Circuitos electricos en equilibrio PDF

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Acondicionar señales analógicasHOLGER HAIR MOLINA ABRILGrupo: 203038_Armando Luis CorreaTutorUNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNADINSTRUMENTACIÓN2021IntroducciónMediante el siguiente trabajo, se pretende conocer y comprender el concepto de circuito en equilibrio, mediante la elaboración ...

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Acondicionar señales analógicas

HOLGER HAIR MOLINA ABRIL

Grupo: 203038_4

Armando Luis Correa Tutor

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD INSTRUMENTACIÓN

2021

Introducción Mediante el siguiente trabajo, se pretende conocer y comprender el concepto de circuito en equilibrio, mediante la elaboración de un cuadro sinóptico y un resumen. Además de aplicar los conocimientos y técnicas de acondicionamiento de señales analógicas, ello para la implementación de un sistema de instrumentación donde se involucra circuitos en equilibrio.

Objetivos  

Comprender el concepto de circuito en equilibrio. Aplicar técnicas de acondicionamiento de señales analógicas

TEMA: CIRCUITO ELECTRICO EQUILIBRADO LINK: https://lucid.app/lucidchart/cbc19419-2911-4245-ae69-b0709c358b73/edit?viewport_loc=194%2C197%2C2629%2C1076%2C_JGCq8oBabZx&invitationId=inv_8affe415-c6d4-436e-bcb73c98e6c9f9c2

RESUMEN: Un circuito eléctrico en equilibrio es aquel que tiene impedancias iguales en las ramas, en donde la salida será de 0V. Se conocen principalmente tres configuraciones de circuitos en equilibrio, entre los cuales encontramos el Puente de Wheatstone, el Puente de Maxwel y el Puente de Schering. El Puente de Wheatstone es el más común, este se utiliza para medir resistencias desconocidas mediante el equilibrio de los brazos del puente. Estos están constituidos por cuatro resistencias que forman un circuito cerrado y para ser equilibrada, una de las resistencias debe ser variable, siendo una de ellas la resistencia bajo medida. Mientras que el Puente de Maxell es una configuración más avanzada del puente de Wheatstone, se alimenta de corriente alterna y se utiliza para medir la inductancia y capacitancia. El Puente de Schering se alimenta de corriente alterna al igual que el P. de Maxwell y mide la capacitancia. (Cedeno, 2020).

ACTIVIDAD COLABORATIVA: 1. Seleccionar un termistor. 

termisor PTC

¿Qué es un termistor PTC? Son resistencias cuyo coeficiente de temperatura es positivo, es decir que su valor óhmico depende de la temperatura. En las resistencias PTC aumenta su valor óhmico al aumentar la temperatura. El funcionamiento de un termistor se basa en la variación de la resistencia de un semiconductor debido a los cambios de temperatura ambiente. Para el caso los PTC, cuando la temperatura aumenta, también aumenta la resistencia.

2.

Diseñar los siguientes circuitos por separado, mostrando los cálculos teóricos necesarios y las simulaciones correspondientes, empleando para ello un programa CAD (Proteus o similar): a) Un circuito de equilibrio, donde se logre esta condición, para la temperatura correspondiente al número del grupo colaborativo más 18°C. (#grupo+18°C). T = 4+18 = 22°C

El siguiente ejercicio se hace con base al termisor seleccionado el cual es una termocupla PT-100, donde con ayuda de la tabla 1 sabemos que su temperatura a 0° corresponde a 100 Ohmnios. El equilibrio lo realizaremos por medio del puente de wheatstone el cual está compuesto por una fuente de alimentación, tres resistencias conocidas R1, R2 Y R3 y la resistencia desconocida Rx la cual debemos hallar y un medidor de voltaje en el centro que nos va a ayudar a diferenciar el potencial entre los puntos B y D.

Tabla 1. Tabla Del PT-100.

Tabla 2. Resistencia Para Una Temperatura De 22°C

Fig 1. Puente De Wheatstone.

Usaremos el valor de R2 de acuerdo con el uso de las tablas anteriormente presentadas las cuales están estandarizadas, tenemos que el valor de la temperatura para este ejercicio es de 22°C para el cual el valor de la resistencia será de 108.57 Ohmns.

Fig 1. Resistencia seleccionada. Se tienen dos divisores de tensión, uno a la derecha y otro a la izquierda, así que midiendo con un voltímetro la tensión entre la salida y ambos divisores. Divisor del lado izquierdo:

Fig 2. Divisor del lado izquierdo del puente de wheatstone.

𝑅2 ) 𝑉𝐷 = 𝑉𝑐𝑐 = ( 𝑅1 + 𝑅2 Ahora recordaremos que el voltaje que midamos tiene que dar cero, por lo tanto, lo podemos expresar como: 𝑉𝐷 + 𝑉𝐵 = 𝑉𝐺 Así que de acuerdo con la expresión anterior podemos expresarlo como:

Quedando:

𝑅2 𝑅𝑥 ) 𝑉𝑐𝑐 = ( ) = 𝑉𝑐𝑐 = ( 𝑅𝑥 + 𝑅3 𝑅1 + 𝑅2 (

𝑅2 𝑅𝑥 ) )= ( 𝑅𝑥 + 𝑅3 𝑅1 + 𝑅2

𝑅2(𝑅𝑥 + 𝑅3) = 𝑅𝑥(𝑅1 + 𝑅2)

(𝑅2 ∗ 𝑅3) + (𝑅2 ∗ 𝑅𝑥) = (𝑅1 ∗ 𝑅𝑥) + (𝑅2 ∗ 𝑅𝑥)

Cancelando términos semejantes a ambos lados de la igualdad queda: 𝑅2 ∗ 𝑅3 = 𝑅1 ∗ 𝑅𝑥 Finalmente despejamos Rx: 𝑅𝑥 =

𝑅2 ∗ 𝑅3 𝑅1

Determinamos un valor aleatorio para R1 y R3  

R1 = 1k R3 = 1k

Ahora sustituyendo valore tendremos que: 𝑅𝑥 =

108.57 ∗ 1000 1000

𝑅𝑥 = 108.57 𝛺

Fig 3. Resistencias seleccionadas.

Fig 4. Circuito en proteus.

Link del video: https://youtu.be/sziOu6EdM7c

Conclusiones Mediante el desarrollo de esta actividad, se logró comprender tanto el concepto de circuito en equilibrio, con sus principales características y componentes, adicional a ello, se logró aplicar diferentes técnicas de acondicionamiento de señales analógicas.

BIBLIOBRAFIA: Cedeno, E. (21 de febrero de 2020). Puente De Wheatstone. Vistrónica. Recuperado de: https://www.vistronica.com/blog/post/puente-de-wheatstone-.html...