los Leds pueden proporcionar luz en

color rojo, verde y azul. El material de un Led está compuesto principalmente por

una combinación semiconductora.

El GaP se utiliza en los Leds emisores de luz roja o verde; el Ga As P para los

emisores de luz roja, anaranjada o amarilla y el GaAlAs para los Leds de luz roja.

Para los emisores azules se han estado usando materiales como SiC, GaN, ZnSe

y ZnS.

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Multitester Digital.

Es un instrumento eléctrico portátil para medir directamente magnitudes eléctricas

activas como corrientes y potenciales (tensiones) o pasivas como resistencias,

capacidades y otras. Las medidas pueden realizarse para corriente continua o

alterna y en varios márgenes de medida cada una.

Los hay analógicos y posteriormente se han introducido los digitales cuya función

es la misma (con alguna variante añadida).

Es importante reconocer el medidor de tensión o voltímetro con el cual vamos a

trabajar en la práctica de laboratorio, su marca y el modelo.

III. EQUIPOS, INSTRUMENTOS Y MATERIALES:

Una fuente de poder.

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Un protoboard

Resistores de carbón de varios colores.

Seis diodos LED de color Rojo, Verde y Amarillo.

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Tres resistores de carbón 330 Ω × 1 2⁄ 𝑊

Un Multitester

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IV. PROCEDIMIENTO:

1. Medir con el ohmímetro los valores de los resistores que van a utilizar.

R1=330Ω

R2=2.57Ω

2. Conectar los tres diodos en serie además en serie un resistor de carbón de

330 Ω para evitar que los diodos se quemen.

3. Regular la fuente E a una tensión de 5.18V (valor opcional), medir la

corriente en el circuito, y el valor de la tensión en cada diodo y anótelos en la

tabla #01. Verificar, si se cumple la respectiva suma de tensiones en el

circuito en serie.

𝑉1 = 𝑉𝑅 + 𝑉𝐷1 + 𝑉𝐷2 + 𝑉𝐷3

Tabla #01

𝑉1 = 5.18 𝑉

𝑉1 𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 = 0.0012 + 2.11 𝑉 + 1.54 𝑉 + 1.51 𝑉

𝑉1 𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 = 5.1612 𝑉

R I V

D1 Verde 4.5 µA 2.11 V

D2 Amarillo 4.5 µA 1.54 V

D3 Rojo 4.5 µA 1.51 V

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4. Coloque los LED en paralelo (asegúrense que cada diodo tenga, si es

posible, un resistor de disipación de corriente).

5. Mida los valores de la corriente en cada diodo y anótelo en la tabla #02.

Tabla #02

𝐼𝑇 = 𝐼1 + 𝐼2 + 𝐼3

𝐼𝑇 = 11.4 𝑚𝐴 + 2.75 𝑚𝐴 + 5.9 𝜇𝐴

𝐼𝑇 = 16.56 𝑚𝐴

6. Saque del circuito un LED que sucede con el resto del circuito, ¿Cuál es el

valor de la corriente?

El diodo que se sacó fue el D3; el cual originó que la corriente en circuito

aumentara con respecto al anterior, de tres diodos.

D I V

D1 Rojo 11.4 mA 2.14 V

D2 Amarillo 2.75 mA 2.14 V

D3 Verde 5.90 µA 2.14 V

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V. CUESTIONARIO:

1. ¿Cuál es la máxima corriente que pueden soportar los LED?

Si la corriente aplicada es suficiente para que entre en conducción el diodo

emitirá una cierta cantidad de luz que dependerá de la cantidad de

corriente y la temperatura del LED.

La luminosidad aumentará según aumentemos la intensidad pero habrá

que tener en cuenta la máxima intensidad que soporta el LED.

Antes de insertar un diodo en un montaje tendremos que tener el color del

diodo para saber la caída de tensión parámetro necesario para los cálculos

posteriores:

2. ¿Cómo evitas que el LED no soporte más de la corriente

permitida?

Se le conecta al circuito una resistencia en serie con los diodos LED, la

cual nos permite disminuir la corriente de dichos diodos y así evitar que se

quemen.

Color Caída de

tensión (VLED ) V Intensidad

máxima (ILED ) mA Intensidad

media ( ILED ) mA

Rojo 1.6 20 5 – 10

Verde 2.4 20 5 – 10

Amarillo 2.4 20 5 – 10

Naranja 1.7 20 5 – 10

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3. ¿Se puede hablar de intensidad de corriente sin que exista

voltaje?

No, el voltaje es la fuerza de empuje de los electrones y la corriente es el

flujo de electrones en una sección determinada, si no existe voltaje no se

podría transportar y no habría corriente, realizando la siguiente

comparación es como una manguera, el voltaje seria como la presión del

agua y la corriente seria como el caudal, al no haber voltaje no habría

presión en el agua, por lo tanto el agua no se transportaría y no habría

caudal lo cual implica que habrá corriente.

4. ¿Se puede hablar de voltaje sin que exista intensidad de

corriente?

Si, el voltaje viene a ser el potencial eléctrico que existe entre dos puntos,

este sigue existiendo así el circuito este abierto y por lo tanto no fluya

corriente.

5. ¿Qué pasa si se conecta un instrumento de medida con la

polaridad invertida? Analice los dos casos (instrumentos

analógicos e instrumentos digitales).

Si el instrumento analógico es de bobina móvil esto quiere decir que es un

pequeño motor, la polarización inversa hace que La aguja se mueva en

sentido contrario, lo que podría producir un daño al instrumento, este tipo

de instrumentos miden corriente continua, por supuesto debemos invertir

las puntas de prueba . En los instrumentos digitales, la polarización

invertida se muestra en el display con el signo negativo con ninguna

consecuencia para el instrumento.

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6. ¿Qué es un cortocircuito? Haga un esquema del mismo. He

ilustre con ejemplos casos reales de dicha situación.

Se denomina cortocircuito al fallo en un aparato o línea eléctrica por el cual

la corriente eléctrica pasa directamente del conductor activo

o fase al neutro o tierra en sistemas monofásicos de corriente alterna, entre

dos fases o igual al caso anterior para sistemas polifásicos, o

entre polos opuestos en el caso de corriente continua. Es decir: Es un

defecto de baja impedancia entre dos puntos de potencial diferente y

produce arco eléctrico, esfuerzos electrodinámicos y esfuerzos térmicos.

El cortocircuito se produce normalmente por los fallos en el aislante de

los conductores, cuando estos quedan sumergidos en un medio conductor

como el agua o por contacto accidental entre conductores aéreos por

fuertes vientos o rotura de los apoyos.

Debido a que un cortocircuito puede causar importantes daños en las

instalaciones eléctricas e incluso incendios en edificios, estas instalaciones

están normalmente dotadas de fusibles o interruptores magneto térmicos a

fin de proteger a las personas y los objetos.

Ejemplo:

A un familiar se le ocasionó un cortocircuito en su domicilio ya que contaba

en su instalación domiciliaria con una llave chuchía, comúnmente

denominadas, la cual tenía sus conductores en pésimas condiciones, aun

mas eran de mala calidad. una cierta noche ocurrió algo inesperado, de

pronto comenzó a salir chispa y luego se propició el fuego en la pared

donde estaba la llave chuchía, pero este fuego fue controlado, gracias a lo

vivido se logró hacer una nueva instalación para así poder evitar esos tipos

de accidentes que muchas veces pueden ser mortales.

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7. ¿Qué es un circuito abierto? Haga un esquema del mismo. He

ilustre con ejemplos casos reales de dicha situación.

Es un circuito por el cual no circula ningún tipo de energía ya que al no

estar conectado a ningún conductor y estar interrumpido la corriente no

tiene ningún tipo de flujo

Un circuito abierto es un circuito en el que la fuente de energía existente no

produce una fuerza suficiente para vencer la resistencia del circuito, por lo

que no fluye corriente a través de el. Este efecto se produce a causa de

una resistencia muy grande ya sea una interrupción en el circuito para lo

que se diría que la resistencia es el aire, o una resistencia con un valor

capaz de aislar la corriente en el circuito.

8. ¿Qué sucedería si usted conecta en serie una resistencia muy

grande R1 = 2x104 Ω con una resistencia muy pequeña R2 = 1Ω?

¿Y qué sucedería si se conecta estos dos resistores en

paralelo?

Conectadas en serie la resistencia grande se sumaría con la resistencia

pequeña y alcanzarían un valor aún más grande

𝑅 = 20000 + 1 = 20001Ω = 2.10^4Ω

Al conectarse en paralelo la resistencia total se reduciría

1

𝑅=

1

2(100000)+

1

1

𝑅 = 0.999 = 1Ω

En el caso de las resistencias en serie el Req van a oponer una

gran resistencia al flujo de la corriente.

En el caso de las resistencias en paralelo el Req va oponer un una

mínima resistencia al paso de la corriente.

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9. En el circuito de la figura # 08, determine la tensión del

generador, sabiendo que la tensión entre los resistores de 40kΩ,

es de 20V.

1

Req=

1

40k+

1

40k=

40k x 40k

40k+40k =20k

Analizando la primera malla

V = 50 I1 + 100 I1 +80I1 + 45(I1 + I2)

V = 275 I1 + 45 I2 ………………………………………..(a)

Analizando la segunda malla

V = 100 I2 + 20 I2 +30 I2+ 45 (I2 + I1)

V = 45 I1 + 195 I2 …………………………………………………………………(b)

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Igualando (a) y (b)

275 I1 + 45 I2 = 45 I1 + 195 I2

23 I1 = 15 I2 ………………………………………….(c)

En la Resistencia equivalente:

I2 = V / R

I2 = 20 / 20000 = 0.001 A

Sustituyendo en (c)

23 I1 = 15 I2

I1 =(15*0.001) / 23

I1 = 0.00065 A

Sustituyendo en (a)

V = 275*103 I1 + 45*103 I2

V = 275(0.00065)+ 45(0.001)

V = 224 Voltios

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CONCLUSIONES:

Gracias al laboratorio desarrollado en clase pudimos aclarar nuestras

ideas, ya que con ayuda del docente se logró determinar las características

de los circuitos realizados en práctica comparando los datos obtenidos

experimentalmente.

Se despegaron dudas acerca de las funciones de las resistencias en un

circuito de CC; además se aprendió a reconocer la descripción de un

diodo.

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LINCOGRAFIA:

dagh.files.wordpress.com/2007/09/conversion-delta.doc

http://www.iearobotics.com/personal/ricardo/articulos/diodos_led/index.html

http://es.answers.yahoo.com/question/index?qid=20110710103345AADps

WX

http://es.wikipedia.org/wiki/Cortocircuito

BIBLIOGRAFIA:

G.T.Z : Electrotécnica Elemental.

Marco Sancho : Problemas de electricidad