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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL TELEMÁTICA Docente: Ing. Diana Gallegos Zurita, M.Sc. Materia: Redes Eléctricas Paralelo:3-2 Grupo:5 Fecha:28/05/2023 Estudiantes: Taller No.1-Teorico Unidad # 1 Tema: Circuitos Básicos CD- Reducción y Retorno OBJETIVO • Analizar el comportamiento de las variables eléctrica de voltaje(V), corriente(I) y potencia(P), de las conexiones de resistores serie y paralelo. MATERIALES Y METODOS Simulador: NI Multisim 14.0. 1. Practica Desarrollo: (Detalle los pasos para obtener los resultados y escriba los valores utilizando las unidades y prefijos adecuados) 1.1 Utilizando el método de reducción y retorno, para la configuración de la figura: a) Determine la resistencia equivalente, utilice valores de resistencias comerciales (iguales o diferentes), en el orden de los KΩ para cada resistencia del circuito. b) Calcule la corriente, el voltaje y la potencia en cada uno de los elementos del circuito, con un voltaje VS= 12V. R1 a) La resistencia equivalente es 7.971 kOhm R4 11kΩ Solución: 1. R1 y R6 están en serie, eso nos da como resultado Ra. 𝑅𝑎 = 𝑅1 + 𝑅6 = 8𝑘Ω + 1kΩ = 9kΩ 𝑅𝑎 = 9𝑘Ω 2. Movemos de ubicación Ra, manteniendo sus puntos de conexión. Luego nos damos cuenta que R2-R3 y Ra-R4 están en paralelo dando como resultado Rb y Rc. Grupo #5 Apellidos Nombres Choez Yépez Carlos Ariel Gómez Moreira Mauricio Alejandro Diaz Yaguachi Ariel Fernando Lliguin Nuñez Emanuel De Jesus UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL TELEMÁTICA Docente: Ing. Diana Gallegos Zurita, M.Sc. Materia: Redes Eléctricas 𝑅𝑏 = 𝑅2 ∗ 𝑅3 𝑅2 + 𝑅3 10𝑘Ω ∗ 16𝑘Ω = 10𝑘Ω + 16kΩ = 6.1538𝑘Ω 𝑅𝑏 = 6.1538𝑘Ω 𝑅𝑎 ∗ 𝑅4 9𝑘Ω ∗ 11kΩ 𝑅𝑐 = = = 4.95𝑘Ω 9kΩ 𝑅𝑎 + 𝑅4 9𝑘Ω + 11kΩ 𝑅𝑐 = 4.95𝑘Ω 3. Rb y Rc están en serie, esto nos da como resultado Rd. 𝑅𝑑 = 𝑅𝑏 + 𝑅𝑐 = 4.95𝐾Ω + 6.1538KΩ = 11.1038KΩ Rb 6.1538kΩ 𝑅𝑑 = 11.1038𝑘Ω 4. Rd y R5 están en paralelo, por ende. R7 Rc 𝑅𝑑∗𝑅5 9𝑘Ω∗11.1038kΩ 3kΩ V1 12V R5 9kΩ 4.95kΩ 𝑅𝑒 = = = 4.7909𝑘Ω 𝑅𝑑+𝑅5 9𝑘Ω+11.1038kΩ 𝑅𝑒 = 4.9709𝑘Ω 5. Al final tenemos Re y R7 en serie, lo que nos dará como resultado a Rt que va ser nuestra resistencia equivalente. 𝑅𝑡 = 𝑅7 + 𝑅𝑒 = 3 + 4.9709𝑘Ω = 7.9709𝑘Ω = 7.971kΩ R7 3kΩ V1 12V R5 9kΩ Rd 11.1038kΩ 𝑅𝑡 = 7.971𝑘Ω b) 1. Para el retorno, comenzamos analizando Rt que se compone de R7 y Re, quienes se encuentran en serie y con el voltaje total, podemos encontrar la corriente de R7 y Re. 𝐼𝑡 = 𝐼𝑅7 = 𝐼𝑅𝑒 𝐼𝑡 = Re 𝑉𝑟𝑡 𝑅𝑡 12𝑣 = 7.971𝑘Ω = 1.5054𝑚𝐴 4.9709kΩ 𝐼𝑅7 = 1.5054𝑚𝐴 𝑉𝑅7 = 𝐼𝑅7 ∗ 𝑅7 = 1.5054𝑚𝐴 ∗ 3𝑘Ω = 4.51V 2. A continuación tenemos un circuito en paralelo, en el cual el voltaje de Re será el mismo para Rd y R5. Ra UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL TELEMÁTICA Docente: Ing. Diana Gallegos Zurita, M.Sc. Materia: Redes Eléctricas 𝑉𝑅𝑒 = 𝐼𝑡 ∗ 𝑅𝑒 = 1.5054𝑚𝐴 ∗ 4.971𝑘Ω = 7.4833V 𝑉𝑅𝑒 = 𝑉𝑅5 = 𝑉𝑅𝑑 𝐼𝑅5 = 𝑉𝑅5 = 7.4833𝑉 = 0.831𝑚𝐴 𝑅5 9𝐾Ω 3. Procedemos a sacar IRd. 𝑉𝑅𝑑 7.4833𝑉 Rt 7.9709kΩ 𝐼𝑅𝑑 = = = 0.6739𝑚𝐴 𝑅𝑑 11.1038𝐾Ω 4. Al obtener IRd sabemos que por ser resultado de un circuito en serie, será la misma corriente que circule por IRc e IRb que como ambas resultan de un circuito en paralelo, sacamos sus voltajes y obtendremos el voltaje de R3,R2,R4 y Ra. 𝑉𝑅𝑏 = 𝐼𝑅𝑏 ∗ 𝑅𝑏 = 0.6739𝑚𝐴 ∗ 6.1538𝑘Ω = 4.147V 𝑉𝑅𝑏 = 𝑉𝑅2 = 𝑉𝑅3 𝐼𝑅2 = 𝑉𝑅𝑏 = 4.147𝑉 = 0.147𝑚𝐴 𝑅2 10𝑘Ω 𝐼𝑅3 = 𝑉𝑅𝑏 = 4.147𝑉 = 0.26𝑚𝐴 𝑅3 16𝑘Ω 𝑉𝑅𝑐 = 𝐼𝑅𝑐 ∗ 𝑅𝑐 = 0.6739𝑚𝐴 ∗ 4.95𝑘Ω = 3.335V 𝑉𝑅𝑐 = 𝑉𝑅4 = 𝑉𝑅𝑎 𝐼𝑅4 = 𝑉𝑅𝑏 = 3.335𝑉 = 0.30𝑚𝐴 𝑅4 11𝑘Ω 𝐼𝑅𝑎 = 𝑉𝑅𝑏 = 3.335𝑉 = 0.370𝑚𝐴 𝑅𝑎 9𝑘Ω 5. IRa es igual a IR1 e IR6, por ende, solo tendremos que sacar los voltajes individuales de Ra y R6 𝑉𝑅1 = 𝐼𝑅𝑎 ∗ 𝑅1 = 0.370𝑚𝐴 ∗ 8𝑘Ω = 2.96V 𝑉𝑅6 = 𝐼𝑅𝑎 ∗ 𝑅6 = 0.370𝑚𝐴 ∗ 1𝑘Ω = 0.37𝑉 6. Para sacar las potencias, multiplicamos los voltajes por las corrientes individuales de cada elemento. 𝑃𝑅1 = 2.96𝑉 ∗ 0.37𝑚𝐴 = 1.09𝑚𝑊 𝑃𝑅2 = 4.147𝑉 ∗ 0.41𝑚𝐴 = 1.69𝑚𝑊 𝑃𝑅3 = 4.14𝑉 ∗ 0.26𝑚𝐴 = 1.08𝑚𝑊 𝑃𝑅4 = 3.33𝑉 ∗ 0.30𝑚𝐴 = 0.9𝑚𝑊 𝑃𝑅5 = 7.48𝑉 ∗ 0.83𝑚𝐴 = 6.2𝑚𝑊 𝑃𝑅6 = 0.37𝑉 ∗ 0.37𝑚𝐴 = 0.137𝑚𝑊 𝑃𝑅7 = 4.51𝑉 ∗ 1.51𝑚𝐴 = 6.77𝑚𝑊 UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL TELEMÁTICA Docente: Ing. Diana Gallegos Zurita, M.Sc. Materia: Redes Eléctricas 2.- Coloque valores a las resistencias y fuente de voltaje, luego simplifique el circuito usando la c6ombinación adecuada de resistencias y empleando iterativamente división de tensión para determinar vx. 𝑅6 ∗ 𝑅7 8𝑘Ω ∗ 6Kω 𝑅𝑎 = = = 3.4286𝑘Ω R3 R7 6kΩ 𝑅6 + 𝑅7 8𝑘Ω + 6𝑘Ω 𝑅3 ∗ 𝑅4 3𝑘Ω ∗ 2kΩ 𝑅𝑏 = = = 1.2𝑘Ω 𝑅3 + 𝑅4 3𝑘Ω + 2𝑘Ω R1 Rb R5 2kΩ Ra 3.4286kΩ 𝑅𝑐 = 𝑅𝑎 + 𝑅𝑏 + 𝑅5 = 3.4286𝑘Ω + 2kΩ + 1.2𝑘Ω 𝑅𝑐 = 6.6286𝑘Ω R1 Rc 6.6286kΩ 3kΩ R1 R4 5kΩ 2kΩ R5 2kΩ V1 12V R2 8kΩ R6 8kΩ 𝑉𝑅𝑑 = 𝑉𝑅𝑐 = 𝑉𝑅2 = 5.049𝑉 𝐼𝑅2 = 𝑉𝑅2 5.049𝑣 𝑅2 8𝑘Ω = = 0.631𝑚𝐴 𝐼𝑅𝑐 = 𝑉𝑅𝑐 𝑅𝑐 6.6286𝑘Ω = 5.049𝑣 = 0.7619𝑚𝐴 𝐼𝑅𝑐 = 𝐼𝑅𝑏 = 𝐼𝑅5 = 𝐼𝑅𝑎 = 0.7619𝑚𝐴 𝑉𝑅5 = 𝐼𝑅5 ∗ 𝑅5 = 0.7619𝑚𝐴 ∗ 2𝑘Ω 𝑉𝑅5 = 1.5238𝑉 𝑉𝑅𝑏 = 𝐼𝑅𝑏 ∗ 𝑅𝑏 = 0.7619𝑚𝐴 ∗ 1.2𝐾Ω 𝑉𝑅𝑏 = 0.9142𝑉 𝑉𝑅𝑎 = 𝐼𝑅𝑎 ∗ 𝑅𝑎 = 0.7619𝑚𝐴 ∗ 3.43𝐾Ω 𝑉𝑅𝑎 = 2.613𝑉 𝑉𝑅3 = 𝑉𝑅4 = 𝑉𝑅𝑏 = 0.9142𝑉 𝐼𝑅3 = 𝑉𝑅3 𝑅3 𝑉𝑅4 𝑅4 = = 0.9142𝑉 3𝑘Ω 0.9142𝑉 2𝑘Ω = 0.3047𝑚𝐴 𝐼𝑅4 = = 0. .4571𝑚𝐴 𝑉𝑅6 = 𝑉𝑅7 = 𝑉𝑅𝑎 = 2.613 𝑉 𝐼𝑅6 = 𝐼𝑅7 = 𝑉𝑅6 𝑅6 𝑉𝑅7 𝑅7 = = 2.613𝑉 8𝑘Ω 2.613 6𝑘Ω = 0326𝑚𝐴 = 0.436𝑚𝐴 UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL TELEMÁTICA Docente: Ing. Diana Gallegos Zurita, M.Sc. Materia: Redes Eléctricas 𝑅𝑑 = 𝑅𝑐 ∗ 𝑅2 𝑅𝑐 + 𝑅2 6.6286𝑘Ω ∗ 8kΩ = 6.6286𝑘Ω + 8𝑘Ω = 3.63𝑘Ω R1 𝑅𝑒 = 𝑅1 + 𝑅𝑑 = 5𝑘Ω + 3.63𝑘Ω = 8.63kΩ Complete las tablas con los valores de los resistores y los resultados obtenidos para cada uno. Tabla 1. Valores de datos y resultados teóricos del circuito del ejercicio 1.2. Elem. Valor-Und. (kΩ) Valor Teórico Voltaje (V) Corriente I (mA) Potencia (mW) R1 8 2.96 0.37 1.09 R2 10 4.14 0.41 1.69 R3 16 4.14 0.26 1.08 R4 11 3.33 0.30 0.9 R5 9 7.48 0.83 6.2 R7 1 0.37 0.37 0.137 R8 3 4.51 1.51 6.77 Req 7.97 12 1.50 18 𝐼𝑅1 = 𝐼𝑅𝑑 = 𝐼𝑅𝑒 = 1.391𝑚𝐴 𝑉𝑅𝑑 = 𝐼𝑅𝑑 ∗ 𝑅𝑑 = 1.391𝑚𝐴 ∗ 3.63𝑘Ω 𝑉𝑅𝑑 = 5.04933𝑉 𝑉𝑅1 = 𝐼𝑅1 ∗ 𝑅1 = 1.391𝑚𝐴 ∗ 5𝑘Ω 𝑉𝑅1 = 6.952𝑉 𝐼𝑅𝑒 = = 𝑉1 12𝑉 𝑅𝑒 8.63𝐾Ω = 1.391𝑚𝐴 UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL TELEMÁTICA Docente: Ing. Diana Gallegos Zurita, M.Sc. Materia: Redes Eléctricas Tabla 2. Valores de datos y resultados teóricos del circuito del ejercicio 1.2. Elem. Valor-Und. (kΩ) Valor Teórico Valor Simulado Voltaje (V) Voltaje (V) R1 5 6.951 6.957 R2 8 5.049 5.043 R3 3 0.9142 0.913 R4 2 0.9142 0.913 R5 2 1.5238 1.522 R6 4 2.613 2.609 R7 6 vx=2.613 2.609 1. Simulación Realizar la simulación de los circuitos en Multisim y compruebe los resultados teóricos obtenidos. (Coloque la captura de pantalla de la simulación) Ejercicio 1.1 UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE INGENIERÍAINDUSTRIAL TELEMÁTICA Docente: Ing. Diana Gallegos Zurita, M.Sc. Materia: Redes Eléctricas Ejercicio 1.2 UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL TELEMÁTICA Docente: Ing. Diana Gallegos Zurita, M.Sc. Materia: Redes Eléctricas 2. Conclusiones • Al analizar el comportamiento de las variables eléctricas en conexiones de resistores en serie y en paralelo, se puede concluir que en una conexión en serie el voltaje se divide y la corriente es la misma, mientras que en una conexión en paralelo el voltaje es el mismo y la corriente se divide. estos mismos varían dependiendo de la posición en la cual tomemos los puntos. • La resistencia y la potencia totales se calculan de manera diferente en cada tipo de conexión. Estas conclusiones son fundamentales para comprender y diseñar circuitos eléctricos que involucren resistores en serie y en paralelo. • Podemos concluir en que la cantidad de decimales correspondientes al simulador son casi exactos dependiendo de los mismos que usamos. • También, el uso de Multisim en combinación con el análisis teórico de las conexiones de resistores en serie y en paralelo proporciona una experiencia de aprendizaje más completa y enriquecedora. La combinación de la teoría y la simulación práctica nos permitió un mejor entendimiento de los conceptos y nos facilitó el diseño y análisis de los circuitos eléctricos propuestos. UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL TELEMÁTICA Docente: Ing. Diana Gallegos Zurita, M.Sc. Materia: Redes Eléctricas Anexos: 3. Rubrica de evaluación. Tabla 3. Rubrica de evaluación del taller. 1. Resoluciones detalladas con sus respectivas unidades y prefijos adecuados y tabla de resultados. / 60 2. Simulación del circuito en Multisim. / 30 3. Conclusiones / 10 Calificación: /100 F: Docente F: Estudiante Líder
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