P1 DE Téllez González Jorge Luis

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Manual de Prácticas 
Dispositivos y Circuitos 
Electrónicos 
División: Ingeniería Eléctrica Departamento: Electrónica 
 
 
 
 
 
 N° de práctica: 01 
 
 
 
Conceptos Básicos y Manejo de 
Equipos 
 
 
 
 
 
 
Nombre completo del alumno Firma 
 Téllez González Jorge Luis 
 
 
 
 
 
N° de brigada: --- Fecha de elaboración: 26/09/2020 Grupo: 11 
 
 
 
Facultad de Ingenierı́a Laboratorio de Dispositivos Electrónicos
Índice
1. Objetivos del aprendizaje 2
2. Trabajo previo 2
2.1. ¿Qué se entiende por? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
2.2. Ley de Ohm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
3. Redes de Resistencias y Divisores 3
3.1. Resistencias equivalentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.2. Simulación de circuitos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4. Resultados y conclusiones 9
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1. Objetivos del aprendizaje
Aprender el manejo del equipo de laboratorio, código de resistencias, tableta de prototipos y cables
adecuados para cada equipo.
Comprobar la ley de Ohm, leyes de Kirchhoff, el teorema de Thevenin y de Norton.
Diferenciar los conceptos de corriente directa, alterna y el de diferencia de potencial.
2. Trabajo previo
2.1. ¿Qué se entiende por?
(a) Corriente directa: Se trata de un tipo de corriente pulsante (aquella que todo el tiempo viaja en un
mismo sentido) la cual mantiene todo el tiempo su dirección, pero su magnitud puede variar.
Figura 1: Ejemplo gráfico del comportamiento de una corriente directa.
(b) Voltaje: Magnitud fı́sica utilizada para medir la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos.
Esta se mide por medio de un instrumento denominado voltı́metro.
(c) Potencia: Se refiere a la cantidad de energı́a eléctrica por unidad de tiempo que puede transferirse
a un circuito eléctrico para alimentarlo. A su vez, puede referirse a la cantidad de energı́a eléctrica
entregada o recibida por un determinado componente eléctrico. Se mide en Watts.
Pelec =Vi[W ] =Vi[(V )(A)] (1)
(d) Diferencia de potencial: Corresponde al trabajo externo que se requiere para mover una carga unita-
ria de una posición A a una posición B dentro de un campo eléctrico.
Vba =−
∫ b
a
E ·dS (2)
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2.2. Ley de Ohm
Considérese la expresión:
E f ecto =
Causa
Oposición
(3)
Ahora, recordando los siguientes conceptos:
Intensidad de corriente eléctrica: Cantidad de carga que pasa por media de una sección recta de un
conductor en la unidad de tiempo. Su unidad es el Ampere [A].
Resistencia eléctrica: Representa una caracterı́stica intrı́nseca de los cuerpos y se refiere a la oposi-
ción al paso de la corriente eléctrica a través de un cuerpo, la cual se encuentra únicamente en función
del tipo de material del cuerpo y sus dimensiones. Su unidad es el Ohm [Ω].
El resultado del transporte de cargas eléctricas de un punto a otro resulta en un flujo de corriente
eléctrica. Sin embargo, la conducción eléctrica perfecta no se encuentra en la realidad y se ve limitada
por las caracterı́sticas del material sobre el que fluye la corriente. Por tanto, resulta natural considerar a la
diferencia de potencial como la causa, la intensidad eléctrica como el efecto y, finalmente, la resistencia
como la oposición.
I[A] =
V
R[Ω]
(4)
3. Redes de Resistencias y Divisores
Por medio de los diagramas eléctricos se encuentran las siguientes representaciones para las resistencias
comunes, variables y de reóstato.
Figura 2: Ejemplo gráfico del comportamiento de una corriente directa.
Las resistencias pueden encontrarse conectadas de dos formas, en serie o en paralelo. Se dice que
dos resistencias se encuentran en serie cuando comparten un nodo común en el cual no se encuentra co-
nectado otro elemento, y por tanto, la corriente que las atraviesa es idéntica. Dicho de otro modo, estàn
conectadas una después de la otra.
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La ley de tensiones de Kirchhoff establece que el voltaje total resulta de la suma lineal de cada
uno de los voltajes, siendo las resistencias variables y la intensidad constante. Ası́ mismo, la resistencia
equivalente corresponde a la suma individual de cada una de las resistencias.
Figura 3: Ejemplo gráfico del comportamiento de una corriente directa.
Por otra parte, se dice que dos resistencias se encuentran en paralelo cuando sus terminales se
encuentran conectadas entre los mismos nodos. En este caso, el voltaje entre cada terminal siempre es el
mismo.
A partir de su análisis por medio de la ley de tensiones de Kirchhoff se puede hallar que la intensidad
de corriente es equivalente al voltaje de un punto A un punto B divido entre la resistencia equivalente. A su
vez, la resistencia equivalente corresponde a la suma de los inversos multiplicativos del valor de cada una
de la resistencias.
Figura 4: Ejemplo gráfico del comportamiento de una corriente directa.
Las resistencias se encuentran etiquetadas por medio de un código de colores que es utilizado para
determinar su valor de resistencia expresada en [Ω]. Generalmente se tienen 4 lı́neas o barras de colores
(Aunque algunas resistencias tienen una barra adicional de color).
La primera lı́nea representa el dı̀gito de las decenas.
La segunda lı́nea expresa unidades.
La tercera lı́nea indica la potencia de 10 por la cual se multiplica el valor obtenido de la unión de los
dos números obtenidos.
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La cuarta lı́nea indica tolerancia de presentarse.
Figura 5: Ejemplo gráfico del comportamiento de una corriente directa.
Por ejemplo, sea un resistencia con los siguientes colores: verde, amarillo y rojo. De las primeras
dos lı́neas se obtiene el número 54, y luego, se obtiene el valor 100/102 considerando la tolerancia de 2%.
Finalmente, se multiplica (54)(102) = 5408[Ω] = 5.408[kΩ].
3.1. Resistencias equivalentes
El teorema de Thevenin es uno de los enunciados básicos de la teorı́a de circuitos utilizado para calcular y
simplificar un sistema eléctrico, donde un circuito complejo con dos terminales puede convertirse en uno
simple, compuesto por una única fuente de voltaje conectada en serie con una resistencia única.
Por otra parte, el teorema de Norton permite de igual manera simplificar un circuito y se consideran
teoremas equivalentes. Este establece que un circuito lineal de dos terminales puede sustituirse por un
circuito equivalente formado por una fuente de corriente en paralelo con una resistencia. En ambos casos,
las resistencias quedan simplificadas en una única resistencia representativa.
Figura 6: Ejemplo gráfico del comportamiento de una corriente directa.
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El siguiente circuito se compone de tres resistencias R1, R2 y R3 conectadas en serie.
Figura 7: Ejemplo gráfico del comportamiento de una corriente directa.
Sea R1=1[kΩ], R2=10[kΩ] y R3=25[kΩ], para obtener la resistencia equivalente de este circuito
únicamente se tiene que sumar el valor individual de cada uno.
RT = R1 +R2 +R3 = 5[kΩ]+10[kΩ]+25[kΩ] = 40[kΩ]
Posteriormente, se tienen los siguientes dos circuitos con resistencias conectadas en paralelo.
Figura 8: Ejemplo gráfico del comportamiento de una corriente directa.
Utilizando los mismos valores propuestos, la resistencia equivalente se obtiene como el inverso
multiplicativo de la suma de cada uno de los valores inversos de las resistencias:
RT 1 =
1
( 1R1 +
1
R2)
=
1
( 15[kΩ] +
1
10[kΩ])
= 3.333[kΩ]
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RT 2 =
1
( 1R1 +
1
R2 +
1
R3)
=
1
( 15[kΩ] +
1
10[kΩ] +
1
25[kΩ])
= 2.94117[kΩ]3.2. Simulación de circuitos
Dado el siguiente circuito, se obtendrán los voltajes de salida V1 y V1, ası́ como las corrientes I1 e I2. Para
la simulación del circuito se usará el kit de contrucción de circuitos Livewire Professional Edition.
Figura 9: Primer circuito propuesto.
A continuación, se obtiene la resistencia total, la intensidad total de la corriente que circulo y los
voltajes VR1 y VR2; considerando que la intensidad es constante sobre todo el circuito.
RT = R1 +R2 = 10000[Ω]+1000[Ω] = 11000[Ω]
IT =
VT
RT
=
10
11000
= 0.000909[A] = 0.909[mA]
VR1 = (IT )(R1) = (0.000909[A])(10000[Ω]) = 9.09[V ]
VR2 = (IT )(R2) = (0.000909[A])(1000[Ω]) = 0.909[V ]
Los datos obtenidos a partir de la simulación del circuito arrojan los siguientes resultados:
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Figura 10: Simulación en Livewire del primer circuito.
Figura 11: Tabla de resultados comparativos entre los resultados teóricos y los simulados.
El segundo circuito a simular se trata de una configuración similar de resistencias pero ahora conec-
tadas en paralelo, como se muestra en la imagen.
Figura 12: Ejemplo gráfico del comportamiento de una corriente directa.
Se establecen las expresiones y se realizan los cálculos teóricos para obtener los datos solicitados,
obteniendo lo siguiente:
VT =VR1 =VR2 = 10[V ] (5)
I1 =
VT
R1
=
10[V ]
10000[Ω]
= 0.001[A] = 1[mA] (6)
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I2 =
VT
R2
=
10[V ]
4700[Ω]
= 0.0021276[A] = 2.1276[mA] (7)
IT = I1 + I2 = 0.0031276[A] = 3.1276[mA] (8)
Por medio de la simulación se obtienen los siguientes resultados:
Figura 13: Simulación en Livewire del segundo circuito.
Figura 14: Tabla de resultados comparativos entre los resultados teóricos y los simulados.
4. Resultados y conclusiones
A raiz de los resultados arrojados, es posible observar que los datos obtenidos con las simulaciones de los
circuitos no son exactamente iguales a los resultados teóricos, sin embargo, se asemejan de forma notable.
Por tanto, los resultados teóricos permiten tener una medida general de los resultados esperables en un
circuito creado fı́sicamente.
Por medio de las simulaciones fue posible verificar la validez del uso de la ley de Ohm, las leyes de
Kirchhoff y los teoremas de Thevenin y Norton. Es importante destacar que todas ellas funcionan en conjun-
to al momento de realizar el análisis de un circuito. Considerando que los conceptos anteriores, y aquellos
relacionados al curso de Electricidad y Magnetismo, ya han sido revisados anteriormente, esta práctica re-
sulta una excelente forma de recordar determinados conceptos que serán retomados posteriormente en el
curso.
Evidentemente, el desarrollo de habilidades en el manejo del equipo de laboratorio no es un objetivo
que pueda desarrollarse en plenitud de acuerdo a las condiciones actuales de trabajo remoto. Ası́ mismo,
el uso de una tableta de prototipos y cables fı́sicos resulta fuera del alcance actual de las condiciones de
trabajo.
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Referencias
[3] Como leer el valor de una resistencia. Recuperado de: https://sites.google.com/site/
trabajodetallerbasico95/como-leer-el-valor-de-una-resistencia. Fecha de consulta:
26/09/2020.
[2] Teorema de Norton. Recuperado de: https://dademuch.com/2019/11/10/
teorema-de-norton-analisis-de-circuitos-electricos/. Fecha de consulta: 26/09/2020.
[1] Teorema de Thevenin. Recuperado de: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/
electric/thevenin.html. Fecha de consulta: 26/09/2020.
[4] Viñas, L. P. (1999). Circuitos y dispositivos electrónicos. Edicions UPC, 6th edition.
Los créditos de las fotografı́as pertenecen a sus respectivos autores. c©
LATEX
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https://sites.google.com/site/trabajodetallerbasico95/como-leer-el-valor-de-una-resistencia
https://sites.google.com/site/trabajodetallerbasico95/como-leer-el-valor-de-una-resistencia
https://dademuch.com/2019/11/10/teorema-de-norton-analisis-de-circuitos-electricos/
https://dademuch.com/2019/11/10/teorema-de-norton-analisis-de-circuitos-electricos/
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/electric/thevenin.html
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/electric/thevenin.html