Practica_7_Circuitos.docx

7/24/2019 Practica_7_Circuitos.docx

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Instituto Politcnico Nacional

Escuela Superior de Ingeniera Mecnica y Elctrica

Ingeniera en Comunicaciones y Electrnica

Circuitos de CA y DC

Practica 6

EDES DE C!IEN"E DIEC"A

#ri$e o%as &uis

Mnde' Antonio Aldo

(imne' )arrera I*n Israel

+C,+

E-uipo .

/ec0a de Ela$oracin1

234!ctu$re425.

/ec0a de entrega1

24!ctu$re425.

ContenidoObjetivo...........................................................................3


2/11

2

Introduccin Terica........................................................3

Diferencia de potencial.................................................................................... 3

Cada de Voltaje............................................................................................... 3

Corriente Elctrica........................................................................................... 3

Le de !irc""o# $obre la$ Corriente$...............................................................3

Le de !irc""o# $obre voltaje$........................................................................ %

&todo de 'alla$.............................................................................................%

Error e(peri'ental........................................................................................... )

&aterial E*uipo.............................................................)

De$arrollo E(peri'ental..................................................)

+n,li$i$............................................................................-

C,lculo$ Terico$..............................................................................................-i'ulacin....................................................................................................... /

0e$ultado$.......................................................................1

Conclu$ione$...................................................................

iblio4rafa......................................................................

Objetivo ,eri7icar mediante mediciones8 el cumplimiento de las leyes de 9irc00o77 de *olta%e

y corriente en una red de corriente directa:


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3

&igado a la parte e;perimental8 se comprue$an los resultados o$tenidos mediante

la simulacin de la red con el so7t: , ? (@C:

Si en dos determinados puntos con una di7erencia dge potencial se unen

completando un circuito se producir un 7lu%o de electrones 0aciendo -ue las

cargas se mue*an del punto de menor potencial al de mayor potencial: En cuanto

los dos puntos igualen su potencial elctrico la corriente se detendr:

Cada de Voltaje

Es la di7erencia del potencial entre dos puntos de un circuito elctrico8 recorrido

por una corriente8 en el cuales no e;istan generadores de 7uer'a electromotri': Por

consiguiente8 si ,A y ,) son los potenciales elctricos de dos puntos A y ) del

circuito8 la di7erencia ,A4,) es la cada de tensin entre A y ):

Corriente Elctrica

&a corriente elctrica es el 7lu%o de cargas elctricas por unidad de tiempo -ue

circulan por un rea trans*ersal de un material conductor:

El mo*imiento de estas cargas es de$ido a la presencia de un campo elctrico

causado por algn componente e;terno por e%emplo una $atera:

Su unidad de medida es el Amperio =A>: A ? C @ S

Ley de Kirchho sobre las CorrientesEl anlisis de circuitos8 como toda ciencia8 se desarrolla partiendo de la o$ser*acin y la

e;perimentacin: &a teora es la generali'acin de la e*idencia e;perimental: Dos

e;perimentos relacionados a los circuitos elctricos constituyen las &eyes de 9irc00o77:

#na de estas leyes8 dice -ue la suma de todas las corrientes elctricas -ue 7luyen a unpunto de unin =nodo>8 es cero:

i1 B i2 B i3 B i4+ i5 ? 5

Por simple inspeccin esto signi7ica -ue algunas corrientes son positi*as y otras

negati*as:


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%

Esto da paso a a7irmar -ue la corriente en un circuito serie sea la misma en cada

elemento8 contrario a lo -ue ocurre con un circuito paralelo8 donde la corriente se di*ide a

ra'n -ue un elemento necesite de ella:

Ley de Kirchho sobre voltajes

&a otra ley de 9irc00o77 dice -ue la suma de todos los *olta%es alrededor de un circuitocerrado es cero: Dic0a red puede constar de toda clase de elementos y puede ser tan

complicada como se desee: 9irc00o77 encontr8 -ue la suma de los *olta%es alrededor de

cual-uier circuito cerrado como a-b-c-d-aes siempre igual a cero: El *olta%e del punto aal

punto bes la di7erencia de potencial elctrico es la cantidad en -ue el potencial elctrico

de a es mayor -ue el potencial elctrico de b. Si a este *olta%e se le llama Vab 8

entonces la ley de 9irc00o77 so$re el *olta%e nos dice -ue1

Vab B Vbc B Vcd B Vda ? 5

Mtodo de mallas

En un circuito elctrico8 una malla es un camino cerrado 7ormado por elementos decircuitos =en el circuito correspondiente a la prctica solo se tienen elementos

resisti*os>:

Segn la &ey de los ,olta%es de 9irc00o778 la sumatoria de los *olta%es en una malla

es igual a cero: Se de$e recordar -ue cuando una corriente pasa por un elemento

de circuito8 en este caso una resistencia se produce una di7erencia de potencial:

&a &ey de !0m esta$lece -ue la di7erencia de potencial =*olta%e> en una

resistencia es igual a la corriente por la resisti*idad del elemento8 es decir1

,?I

Si se multiplican las corrientes de malla por cada resistencia en la malla8 al sumar

los *olta%es el total de$e ser cero:

El con%unto completo de ecuaciones de las leyes de corrientes independientes puede ser

escrito as1

k=1

n

(k , n )Ik=0para n=1,2 . , n'

n ( nn nc)

Donde1

N ? nmero de nodos

n'n ? nmero de nodos independientes

nc ? Numero de componentes =elementos>

El con%unto completo de ecuaciones de las leyes de *olta%es independientes puede ser

escrito as1


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)

k=1

n

(k , m ) Vk=0param=1,2 . , nm ( ne n'n )

Donde1

nm ? nmero de mallas

ne ? nmero de elementos

n 'n ? nmero de nodos independientes

Error experimental&as mediciones -ue se reali'an en la ciencia y la ingeniera tienen por o$%eti*o esta$lecerel *alor numrico de determinada magnitud: Este *alor numrico no corresponde al *alorreal de la magnitud -ue se mide por -ue los resultados -ue se o$tienen en el proceso demedicin son apro;imados de$ido a -ue se o$tienen en presencia del error e;perimental:

Para tratar de manera crtica dic0os *alores y o$tener conclusiones pro*ec0osas de elloses necesario *alorar el error asociado a la magnitud en cuestin durante el proceso demedicin:

#n error e;perimental es una des*iacin del *alor medido de una magnitud 7sica respecto

al *alor real de dic0a magnitud: En general los errores e;perimentales son ineludi$les y

dependen $sicamente del procedimiento elegido y la tecnologa disponi$le para reali'ar

la medicin:

Para calcular el porcenta%e de error en una medicin se 0ace uso de la siguiente 7ormula1

%Error=Valor Teorico Valor Experimental

Valor Terico X100

&aterial E*uipo ,oltmetro

/uente *aria$le de CD

esistencias1 ? 8 2 ? 225 , + ? 55 8 ? 55 8 . ?

55 8 6 ? 9

De$arrollo E(peri'ental: Con la 7uente de ,olta%e y las resistencias construya el circuito de la 7igura :

Enseguida a%uste la 7uente de *olta%e para -ue entregue 5 ,olts cd:

2: Con el *oltmetro mida el *olta%e en cada uno de los elementos de la red decorriente directa:


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-

+n,li$i$: #se las mediciones

o$tenidas en el procedimiento 2 para calcular las corrientes I8 I28 I+8 I8 I.8 I6

de los elementos:2: Simule el circuito en el Spice para o$tener los *alores tericos de las

corrientes I8 I28 I+8 I8 I.8 I6 y los *olta%es ,8 ,28 ,+8 ,8 ,.8 ,6:+: Compare los resultados tericos del Spice de *olta%e y corriente con los

resultados e;perimentales de corriente y *olta%e: #se la 7rmula de clculo

del Error


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/

Clc!los "e#ricos

Corrientes y ,olta%es

F? B 225 B55?+6 GF22?225B 55 B555?+25 GF++?55B555B55?255 GF2?F2? 4 225 GF2+?F+2? 4555 GF+?F+? 455 G

?H

5

?

+6 4225 455 I

5 4225 +25 4555 I2

5 455 4555 255 I+

I? .3: mAI2? +6: mAI+? +.:. mA

I? I ?.3: mA 8 I2? I 4 I2?22:2 mAI+? I2 ?+6: mA 8 I? I 4I+ ?2+: mAI.? I+ ?+.:. mA 8 I6? I2 4 I+ ?:2 mA


Valor Terico X100

$im!laci#n

,olta%es


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1

Corrientes


9/11

0e$ultado$

Elemento

esultado

E;perimental "erico Simulacin

,olta%e=,>

Corriente=mA>

,olta%e=,>

Corriente=mA>

,olta%e=,>

Corriente=mA>

2:6 .:+ 2:6 .3: 2: .3:

2 : 2:. :33 22:2 :33 22:2

+ +:.. +: +:6 +6: +:6 +6:

2:23 2:3 2:+ 2+: 2:+ 2+:

. +:. ++:3 +:.. +.:. +:.. +.:.

6 :6 :2 :22 :2 :2 :2

Porcentaje de Error

El porcenta%e de error Se calcula con la siguiente 7ormula1


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Valor Terico X100

ElementoError = J >

,olta%e Corriente

:+ 2:

2 2:36 +:

+ +:26 6:26

2:6+ 6:3+

. 2:3 :3

6 : 5

Conclu$ione$A tra*s de esta prctica se compro$aron -ue las leyes de 9irc00o77 se cumplen

ya -ue en tanto los clculos reali'ados8 como en la simulacin y las mediciones

e;perimentales los resultados 7ueron similares: &as pe-ueKas di7erencias -ue 0ay

entre *alores tericos y los e;perimentales son de$ido a -ue las resistencias

reales no eran del *alor e;acto adems de -ue los instrumentos de medicin

podan no ser tan sensi$les y dar resultados no e;actos:

(imnez Barrera Ivn Israel

Con ayuda de esta simulacin 7ue de gran utilidad de$ido a -ue se pudo

complementar todo lo *isto es la clase y -ue %unto con la practica se llegaron a

casi los mismos resultados en algunos casos *ariariaron de$ido a las condiciones

pero aun asi 0u$ieron *arias seme%an'as:

Ademas de -ue -ue podemos *er como interactuar con las simulaciones antes de

lle*arlo aca$o y de esta manera *er los pro$lemas -ue se podiran tener una *e'

-ue se lle*e a la practica:

Aldo Mndez Antonio


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En $ase a los resultados o$tenidos en las mediciones8 simulacin y el clculo

terico8 se puede concluir -ue se compro$aron correctamente las leyes de

9irc00o778 tanto de corriente como de *olta%e: Es importante -ue si $ien 0u$o

algunas di7erencias8 esta resultan casi desprecia$les dado el -ue *alor

e;perimental no es muy di7erente del terico: Estos Lerrores se producen por -ue

el *alor de las resistencias no corresponde e;actamente al *alor prometido:

Uribe Rojas Luis

iblio4rafaLAnlisis de circuitos8 Cuarta Edicin8 Allan o$$ins8 Cengage &earning8 M;ico:

2 Paginas

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