Divisor de voltaje y divisor de corriente

Vista previa del material en texto

Práctica 2
DIVISOR DE VOLTAJE Y DIVISOR DE CORRIENTE
Para tener derecho a entrar a laboratorio es requisito presentar los cálculos teóricos de cada uno de los circuitos de la práctica, así como sus simulaciones, además complementar la introducción y traer el circuito armado
OBJETIVOS DE LA PRÁCTICA
· Aplicar el divisor de voltaje en un circuito de corriente directa.
· Aplicar el divisor de corriente en un circuito de corriente directa.
· Sobrecarga
INTRODUCCIÓN
Ley de Ohm
El flujo de la carga eléctrica que circula por un conductor es debido al voltaje aplicado a un elemento resistivo, la magnitud de la corriente eléctrica es igual al valor del voltaje e inversamente proporcional al valor resistivo y fue expresada por el físico matemático alemán George Simón Ohm.
· Escriba la expresión matemática que expresa la Ley de Ohm.
· Defina el concepto de circuito eléctrico.
· Un circuito eléctrico es el conjunto de elementos eléctricos conectados entre sí que permiten generar, transportar y utilizar la energía eléctrica con la finalidad de transformarla en otro tipo de energía como, por ejemplo, energía calorífica (estufa), energía lumínica (bombilla) o energía mecánica (motor)
Divisor de voltaje
Circuito serie
Es un circuito eléctrico donde los elementos activos y pasivos se encuentran conectado uno seguido de otros sin que exista un elemento entre ellos.
-+ V1 -
+ V2
-
+ Vn
Ve
+
-
Donde la sumatoria de voltajes que existe en cada elemento es igual al voltaje fuente.
V	V1	V2	Vn
Se puede conocer el voltaje de uno o más elementos conectados en serie utilizando la expresión de divisor de voltaje.
· Exprese la ecuación general del divisor de voltaje.
Primero tenemos el de las resistencias:
Para el caso de reactancias:
En el caso de impedancias:
 Divisor de corriente
Circuito en paralelo.
Es un circuito eléctrico donde n elementos se encuentran conectados entre dos puntos en común.
II1
I2
In
+
-
Donde la sumatoria de corrientes que existe en cada elemento es igual a la corriente total suministrada.
I	i1i2	in
Se puede conocer la corriente de uno o más elementos conectados en paralelo utilizando la expresión de divisor de corrientes.
· Exprese la ecuación general del divisor de corriente.
· 
Ley de Joule
Es la energía absorbida por un elemento conductor cuando fluye una corriente eléctrica manifestándose en energía calorífica. Fue planteada por el físico ingles James Prescott Joule.
· Mencione las consecuencias del efecto Joule.
· fenómeno irreversible por el cual, si en un conductor circula corriente eléctrica, parte de la energía cinética de los electrones se transforma en calor​​ debido a los constantes choques que sufren con los átomos del material conductor por el que circulan, elevando la temperatura del mismo
· ¿Existe una manera de reducir las pérdidas eléctricas causadas por el efecto Joule?
· Lo que sí se puede elegir es el grosor: cuanto más grueso el cable, menor será su resistencia, menor el número de impactos de unos electrones con otros y, por tanto, menor el calentamiento. El problema con esto, claro, es que un cable muy gordo es más caro, pesa mucho y es menos manejable
ACTIVIDADES PREVIAS
· Leer la Práctica completa.
· Hacer el análisis del circuito de la figura 2.1, calculando el valor de las resistencias totales para cada uno de los puntos de la tabla 2.1.
· Hacer el análisis del circuito de la figura 2.2, calculando el valor del voltaje y potencia disipada de cada uno de los elementos resistivos para cada uno de los puntos de la tabla 2.2.
· Hacer el análisis del circuito de la figura 2.3, calculando el valor de las resistencias totales para cada uno de los puntos de la tabla 2.3.
· Hacer el análisis del circuito de la figura 2.5, calculando los valores de corrientes para cada uno de los puntos de la tabla 2.4.
· Hacer el análisis del circuito de la figura 2.6, calculando los valores de corrientes para cada uno de los puntos de la tabla 2.5
· Realizar la simulación de cada circuito mostrado en la práctica. (Consultar Anexo 2)
· Traer los circuitos armados en la tableta de conexiones (requisito para entrar al laboratorio).
Material
· 2 Resistencias de 220Ω a ½ Watt (R1)
· 3 Resistencias de 100Ω a ½ Watt (R2), (R7), (R8), (R9)
· 2 Resistencias de 680Ω a ½ Watt (R3)
· 2 Resistencias de 120Ω a ½ Watt (R4)
· 2 Resistencias de 270Ω a ½ Watt (R5)
· 1 Potenciómetro de 1KΩ
19
· Fusible de 200mA tipo americano
· Porta fusible tipo abrazadera
· 2 Pares de cables banana-caimán
· 1 Par de cables banana-banana
· Alambre para conexión calibre 22 o telefónico
· 1 Tableta de conexiones
EQUIPO
· Fuente de alimentación
· Multímetro
PROCEDIMIENTO
2. Resistencias conectadas en serie
2.1. Mida y registre en la tabla 2.1 el valor resistivo de los siguientes puntos, tomando como referencia la figura 2.1.a
b
c
d
c
f
a
b
c
f
e
d
Figura 2.1
	Puntos
	Valor
nominal (Ω)
	Valor medido Simulado (Ω)
	Puntos
	Valor
nominal (Ω)
	Valor medido Simulado (Ω)
	ab
	220
	220
	ce
	800
	800
	bc
	100
	100
	df
	390
	390
	cd
	680
	680
	ad
	1000
	1000
	de
	120
	120
	be
	900
	900
	ef
	270
	270
	cf
	1070
	1070
	ac
	320
	320
	ae
	1120
	1120
	bd
	780
	780
	bf
	1170
	1170
Tabla 2.1
 
 
2.2. Divisor de voltajes
2.2.1. Energice el circuito de la figura 2.2 con un voltaje de 5 VCD, mida y registre en la tabla
	Voltaje (V)
	Valor calculado
(V)
	Valor simulado (V)
	Voltaje (V)
	Valor calculado
(V)
	Valor simulado (V)
	𝑉𝑎
	0
	0
	𝑉𝑒𝑓
	.971
	971mV
	𝑉𝑏
	0
	0
	𝑉𝑎𝑐
	1.15
	1.15
	𝑉𝑐
	0
	0
	𝑉𝑏𝑑
	2.805
	2.81
	𝑉𝑑
	0
	0
	𝑉𝑐𝑒
	2.877
	2.88
	𝑉𝑒
	0
	0
	𝑉𝑑𝑓
	1.40
	1.40
	𝑉𝑎𝑏
	.791
	791mV
	𝑉𝑎𝑑
	3.597
	3.60
	𝑉𝑏𝑐
	.359
	360mV
	𝑉𝑏𝑒
	3.237
	3.24
	𝑉𝑐𝑑
	2.446
	2.45
	𝑉𝑎𝑒
	4.0287
	4.03
	𝑉𝑑𝑒
	.4316
	432mV
	𝑉𝑏𝑓
	4.208
	4.21
2.2 los voltajes que se indican en ella. 5V	
Figura 2.2
5 V
2.3. Resistencias en paralelo
2.3.1. Arme el circuito de la figura 2.3., mida y registre el valor resistivo de los elementos en la tabla 2.3. Abra y cierre los interruptores según sea el caso.
Figura 2.3
	Puntos
	Valor calculado
(Ω)
	Valor simulado
(Ω)
	Puntos
	Valor calculado
(Ω)
	Valor simulado
(Ω)
	𝑅1
	220
	220
	𝑅34
	102
	102
	𝑅2
	100
	100
	𝑅45
	83.076
	83.1
	𝑅3
	680
	680
	𝑅123
	62.43
	41.1
	𝑅4
	120
	120
	𝑅234
	50.49
	50.5
	𝑅5
	270
	270
	𝑅345
	74.03
	74
	𝑅12
	68.75
	68.8
	𝑅2345
	42.53
	42.5
	𝑅23
	87.17
	87.2
	𝑅12345
	35.64
	35.6
2.4. Divisor de corrientes
2.4.1. Arme y energice el circuito de la figura 2.4 ajustando el voltaje hasta obtener una corriente de 150mA.
Figura 2.4
Voltaje de la fuente:	5.35	.
2.4.2. Apague la fuente de alimentación.
2.4.3. Mida las corrientes indicadas a continuación (Figura 2.5) y registre sus mediciones en la tabla 2.4.
Figura 2.5
	Corrientes
	Valor calculado (mA)
	Valor simulado (mA)
	Corrientes
	Valor calculado (mA)
	Valor simulado
(mA)
	I1
	
	150
	I5
	
	19.8
	I2
	
	126
	Ia
	
	126
	I3
	
	72.3
	Ib
	
	72.3
	I4
	
	64.4
	Ic
	
	64.4
Tabla 2.4
 
2.4.4. Apague la fuente de alimentación.
CUESTIONARIO
1. Con los voltajes medidos en la tabla 2.2, calcule la potencia disipada de cada uno de los elementos resistivos. Realice una tabla comparativa entre la potencia calculada con los datos teóricos y la calculada con los experimentalmente
	c
	Valor
nominal (Ω)
	Valor calculado
(V)
	POTENCIA
P=v2/R
	R1
	220
	.791
	2.844X10-3
	R2
	100
	.359
	1.28 X10-3
	R3
	680
	2.446
	8.7984X10-3
	R4
	120
	.4316
	1.55 X-3
	R5
	270
	.971
	3.492X10-3
	SUMA
	 1390
	4.9986
	.0179644
	RT
	 1390
	4.9986
	.017997
2. Calcule la potencia suministrada por la fuente del circuito 2.2. compárela con la sumatoria de cada una de las potencias calculadas en el punto anterior. Escriba sus comentarios.
	RT
	 1390
	4.9986
	.017997
La suma de las potencias es igual a la potencia total
3. Considere que el circuito de la figura 2.5 trabajo durante 4 horas, calcule la energía en joule y calorías consumidas por cada elemento, así como la total.
4.Con las corrientes medidas en la tabla 2.4 calcule la potencia disipada, por cada elemento resistivo, y realice una tabla comparativa entre los datos teóricos y experimentales.
5. Calcule la potencia suministrada del circuito de la figura 2.4 y compárela con la sumatoria de las potencias calculadas en la pregunta 4.
6. ¿Qué es la conductancia?
7. Sustituya los valores resistivos del circuito de la figura 2.2 por sus valores de conductancia equivalentes y calcule los voltajes para cada resistor. Compare sus valores con los calculados empleando resistencias.
8. Sustituya los valores resistivos del circuito de la figura 2.4 por sus valores de conductancia equivalentes y calcule los voltajes para cada resistor. Compare sus valores con los calculados empleando resistencias.
9. ¿Qué es un valor nominal y cuál es la importancia de este?
1
 
 
 
 
 
 
 
 
Práctica 2
 
D
IVISOR
 
DE
 
VOLTAJE
 
Y
 
DIVISOR
 
DE
 
CORRIENTE
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 
 
 
 
 
 
 
 
Práctica 2 
DIVISOR DE VOLTAJE Y DIVISOR DE CORRIENTE