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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BUCARAMANGA FACULTAD DE INGENIERÍAS CIRCUITOS ELÉCTRICOS PRINCIPIOS BÁSICOS DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS

,NOMBRE DE LOS INTEGRANTES DEL GRUPO DE LABORATORIO _David Eduardo Hernandez______________________________________________________ _Andrés Camilo Fernández____________________________________________________________

Ropero

OBJETIVOS - Verificar de forma experimental los siguiente principios básicos de circuitos eléctricos: divisor de tensión en circuitos en serie, divisor de corriente en circuitos en paralelo y teorema de Tellegen DIVISOR DE TENSION. La división de tensión se usa para determinar el voltaje de uno de los varios resistores que se han unido en un arreglo en serie, en términos del voltaje aplicado al circuito. Así, el voltaje presente en una de las resistencias es igual al voltaje total multiplicado por la resistencia de interés y dividido por la resistencia total del arreglo. La R1 y R2 respectivamente. La ecuación 1 y 2, permiten determinar los voltajes de las resistencias Rk en un arreglo en serie de ecuación número 3, es en general para determinar el voltaje de una resistencia N resistencias.

Figura 1. Divisor de Tensión

DIVISOR DE CORRIENTE. En el divisor de corriente se tiene una corriente total que alimenta a varias resistencias en paralelo como se R1 y observa en la figura 2. La ecuación 4 y 5, permiten determinar la corriente que pasa por la resistencia

R2 respectivamente. La ecuación 6, permite determinar la corriente circularía por la resistencia un arreglo de N resistencias en paralelo.

Rk

en

TEOREMA DE TELLEGEN. El teorema de Tellegen establece la conservación de la potencia en un circuito, es decir que la suma de las potencias suministradas al circuito debe ser igual a las sumas de las potencias absorbidas en el circuito eléctrico. La única condición para aplicar este teorema es que el circuito cumpla las dos leyes de Kirchoff.

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Figura 2. Divisor de Corriente

ELEMENTOS PARA LA PRÁCTICA -

8 Resistencias de diferente valor a 1/2 watt 1 Multímetro

TRABAJO PREVIO

V 0= X Volts, donde X 1. Diseñar un divisor de tensión, de modo que, con una tensión de entrada de V 1 y V 2 como se especifica en debe ser mayor a 5 voltios, se obtengan dos (2) tensiones de salida la figura 3. Se debe obtener: -

Tension

-

Tension

V0 3 V0 V 2= 2 V 1=

volts ±10% volts ±10%

Además, el circuito no debe tener más de 3 resistencias (usar valores comerciales para las resistencias), la corriente total ( I T ) debe ser mayor a 50 mA y la potencia disipada por cada resistencia debe ser menor a 1/2 Watt. Figura 3. Diseño de Divisor de tensión

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Adjuntar Procedimiento

-

V0

V1 12V

V2 6V

IT 4V

5mA

R1

R2

R3

85.71Ω

28.57Ω

57.14Ω

2. Implementar el circuito de la figura 3 en Proteus y comprobar que el diseño cumple todas las especificaciones, de lo contrario debe realizar nuevamente los cálculos. Adjuntar esquemático de la simulación en Proteus

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3. Una pequeña señal de audio que sale de un reproductor de CD, está conectada a un amplificador estéreo fónico y luego a una bocina como se presenta en la figura 4. - Determinar el valor de la resistencia R de modo que el voltaje en la carga (RL) sea de 16 Volts - Calcular la potencia entregada a la bocina. Adjuntar Procedimiento

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-

Figura 4. Esquema de Amplificador de Audio

4. Implementar el circuito de la figura 4 en Proteus y comprobar el diseño. Validar la potencia obtenida en el numeral anterior.

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Adjuntar esquemático de la simulación en Proteus

PROCEDIMIENTO, 5. A partir de la tabla del numeral anterior determinar la potencia de los diferentes elementos (tener en cuenta el signo de la potencia de acuerdo a la convección pasiva). Comprobar el teorema de Tellegen, es decir que la potencia suministrada ( PS ) es igual a la potencia consumida ( PC )

Potencia PS ) Potencia PC )

Resistencia

P=VI

R1 R2 R3 Vo

-2.917mW -971.1uW -1.942mW 5.83mW

suministrada

(

5.83mW

consumida

(

5.83mW

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6. Colocar una resistencia de carga R L en paralelo a R1 . - Si R L es mayor a diez veces R1 , ¿qué efecto observa en la corriente total (

I T ) y en la tensión

V 1 ? Justificar la respuesta resolviendo analíticamente el circuito

RL 6

680/11 Ohm

V1 3.8v

IT 0.019A

Cálculos analíticos

-

R L es menor a diez veces R1 , ¿qué efecto observa en la corriente total ( I T ) y en la tensión V 1 ? Justificar la respuesta, resolviendo analíticamente el circuito

Si

RL

V1

IT

68/11

0.53

3.82E-3

Cálculos analíticos

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-

Si R L=R1 ¿cuál sería la corriente que circularía por cada una de ellas y qué relación tiene respecto a la corriente total ( I T )? Cálculos analíticos

7. Implementar el circuito de la figura 5 en el Protoboard. Cada grupo asigna los valores de resistencias y voltaje. - Medir con un amperímetro la corriente total y la corriente I1 a I4 - Determinar analíticamente los valores de las corrientes de cada rama y comprobar con los datos experimentales. Cálculos analíticos

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-

Comprobar que la corriente total es igual a la suma de las corriente I1 a I4 Estimar el error entre el dato teórico y el experimental para la variable corriente.

Figura 5. Divisor de Corriente Resistencia

Ω

I Teorico

I Mul

V Mul

Error Corriente

R1 R2 R3 R4 R5 Fuente V ¿ 8. A partir de la tabla del numeral anterior determinar la potencia de los diferentes elementos (tener en cuenta el signo de la potencia de acuerdo a la convección pasiva). Comprobar el teorema de Tellegen, es decir que la potencia suministrada ( PS ) es igual a la potencia consumida ( PC ) Resistencia

P=VI

R1 R2 R3 R4 R5 V¿ Potencia PS ) Potencia PC )

suministrada

(

consumida

(

9. ¿En un divisor de tensión con varias resistencias en serie de diferente valor, en cuál de las resistencias se obtiene el menor voltaje y por qué?

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_________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ 10.¿En un divisor de corriente con varias resistencias en paralelo de diferente valor, en cuál de las resistencias se obtiene la mayor corriente y por qué? Seobt i eneunmenorv ol t aj eenl ar es i st enci ademenorv al ordebi doaqueenaapar t adot eór i cos edi c eque _________________________________________________________________________________________ V=I * Rs i endoqueent r emásr esi st enci aseencuent r eenunc i r cui t oenser i e,may orser áelpas odel acor r i ent e _________________________________________________________________________________________ 11.¿Qué aplicación tiene el teorema de Tellegen? Enunc i r cui t oenpar al el oseobt i enel amay orcor r i ent eenl ar esi st enci ademenorv al or ,y aqueper mi t eelpas o del acor r i ent eyesunar el ac i óni nv er s ament epr opor ci onal . _________________________________________________________________________________________ 12.Conclusiones  Elt eor emadeTel l egenr epr esent al acons er v ac i óndel apot enci aenunci r cui t o,esdec i rquel asuma del aspot enc i ass umi ni st r adasporl asf uent esequi v al eal aspot enci asabs or bi dasporl asr esi st enci as ....