597766160-Ingenieria-Mecanica-Electrica-INME

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UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA
Departamento de Ingeniería
Mecánica Eléctrica
Nombre de la materia
Laboratorio de Circuitos Eléctricos I
Tema
Manual de prácticas
Nombre del Alumnos
Velez Gutierrez Jesús Alejandro (216506028)
Ramirez Morales Josue (219749436)
Mora Lopez Miguel Angel (220287888)
Vega Gómez Brayan Israel (220792124)
Sección
D05
Horario
L 11:00-12:55
Nombre del docente
González García Juan Manuel
Fecha
25 de mayo de 2022
Practica 2: Uso de voltímetro, amperímetro y óhmetro
Propósito: Familiarizarse con el uso del multímetro, ya que en las siguientes prácticas este
aparato se convertirá en la principal herramienta de medición de los distintos parámetros que
intervienen en un circuito.
Procedimiento:
Uso de voltímetro:
● Las terminales del aparato deberán insertarse en los bornes marcados como común
(negativo), y otro más donde esté la letra V de volts (positivo).
● Un Voltímetro siempre se conecta en paralelo con el par de puntos de los cuales se
desea conocerla diferencia de potencial.
Uso de amperímetro:
● Las terminales del aparato deberán insertarse en los bordes marcados como común o
negativo, y otro más donde esté la letra A de amperios (terminal positiva).
● Un amperímetro siempre se conecta en serie, con el elemento del cual deseamos
conocer la corriente (antes o después del elemento).
Uso de óhmetro:
● El selector deberá de ubicarse en donde esté la letra y las terminales se insertarán en el
borne común y otro borne donde esté la letra .
● Para comenzar la medición, colocaremos el par de terminales del óhmetro en los
orificios del instrumento marcado común para la terminal negra y el que tiene la letra.
● Para la terminal o punta con cable rojo ( es importante esa polaridad sobre todo
cuando se va a probar diodos o transistores).
● El resistor del que se desea conocer la resistencia a parte de estar desenergizado
deberá de estar desconectado del circuito al menos de una de sus dos terminales.
● Finalmente colocaremos el par de terminales del óhmetro con las respectivas dos
terminales del resistor.
Desarrollo:
En esta práctica el maestro nos indicó que entendiéramos el multímetro para que nos
fuéramos familiarizado con el funcionamiento nos explicó que como colocarlo para que
pudiera medir la corriente directa y la corriente indirecta, ya con eso dicho procedimos a
medir una batería de 9 voltios y ver cuántos voltios tenía esa batería
Después de eso cambiamos a corriente directa y nos pidió el maestro que pudiéramos cuanto
voltaje tiene nuestros hogares solo que algunos compañeros tenían duda de que si el
multímetro estuviera en la parte correcta se le pidió al maestro que revisara a esos
compañeros para que estos no quemaran los fusibles del multímetro y por último nos explico
el cómo medir una resistencia con el multímetro colocándolo en la medición de ohm pero
antes nos dio una explicación con una tabla de colores.
Cuestionario Cap 2 Multímetro
La resistencia interna de un voltímetro es teóricamente: Infinita.
¿Cómo podríamos conocer la resistencia de un elemento que está energizado? Utilizando
un voltímetro, un amperímetro y aplicando la ley de Ohm.
La resistencia interna de un amperímetro es teóricamente: De cero Ohms
¿Qué sucede si conectamos un amperímetro en paralelo con la fuente de la cual se desea
conocer la corriente que proporciona? Se ponen en corto circuito el multímetro y la fuente.
Para medir voltaje, el voltímetro se debe conectar: En paralelo con las terminales del
elemento del cual se desea conocer el voltaje.
¿Qué sucede si un voltímetro se conecta en serie con el elemento del cual se desea
conocer su voltaje? Se bloquea el paso de corriente y muestra el voltaje a la entrada de esa
red.
¿Cómo se conecta un Wattmetro? La bobina de potencial del Instrumento se conecta en
paralelo con la carga y la de corriente en serie con esta.
¿Por qué razón para medir la resistencia de un resistor, que está en un circuito
desenergizado, deberá estar desconectado del circuito al menos de una de sus
terminales? Para que tenga una lectura precisa.
¿Cómo se procede para medir voltajes muy elevados (23 KV o 69 KV o cualquier otra
alta tensión)? Se utiliza un transformador de potencial
¿Qué nos indica el hecho de que la medición de voltaje o corriente en un multímetro
digital arroje una lectura negativa (o en un analógico la deflexión sea en sentido
contrario)? Que está mal polarizado el multímetro, las terminales están invertidas.
Conclusiones
Mediante la práctica realizada nos dimos cuenta que es importante conocer las diferentes
funciones que puede realizar un multímetro, además de la manera en la que se deben de
realizar cada una de ellas para no dañar el aparato que se está utilizando. Nos dimos cuenta
de las diferencias entre un multímetro análogo y un multímetro digital.
Para tener un conocimiento más amplio y no solo dejarlo en la teoría, mediante la
experimentación se midió el voltaje de una fuente de corriente directa como vendría siendo
una batería, y la fuente de corriente alterna como es la que CFE suministra a nuestras
casas, a la hora de realizar la medición correspondiente aprendimos cuál es el proceso para
poder medirlas de manera correcta y observar los resultados esperados.
Práctica 3: Resistencia eléctrica y Ley de ohm
Objetivo: Que el alumno compruebe experimentalmente la veracidad de la ley de Ohm y que
esto le genera la confianza suficiente en esta útil herramienta como medio para resolver
circuitos. Además, observará que papel desempeñan los resistores como elementos físicos o
representativos de cargas en los circuitos eléctricos y los parámetros de los que depende la
resistencia de un resistor.
Fundamento:
La ley de Ohm se usa para determinar la relación entre tensión, corriente y resistencia en un
circuito eléctrico.
Para los estudiantes de electrónica, la ley de Ohm (E = IR) es tan fundamental como lo es la
ecuación de la relatividad de Einstein (E = mc²) para los físicos.
E = I x R
Cuando se enuncia de forma explícita, significa tensión = corriente x resistencia, o voltios =
amperios x ohmios, o V = A x Ω.
Conceptos claves de la ley de Ohm
Carga
La fuente de todas las cargas eléctricas reside en la estructura atómica. La carga de un
electrón es la unidad básica de la carga. La medida para la carga es el coulomb (C) en honor
al físico francés Charles Augustin de Coulomb. La carga de un electrón es igual a 1,60
x10-19 C. Esto significa que una carga de 1 C es igual a la carga de 6,25x1018 electrones.
Conductores
Aquellas sustancias por donde las cargas se mueven fácilmente se llaman conductores. Los
metales son excelentes conductores debido a la descolocación o movimiento de sus electrones
en su estructura cristalina atómica. Por ejemplo, el cobre, que es usado comúnmente en
cables y otros dispositivos eléctricos, contiene once electrones de valencia. Su estructura
cristalina 18 consta de doce átomos de cobre unidos a través de sus electrones descolocados.
Estos electrones pueden ser considerados como un mar de electrones con la capacidad de
migrar por el metal.
Aislantes
En cambio, aquellas sustancias que resisten al movimiento de la carga son llamadas aislantes.
Los electrones de valencia de los aislantes, como el agua y la madera, están fuertemente
restringidos y no pueden moverse libremente por la sustancia.
Corriente
La corriente eléctrica es el flujo de carga a través de un conductor por unidad de tiempo. La
corriente eléctrica se mide en amperios (A). Un amperio es igual al flujo de 1 coulomb por
segundo, es decir, 1A= 1C/s.
Voltaje
La corriente eléctrica que fluye por un conductor depende del potencial eléctrico o voltaje y
de la resistencia del conductor al flujo de carga. La corriente eléctrica es comparable al flujo
del agua. La diferencia de la presión de agua en una manguera permite que el agua fluya
desde una presión alta a una presión baja. La diferencia de potencial eléctrico medido en
voltios permiteel flujo de las cargas eléctricas por un cable desde una zona de potencial alto a
uno bajo. La presión del agua se mantiene por una bomba, y la diferencia de potencial para la
carga se mantiene por una batería.
Resistencia
Resistencia eléctrica La resistencia eléctrica es la dificultad con la que las cargas eléctricas
fluyen a través de un conductor. Usando la analogía del agua, la resistencia eléctrica puede
ser comparada a la fricción del flujo de agua por un tubo. Un tubo liso y pulido ofrece poca
resistencia al paso del agua, mientras que un tubo rugoso y lleno de desperdicios hará que el
agua se mueva más lentamente.
Desarrollo:
En esta práctica lo que se realizó fue tomar la resistencia con nuestro multímetro para así
obtener el valor que nos da con él, ya a partir de eso se aplicaron los cálculos para encontrar
la tolerancia del valor real que se nos da.
Cuestionario Cap 3 Ley de ohm
¿Cuáles son los cuatro parámetros de los que depende la resistencia de un elemento?
Longitud, temperatura, resistividad y sección transversal.
¿Por qué es importante respetar el voltaje nominal establecido por el fabricante en los
aparatos eléctricos? Para no acortar la vida útil de los mismos
¿Qué sucede si a un reóstato al que se le está aplicando determinado voltaje, se le
disminuye la resistencia a la mitad? Se duplica corriente en el circuito
¿Mediante qué elemento pasivo podemos simbolizar un aparato que consume potencia
eléctrica útil? Un resistor
¿Cómo afecta el aumento de temperatura a la resistencia de un elemento hecho con un
material conductor? Aumenta su resistencia
¿Cual de las 2 formulas que se muestran es incorrecta para calcular la resistencia de un
conductor en base a la temperatura? R2=(|T|+t2) / (|T|+t1 ) R1 y
Rx=R(20℃) [1+α(20℃) ∆T] Ninguna
Investigue la resistividad a temperatura ambiente del aluminio, para luego calcular la
resistencia de un conductor de 50 metros de longitud y una sección transversal de 3
milímetros cuadrados a una temperatura de 100 grados centígrados y busca cual es el
resultado correcto de los mencionados abajo. R=0.617 Ohms
¿Cómo se comporta la resistencia de un elemento cuando a este le duplicamos el área o
sección transversal? La resistencia se va a la mitad de su valor
Investigue la resistividad a temperatura ambiente del Tungsteno, para luego calcular la
resistencia de un conductor de 100 metros de longitud y una sección transversal de 1 .0
centímetro cuadrado a una temperatura de 200 grados centígrados y busca cual es el
resultado correcto de los mencionados abajo. 0.1042 Ohms
En un circuito serie de 2 resistencias, una de 560 Ohms y otra de 2,200 Ohm (2K2) que
es alimentado por una fuente de 100 Volts, V en 560 = 20.28 volt, y V en 2K2 = 79.71 volt
Conclusiones:
En esta práctica conocimos todos lo necesario sobre el uso del multímetro, en este caso nos
basamos en las resistencias en cómo medir con nuestro multímetro las resistencias, como
hacer los cálculos para conocer su valor dispersión.
Esta práctica fue muy interesante porque fue la primera vez que utilizaba un multímetro y
aprendí varias cosas, además como ingenieros es una herramienta muy fundamental dentro
de nuestro trabajo.
Práctica 4: Ley de tensiones de Kirchhoff
Objetivo:
Demostrar experimentalmente que la suma algebraica de las diferencias de potencial en una
malla en un circuito eléctrico es cero. Además se comprobará la validez de la regla del
divisor de tensión.
Fundamento:
Esta ley es llamada también segunda ley de Kirchhoff, se la conoce como la ley de las
tensiones y nos dice que, en un circuito cerrado, la suma de todas las caídas de tensión es
igual a la tensión total suministrada. De forma equivalente, la suma algebraica de las
diferencias de potencial eléctrico en un circuito es igual a cero.
∑(k=1)^n=〖VK=V1+V2+V3…+Vn〗=0
Esta ley se basa en la conservación de un campo potencial de energía. Dado una diferencia de
potencial, una carga que ha completado un lazo cerrado no gana o pierde energía al regresar
al potencial inicial, esta ley es cierta incluso cuando hay resistencia en el circuito.
• Corriente: La cantidad de corriente es la misma que atraviesa en todos los
componentes de un circuito en serie.
𝐼𝑇 = 𝐼1 = 𝐼2 = 𝐼3 ∙∙∙= 𝐼𝑛
• Resistencia: La resistencia total de cualquier circuito en serie es igual a la
suma de las resistencias individuales.
𝑅𝑇 = 𝑅1 + 𝑅2 + 𝑅3 ∙∙∙ +𝑅𝑛
• Tensión: La tensión total en un circuito en serie es igual a la suma de las
tensiones en cada uno de los receptores conectados en serie.
𝑉𝑇 = 𝑉1 + 𝑉2 + 𝑉3 ∙∙∙ +𝑉𝑛
• Potencia: La potencia total disipada por un circuito en serie es igual a la suma
de las potencias de todas sus resistencias.
𝑃𝑇 = 𝑃1 + 𝑃2 + 𝑃3 ∙∙∙ +𝑃𝑛
Procedimiento:
Cuestionario Cap 4 Ley de tensiones de Kirchhoff
¿A qué se le denomina caída de tensión? Al voltaje consumido por un resistor o elemento
pasivo
¿Como se obtiene la resistencia equivalente de un circuito Serie? Sumando el valor de
cada una de las resistencias que conforman para obtener el total.
¿En dónde podemos encontrar o medir la FEM (Fuerza Electromotriz) en un circuito?
Solo entre las terminales de una fuente de Voltaje.
¿De qué forma se distribuye la caída de tensión entre los elementos que están en serie en
un circuito cerrado? Cada elemento consume un voltaje directamente proporcional su valor
óhmico
¿Que establece la Ley de Tensiones de Kirchhoff? La suma algebraica de voltajes
alrededor de una trayectoria cerrada es igual a cero.
¿Qué cambio se da en la ecuación de la Ley de Tensiones de Kirchhoff si la trayectoria
sobre la que se va a aplicar esta Ley de tensiones se elige a favor o en contra de las
manecillas del reloj? Cambia la polaridad de las caídas de tensión en los elementos
En un circuito serie con resistencia del R1 al R6, se cortocircuitarán las resistencias R3
y R4, ¿Que sucede con el voltaje que dejarían de consumir esos elementos? Da lugar a un
aumento en la caía de tensión directamente proporcional al valor de las resistencias que no
están en el corto.
¿Por qué cuando mido la salida de la fuente en un circuito abierto el potencial es mayor
que cuando se cierra el circuito al volver a medir entre sus terminales el voltaje es
menor? Porque la fuente tiene una resistencia interna, que queda en serie a la salida de ella
En un circuito serie con valores Ohms como sigue R1 =330, R2 = 1200, R3= 470 y R4=
920, y una fuente de 18V, calcule la I total y la corriente en R3 solamente. Escoge cuál
de los incisos da los valores que tu calculaste. I total =6.16 mA, I en R3 = 0.00616 A
En el mismo circuito anterior, calcule caída de tensión que nos daría las resistencias R2
hasta R4 juntas. Marque la respuesta correcta. 15.96 V
Conclusiones:
Estas leyes son utilizadas para encontrar corrientes y tensiones en cualquier punto de un
circuito eléctrico.
Después de analizar la ley de tensiones de Kirchhoff, se pudo realizar la práctica y obtener
los resultados deseados, una vez que se analizó el contenido temático teórico, se puso en
práctica en el laboratorio lo antes visto y se rectificaron los cálculos del circuito.
Primero se hicieron los cálculos correspondientes para después pasar a la parte práctica y
corroborar los datos, con el objetivo que esto coincidiera tanto en la parte calculada como
en la medida. Con esto se puede deducir finalmente que esta ley es sumamente importante
para conocer cuál es la caída de tensión en una resistencia dada y cómo se mida.
Práctica 5: Ley de corriente de Kirchhoff
Objetivo:
Comprobar la veracidad de la ley de corrientes de Kirchhoff, así como la utilidad de saber
aplicar adecuadamente esta ley. También y como consecuencia de la aplicación de esta ley, se
puede deducir la ecuación que rige el comportamiento de las resistencias en paralelo.
Fundamento:
Esta ley también es llamada ley de nodos o primera ley de Kirchhoff y es común que se use la
sigla LCK para referirse a esta ley. La ley de corrientesde Kirchhoff nos dice que: En
cualquier nodo, la suma de las corrientes que entran en ese nodo es igual a la suma de las
corrientes que salen. De forma equivalente, la suma de todas las corrientes que pasan por el
nodo es igual a cero
∑(k=1)^n〖VK=I1+I2+I3…+In〗=0
Un nodo se define como el punto donde se unen dos o más elementos. En electricidad un
nodo puede ser un punto, línea, superficie o volumen donde se unen dos o más elementos.
La ley se basa en el principio de la conservación de carga donde la carga en coulomb es el
producto de la corriente en amperios y el tiempo en segundos, por definición, un nodo es un
punto de una red eléctrica en el cual convergen tres o más conductores, esta primera ley
confirma el principio de la conservación de las cargas eléctricas.
Desarrollo:
Calcular la R desconocida para que quede bien polarizado el LED con 2.0V y 10mA.
Conseguir esas resistencias o bien usar Serie paralelos para obtener el valor antes
determinado. Una vez armado, medir: I en el LED, así como V en el led.
Cuestionario 5 Ley de Corrientes de Kirchhoff
¿Por qué la resistencia equivalente de varios resistores en paralelo siempre es menor
que la menor de las resistencias que componen la conexión en paralelo? Porque el área de
conducción se incrementa.
¿Qué establece la ley de corrientes de Kirchhoff? La suma algebraica de corrientes en un
nodo es cero
¿Qué establece la regla del divisor de corriente? Que la corriente en una Rx es igual a la I
total que multiplica a la R equivalente dividida entre la Rx
Si la corriente que recibimos en casa por un hilo es la misma que retornamos a CFE por
el otro hilo ¿Entonces qué es exactamente lo que se nos cobra? La energía consumida por
los aparatos en un intervalo de tiempo t.
En una ocasión, se midió la corriente en una bomba de agua, en uno de sus hilos ésta
marcaba 4.7 Amper, pero en el otro hilo la corriente era de 2.8 A, ¿Cómo se explica
esto? Falla de aislamiento del motor que deriva una corriente a tierra.
¿Qué es la conductancia? El inverso de la resistencia.
La ley de corrientes de Kirchhoff se aplica solo para cuando queremos: Considerar el
análisis de la proporción de corrientes por cada rama que sale de un nodo
¿Qué valor tiene R en el siguiente circuito, sabiendo que por ella circulan 3 Amper?
Realice los cálculos correspondientes en otra hoja y engrápela en el manual. 17.6 Ohms
Usando la figura del circuito anterior, calcule la caída de tensión en la resistencia de 4
Ohms 52.8 V
Conclusiones:
Gracias a esta práctica, pudimos poner en práctica nuestros conocimientos adquiridos tanto
en clase como en el mismo laboratorio sobre las ley de corrientes, y como extra también
aprendimos el funcionamiento de un led, sus especificaciones y como se comporta en
corriente directa de una fuente de voltaje con resistencias.
Práctica 6: Circuito serie-paralelo
Objetivo:
Adquirir la destreza necesaria para saber identificar cuando los elementos están conectados
en serie o en paralelo, y de esta manera poder aplicarles las ecuaciones correspondientes para
simplificar el circuito a su mínima expresión, ya que esto constituye el primer paso para
resolver un circuito.
Fundamento:
En un circuito puramente paralelo, nunca hay más de dos conjuntos de puntos eléctricamente
comunes, sin importar cuántos componentes estén conectados. Hay muchos caminos para el
flujo de corriente, pero solo un voltaje en todos los componentes
En un circuito paralelo, todos los componentes están conectados entre sí, formando
exactamente dos conjuntos de puntos eléctricamente comunes, En un circuito en paralelo, el
voltaje en cada uno de los componentes es el mismo, y la corriente total es la suma de las
corrientes a través de cada componente.
Desarrollo:
Se trabajará con el mismo circuito de la práctica anterior, pero esta vez con una pequeña
diferencia. Para este ejercicio se pretende cambiar o reemplazar la resistencia de 220Ω por
otra y que permita trabajar al led con la resistencia R calculada en la anterior práctica que
era una de 370Ω. También se cambiará la fuente por una de 12V esto con el fin de verificar
que el led tiene la misma polaridad.
Cuestionario Cap 6 Serie paralelo
Se entiende por topología de una red eléctrica: La forma en que se presenta el diagrama de
la red.
En un circuito mixto, ¿qué características se debe tener? Es un circuito donde hay
elementos de carga conectados en serie y otros en paralelo.
En el circuito de la figura de abajo hay 4 resistencias que estan en paralelo, ¿cuál de la
opción es la correcta? Resistencias 3, 5, 8 y 9 Ohms
Tomando como referencia el diagrama del circuito anterior, calcula la Resistencia
equivalente de todo el circuito. 2.98 Ohms
Tomando como referencia el diagrama del circuito anterior, calcula la corriente en 10
Ohms 9.73 A
Tomando como referencia el diagrama del circuito anterior, calcula la corriente que está
entregando la fuente. 36.86 A
En el circuito Puente de abajo calcule la Resistencia equivalente de todo el circuito.27.08
Ohms
En el circuito Puente de arriba, calcule la corriente que suministra la fuente al circuito.
4.06 A
En el circuito Puente de arriba, calcule la corriente que pasa por la resistencia de 25
Ohms.0.67 A
En el circuito Puente de arriba, calcule la corriente Ix que pasa por el conductor.1.69A
Conclusiones:
Gracias a esta práctica, pudimos poner en práctica nuestros conocimientos adquiridos tanto
en clase como en el mismo laboratorio sobre las ley de corrientes, y como extra también
aprendimos el funcionamiento de un led, sus especificaciones y como se comporta en
corriente directa de una fuente de voltaje con resistencias.
Práctica 7: Circuito Delta estrella
Objetivo:
Comprobar la teoría de la convertibilidad delta- estrella creando dos circuitos, uno en delta y
otro en estrella, que sean intercambiables en un circuito.
Fundamento:
Los nombres de delta y estrella vienen de la forma de los esquemas, parecidos a la letra
griega y a la figura. La transformación te permite reemplazar tres resistores en una
configuración de Δ por tres resistores en una configuración en Y, y viceversa.
Con el estilo de trazado de Δ−Y, Y se hace hincapié en que estas son configuraciones de tres
terminales. Es importante darse cuenta del número diferente de nodos en las dos
configuraciones. Δ tiene tres nodos, mientras que Y tiene cuatro nodos (uno adicional en el
centro)
Desarrollo:
.
Cuestionario capitulo 7 Conexión Delta-Estrella
¿Cuáles no serían las aplicaciones más comunes de circuitos Estrella y Delta?
Interconexión de tres baterías.
Indique la interconexión de los elementos en el siguiente circuito: Rb y Rc están en serie
y estas en paralelo con Ra.
Calcule y selecciones cuánto vale la resistencia equivalente entre los puntos a y b del
siguiente circuito?. Realice los cálculos en otra hoja aparte y engrápela en el manual y
encierre la respuesta en un círculo. 8.22 Ohms
Considerando el circuito anterior, calcule y seleccione cual sería la Potencia que estaría
disipando entre a y b si lo alimentamos con una fuente de 50 Volts de DC. 304.1Watts
Considerando el circuito anterior, calcule y seleccione cual sería la Potencia que estaría
disipando la resistencia de 3 Ohms, si lo alimentamos con una fuente de 70 Volts de
DC. 217.5 Watts
Calcular el potencial Va-b del circuito anexo 87.6 V
Del circuito anterior calcular Vb 32.4 V
Del mismo circuito anterior calcular Vc 48.9 V
¿Cuál es el propósito de la transformación de un circuito Delta a Estrella o viceversa
Para simplificar el cálculo de la resistencia equivalente de un circuito .
¿Cómo quedaría una de las ecuaciones en el proceso de transformación de un circuito
de Delta a Estrella, si los valores de los componentes son iguales en las 3 ramas ? Ra = 3
x(R1)
Conclusiones:
En esta práctica se conocieron a detalle el desarrollo de conexiones delta y estrella, en la
cual desarrollamos nuestro circuito como se marcaba en la práctica, donde obtuvimosnuestro resultado por medio de nuestro multímetro, pero también por medio de la
aplicación de fórmulas y cálculos y obtuvimos los mismos valores correspondientes.
Práctica 8: Circuito por mallas
Objetivo:
Éste método tiene como objetivo conocer las corrientes que circulan dentro de un lazo
cerrado o “malla” donde así se pueden comprobar de una manera más fácil y rápida de
conocer la intensidad de corriente, por medio de un sistema de ecuaciones, en una matriz con
solución independiente. Se usan las fuentes de corriente como incógnita o voltaje
desconocido.
Fundamento:
El método de la corriente de malla es otro método bien organizado para resolver circuitos (el
otro es el del voltaje en los nodos). Al igual que en cualquier análisis de circuito, tenemos que
resolver un sistema de 2 ecuaciones independientes, donde E es el número de elementos del
circuito. El método de la corriente de malla facilita el análisis, y produce un número
relativamente pequeño de ecuaciones a resolver.
Un lazo es cualquier trayectoria cerrada alrededor de un circuito. Para formar un lazo, debes
comenzar en la terminal de algún componente y trazar un camino a través de elementos
conectados hasta llegar nuevamente al punto de partida. Un lazo solo puede pasar por un
elemento una vez (de tal forma que no obtengas lazos que parezcan el número). En el circuito
de arriba hay tres lazos: dos representados con una línea continua.
Una malla es una clase restringida de lazo; una malla es un lazo que no contiene otros lazos.
En el circuito de arriba, los lazos son mallas porque no hay lazos pequeños dentro de ellas. El
lazo punteado no es una malla, pues contiene dos lazos distintos.
Desarrollo:
Cuestionario Cap 8 Mallas
¿En qué Ley de circuitos se fundamenta el análisis de mallas? Ley de Tensiones de
Kirchhoff.
Para aplicar el método condensado del análisis de mallas se requiere que la dirección de
las corrientes de malla se coloquen: A favor de las manecillas del reloj.
Con respecto del siguiente circuito y aplicando el análisis de mallas, calcular la corriente
que circula en la resistencia de 15 Ohms del circuito. Realice los cálculos en otra hoja
aparte y engrápela en el manual y encierre la respuesta en un círculo, 2.62 A
Con respecto del siguiente circuito y aplicando el análisis de mallas, calcular la corriente
que circula por la resistencia de 8 Ohms en el circuito. Realice los cálculos en otra hoja
aparte y engrápela en el manual y encierre la respuesta en un círculo, 7.66 A
Trabajando con el circuito anexo y aplicando el análisis de mallas, calcular la caída de
tensión en la resistencia de 25 Ohms del circuito. Realice los cálculos en otra hoja
aparte y engrápela en el manual y encierre la respuesta en un círculo, 8.42 V
Con el siguiente circuito y aplicando el análisis de mallas, calcule la caída de tensión en
la resistencia de 5 Ohms del circuito. Realice los cálculos en otra hoja aparte y
engrápela en el manual y encierre la respuesta en un círculo, 40 V
Con el siguiente circuito y aplicando el análisis de mallas, calcule la caída de tensión en
la resistencia de 4 Ohms del circuito. Realice los cálculos en otra hoja aparte y
engrápela en el manual y encierre la respuesta en un círculo, 9.13 V
¿ A que se le conoce como “malla “ en un circuito? A la parte de un circuito donde se
puede observar un lazo cerrado para la corriente .
Al siguiente circuito , calcule la corriente que pasa por la fuente de 80 V. Realice los
cálculos en otra hoja aparte y engrápela en el manual y encierre la respuesta en un
círculo,5.38 A
¿Cuándo es conveniente utilizar el método de análisis de circuitos por Supermallas?
Cuando tengamos fuentes de Voltaje y corriente en un mismo circuito.
Conclusiones:
El método de mallas resulta ser muy simple, además de que es muy práctico para encontrar
la corriente ya sea de un elemento o total de un circuito, además de que es muy sencillo a
comparación del método de reducción de circuitos el cual es más laborioso y con los dos
se llega al mismo resultado, pero por mallas es más rápido.
Es importante saberlo y practicarlo debido a que nos sirve como una herramienta más para
la resolución de circuitos eléctricos, ya que nos sirve para reforzar el conocimiento
adquirido que nos servirá en un futuro cercano.
Práctica 9: Circuitos por nodos
Objetivo:
El objetivo principal de este método es conocer el voltaje contenido en cada uno de los nodos
principales del circuito, por medio de un sistema de ecuaciones se resuelve en forma de
matriz y se usan las fuentes de voltaje como incógnita.
Fundamento:
Necesitamos definir un nuevo término: voltaje en un nodo. Hasta ahora, hemos hablado
acerca del voltaje en un elemento, que pasa a través de las terminales de un solo elemento
(también llamado voltaje en una rama). Cuando usamos el término de voltaje en un nodo, nos
referimos a la diferencia de potencial entre dos nodos de un circuito.
Seleccionamos uno de los nodos en nuestro circuito para que sea el nodo de referencia. Todos
los otros voltajes en los nodos se miden con respecto a este nodo de referencia. Si
designamos el nodo \greenD ccstart color #1fab54, c, end color #1fab54 como el nodo de
referencia, establecemos dos voltajes en los nodos \greenD aastart color #1fab54, a, end color
#1fab54 y \greenD bbstart color #1fab54, b, end color #1fab54.
El nodo de referencia casi siempre se llama el nodo de tierra, y se denota en el esquema con
un símbolo de tierra, como se muestra arriba. El potencial en el nodo de tierra se define como
0\,\text V0V0, start text, V, end text. Los potenciales en todos los demás nodos se miden en
relación a la tierra.
Desarrollo:
1. Calcular los Voltajes de los Nodos 1, 2, y 3 por método de Nodos, recuerden que el
Nodo de referencia es nuestro punto de donde se pondría el negativo del multímetro a
la hora de medir.
2. Calcular la diferencia de potencial entre Nodo 2 y Nodo 3 ( la caída de tensión en R6),
que equivaldría a V2-V3.
3. Medir la caída de la tensión en R6, para comprobar que lo que se calculó en el inciso
anterior está correcto.
4. Reportar todos los cálculos y las mediciones efectuadas en el espacio.
Cuestionario Cap 9
El Análisis de Nodos se sustenta en la Ley de corrientes de Kirchhoff.
¿Qué sucede si un mismo circuito se resuelve cambiando el nodo de referencia? Los
voltajes salen diferentes, pero la diferencia de potencial entre ellos se conserva.
¿Qué indica el hecho de que alguna o algunas de las tensiones nodales salgan con un
valor negativo? Que existen voltajes menores que el voltaje del nodo de referencia.
De el circuito que se anexa abajo, calcular por Nodos la tensión o Voltaje Va, en base a
su resultado escoger cual de las opciones se acerca al resultado. En una hoja aparte
poner los cálculos con los resultados subrayados , esa hoja hay que engraparla al
manual. 36.5 V
De el circuito que se anexa abajo, calcular por Nodos la corriente en R de 3 Ohms, en
base a su resultado escoger cual de las opciones se acerca al resultado. En una hoja
aparte poner los cálculos con los resultados subrayados , esa hoja hay que engraparla al
manual. 8.63 A
Si existe alguna resistencia en serie con alguna de las fuentes de corriente en cualquier
rama del circuito, ¿ que se tendrá que hacer con el valor resistivo de ese componente a
la hora de determinar las ecuaciones para aplicar el método de Nodos? No se considera
esa resistencia en las ecuaciones.
De el circuito que se anexa abajo, calcular por Nodos la tensión o Voltaje Vc, en base a
su resultado escoger cual de las opciones se acerca al resultado. En una hoja aparte
poner los cálculos con los resultados subrayados , esa hoja hay que engraparla al
manual. 26.2 V
De el circuito que se anexa abajo, calcular por Nodos la tensión o Voltaje Vb, en base a
su resultado escoger cual de las opciones se acerca al resultado. En una hoja aparte
poner los cálculos con los resultados subrayados , esa hoja hay que 52.3V
¿Quétipo de fuentes de alimentación son recomendables para plantear nuestro cálculo
por Nodos? Fuentes de corriente con polaridad definida.
¿Qué es un nodo? Es el punto, línea, superficie o volumen donde se unen tres o más
elementos.
Conclusiones:
El análisis por nodos sirve mucho para la solución de circuitos, en los cuales se desea saber
el voltaje o corriente de un elemento en este caso resistencias o para conocer el voltaje que
llega a cada nodo del circuito. Este método resulta muy fácil de aprender y se puede
utilizar para cualquier circuito, debido a su organización tan sofisticada es por eso que es
importante saberlo, así como también es una gran alternativa, cuando no se quiere usar el
método de reducción de circuitos, ya que es mucho más rápido, y simple y además se llega
a la misma solución.
Práctica 10: Teorema de Superposición
Objetivo:
Este teorema establece que el efecto de dos o más fuentes de voltaje tienen sobre un
resistencia es igual, a la suma de cada uno de los efectos de cada fuente tomados por
separado, sustituyendo todas las fuentes de voltaje restantes por un circuito.
Fundamentos:
El teorema de superposición establece que, el efecto dos o más fuentes de voltaje y/o
corriente tienen sobre un punto cualquiera en un circuito lineal, es igual a la suma de cada
uno de los efectos de cada fuente tomados por separado, sustituyendo todas las fuentes de
voltaje restantes por un corto circuito y las fuentes de corriente por circuitos abiertos.
El teorema de superposición ayuda a encontrar:
Valores de tensión, en una posición de un circuito, que tiene más de una fuente de tensión y/o
corriente.
Valores de corriente, en un circuito con más de una fuente de tensión y/o voltaje.
Desarrollo:
Circuito para armar y medir: Encontrar la corriente en R4 de 680Ω, cuando cada una de las
fuentes trabaje sola y después cuando las 2 lo hagan, comprobar con las mediciones.
Cuestionario Cap 10 Teorema de superposición
Para ajustar a cero las fuentes de voltaje y de corriente, se procede de la siguiente
manera: La fuente de corriente se sustituye por un circuito abierto y la de voltaje por un
corto circuito.
¿En qué condiciones resulta más práctico aplicar el teorema de la superposición en
lugar del análisis de mallas o algún otro método de solución de circuitos?. Cuando solo se
requiere conocer la corriente o tensión en un solo elemento.
¿En que otra condición es práctico aplicar el teorema de la superposición en lugar del
análisis de mallas o algún otro método de solución de circuitos?. Cuando se requiere saber
la contribución de una de las fuentes en uno o varios de los elementos del circuito
Diga cual de los enunciados corresponde al Teorema de Superposición. La corriente o el
voltaje de un elemento en una red lineal, bilateral es igual a la suma algebraica de las
corrientes o voltajes producidos independientemente por cada fuente.
Del siguiente circuito, calcular la corriente que en forma individual aporta la fuente de
60V a la resistencia de 10 Ω. 1.83 A
Usando el circuito anterior, calcular la corriente que en forma individual aporta la
fuente de 40V a la resistencia de 10 Ω. -1.67 A
Usando el circuito anterior, calcular la corriente que en forma individual aporta la
fuente de 5A a la resistencia de 10 Ω. 1.25 A
Conclusiones:
El teorema de superposición facilita conocer los voltajes y corrientes que interactúan con
un componente en específico empleando el cálculo teórico donde se combinan los
teoremas de Thévenin y Norton, haciendo mucho más fácil el análisis individual de un
componente pasivo en circuitos lineales.
Práctica 11 y 12: Teorema de Thévenin y Norton
Objetivo:
El Teorema de Thévenin y Norton nos permiten simplificar el análisis de circuitos más
complejos en un circuito equivalente simple, por medio de la sustitución de una fuente y una
resistencia.
Fundamento:
Teorema de Thevenin
Thevenin descubrió cómo simplificar un circuito, por muy complicado y grande que sea, en
un pequeño circuito con una resistencia y una fuente de tensión en serie.
Imagina que tienes un circuito con muchas resistencias (impedancias en corriente alterna) y
quieres calcular la tensión, la intensidad o la potencia que tiene una de esas resistencias del
circuito, o entre los puntos A y B que es donde estaría conectada esa resistencia dentro del
circuito grande.
Teorema de Norton
Es un teorema dual con el teorema de thevenin, es decir que sirven para lo mismo, simplificar
un circuito muy grande para calcular valores entre 2 puntos del circuito donde tendremos la
llamada Resistencia de Carga como verás a continuación, si sabes el teorema de thevenin el
teorema de Norton será muy fácil.
El teorema de Norton nos dice que podemos simplificar un circuito, por muy grande que sea,
en un circuito con una fuente de intensidad de valor de Norton IN en paralelo con una
resistencia llamada Resistencia de Norton.
Desarrollo:
Cuestionario Cap 11 y 12 Thevenin y Norton
¿En qué consiste el teorema de la Máxima transferencia de potencia? Nos dice que una
carga recibe la máxima potencia de la fuente cuando su valor óhmico coincide con el valor de
la resistencia de Thevenin.
¿Cómo se obtiene la resistencia de Thevenin? Se retira la resistencia en cuestión, se
ajustan las fuentes a cero y se procede a calcular la resistencia entre los puntos a y b.
Calcule y seleccione cual es la resistencia Thevenin correcta del circuito anexo ( entre los
puntos donde estaría RL ) 10.74 Ohms
¿Cómo se calcula el voltaje de Thevenin? Es el voltaje a circuito abierto que hay entre los
puntos a y b, una vez que se ha retirado el elemento para el cual se desea encontrar el circuito
equivalente de Thevenin.
Marca cual de las opciones define en que consiste el Teorema Thevenin. Una herramienta
para reducir un circuito a su mínima expresión consistente en una fuente de tensión en serie
con un resistor
¿Cuáles serían las aplicaciones más comunes para el teorema de Thevenin y el de
Norton? Es una herramienta que se usa cuando se quiere calcular voltaje o corriente en
circuitos donde la carga esta cambiando y evita que tengamos que recalcular con todo el
circuito, cada que haya un cambio.
La corriente y la resistencia de Norton son: Son constantes para un circuito dado
¿Cómo se calcula la corriente de Norton? Es la corriente que circularía por un corto
circuito colocado entre los puntos a y b que quedan cuando se retira la parte para la cual se
desea calcular el circuito equivalente de Norton.
¿Cuáles son las dos características que debe tener un circuito para poder obtener su
equivalente de Thevenin? Que sea un circuito lineal y bilateral
De las opciones de abajo marque la que corresponde al Teorema de Norton Una
herramienta para reducir un circuito a su mínima expresión consistente en una fuente de
corriente en paralelo con un resistor que refleja la equivalencia del circuito desde los puntos
A y B.
Conclusiones:
Este ejercicio se hizo con el fin de comprobar prácticamente que en definitivo se puede
realizar un circuito más sencillo reemplazando el circuito original con un equivalente de
Thévenin. Al realizar las mediciones correspondientes, se notó que al medir el voltaje en
R7 era bastante parecido al calculado teóricamente, de esta manera se comprueba que son
equivalentes ambos circuitos.
La intención de esta práctica fue comprobar cómo podemos sustituir un circuito a partir de
dos puntos por uno más sencillo para un análisis más rápido de acuerdo a las necesidades
que tengamos y el proceso que se tiene que llevar en alguna situación determinada.
Cuestionario Cap 1 Generación de energía Eléctrica
¿Qué sucede si se invierte la dirección de la rotación de un generador de corriente
continua o pulsante? Se invierte la polaridad del voltaje
¿Cuáles son los tres elementos básicos que conforman a un generador de energía
eléctrica? Conductor, campo magnético y elemento impulsor de movimiento
La magnitud de voltaje a la salidade un generador eléctrico es proporcional a: A la
velocidad de rotación del rotor y la corriente de excitación
La Ley de la mano derecha nos da la relación entre la dirección de: De la polaridad del
Voltaje y la Corriente en el circuito
Un generador eléctrico es una máquina electromagnética que transforma un cierto tipo
de energía primaria, en energía eléctrica, ¿qué energía primaria es suministrada al
generador? Energía mecánica
El elemento fundamental de toda Central eléctrica es Alternador eléctrico
¿Qué Ley dice que cuando un conductor transporta una corriente eléctrica, provocará
que se forme en torno de él un campo magnético concéntrico a él proporcional a la
Intensidad de dicha corriente? Ley de Amper
Que sucede al aumentar la velocidad de rotación del generador y mantenemos los
demás parámetros de él constantes (corriente de excitación, numero de espiras etc.)
Aumenta la salida de voltaje del generador
Qué sucede con la tensión de salida de un generador al cambiar la polaridad de la
corriente de excitación del generador si mantenemos los demás parámetros de él
constantes Cambia la polaridad del voltaje generado
En una central Nucleoeléctrica la electricidad obtenida se basa en: Con la fusión nuclear
se obtiene la temperatura para generar vapor que mueve turbinas para los generadores