1. Laboratorio 5. Circuitos 1.<br />Universidad Distrital Francisco José de Caldas<br />Velosa A. Silvia P. - León R. Cesar A.- Bello G. Iván D. <br />Morticia-30@hotmail.com - cesar-leon14@hotmail.com - idbellog@hotmail.com <br />Porras B. Jorge E.<br />Abril de 2010<br />Objetivos<br />Comprobar los conocimientos adquiridos en clase sobre el análisis de supernodos en una red, midiendo corrientes y voltajes en diferentes nodos de los circuitos.<br />Elementos<br />-Amperimetro<br />-Fuente de voltaje<br />-Multimetro<br />-Resistencias 1kΩ, 10kΩ, 4.7KΩ, 6.8KΩ, 150Ω, 270kΩ. <br />Resumen <br />En este quinto laboratorio se empezó midiendo cada una de las resistencias que componen nuestro circuito electrónico al haber terminado el paso anteriormente mencionado se prosiguió a realizar el montaje de nuestro circuito propuesto en la guía de trabajo realizado el montaje se tomo el voltaje que fluye por cada uno de los elementos que componen nuestro circuito enseguida la corriente la cual se mide en serie que pasa por cada uno de los componentes de nuestro circuito al terminar esta parte se empezaron a realizar los cálculos necesarios. <br />Palabras Clave<br />Multimetro, resistencias, Metrología, código de Colores, Simbología Electrónica, esquemas electrónicos, Protoboard, ley de Ohm, leyes de corrientes de kirchhoff, leyes de voltaje de kirchhoff, mallas, nodos, supernodos.<br />1. Introducción <br />El objetivo fundamental de este quinto laboratorio fue verificar correctamente las leyes de corriente y análisis de supernodos aprendidos en el aula y llevarlas a priori en el momento de realizar los cálculos de cada uno de los circuitos. También identificar fácilmente los nodos que componen las mallas y a su vez el flujo que pasa por los dispositivos electrónicos en este caso resistencias, es muy importante conocer tanto el flujo de corriente como la cantidad que le llega a un dispositivo electrónico puesto que mas adelante cuando utilicemos compuertas se necesita ser lo suficiente preciso en la parte de los voltajes cuando se necesite un uno lógico o un cero lógico. En los cálculos con los valores ideales y los medidos siempre se nota un desfasamiento aunque puede ser pequeño en algunos puede causar graves consecuencias a un circuito electrónico. <br />2. Contenido <br />Resistencia:<br />-198755182245Se denomina resistencia eléctrica, simbolizada habitualmente como R, a la dificultad u oposición que presenta un cuerpo al paso de una corriente para circular a través de él. En el Sistema Internacional de Unidades, su valor se expresa en ohmios, que se designa con la letra griega omega mayúscula, Ω. Para su medida existen diversos métodos, entre los que se encuentra el uso de un ohmímetro.<br />Esta definición es válida para la corriente continua y para la corriente alterna cuando se trate de elementos resistivos puros, esto es, sin componente inductiva ni capacitiva. De existir estos componentes reactivos, la oposición presentada a la circulación de corriente recibe el nombre de impedancia.<br />Según sea la magnitud de esta oposición, las sustancias se clasifican en conductoras, aislantes y semiconductoras. Existen además ciertos materiales en los que, en determinadas condiciones de temperatura, aparece un fenómeno denominado superconductividad, en el que el valor de la resistencia es prácticamente nulo. Imagen que muestra el código de colores de la resistenciasttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/56/Res_000.svg/150px-Res_000.svg.png<br />Definición de supernodo <br />En algunos circuitos encontramos una fuente de voltaje entre dos nodos, a esto se le denomina supernodo y en estos casos los nodos a los que esta conectada la fuente de voltaje se toma como un solo nodo por tanto se suman todos las corrientes que van estos nodos. Para determinar las ecuaciones se plantea una ecuación que involucra los voltajes de nodo que afectan a la fuente.<br />Resolución con supernodos <br />Para calcular el voltaje de los nodos que están unidas por la fuente de voltaje , sumamos los voltajes de cada resistencia que este unido a cada uno de estos nodos, y asumimos que los dos son un solo nodo así:<br />factorizando<br />Observamos el supernodo en los nodos Vb y Vc, tomamos estos dos nodos como uno solo, por lo tanto sumamos las corrientes de las resistencias que hay conectadas a Vb y Vc<br />factorizando<br />Finalmente planteamos una ecuación para la fuente de voltaje la cual es la caída de voltaje en los nodos así:<br />Vb − Vc = 10<br />Debemos tener en cuenta la polaridad de la fuente para plantear esta ultima ecuación, y así obtener el sistema de ecuaciones para determinar los valores de los voltajes.<br />Vb − Vc = 10<br />Va = 62,5V<br />Vb = 22,5V<br />Vc = 12,5V<br />Lo único que no sale cuando hay nodos y supernodos juntos<br /> El Multimetro:<br />Es el instrumento que utiliza en su funcionamiento los parámetros del amperímetro, el voltímetro y el Ohmimetro. Las funciones son seleccionadas por medio de un conmutador. Por consiguiente todas las medidas de Uso y precaución son iguales y es multifuncional dependiendo el tipo de corriente (C.C o C.A.)<br />El Multimetro Digital (DMM):<br />Es el instrumento que puede medir el amperaje, el voltaje y el Ohmiaje obteniendo resultados numéricos - digitales. Trabaja también con los tipos de corriente<br />El Amperímetro: Es el instrumento que mide la intensidad de la Corriente Eléctrica. Su unidad de medida es el Amperio y sus Submúltiplos, el miliamperio y el micro-amperio. Los usos dependen del tipo de corriente, ósea, que cuando midamos Corriente Continua, se usara el amperímetro de bobina móvil y cuando usemos Corriente Alterna, usaremos el electromagnético.<br />El Voltímetro: Es el instrumento que mide el valor de la tensión. Su unidad básica de medición es el Voltio (V) con sus múltiplos: el Megavoltio (MV) y el Kilovoltio (KV) y sub.-múltiplos como el milivoltio (mV) y el micro voltio. Existen Voltímetros que miden tensiones continuas llamados voltímetros de bobina móvil y de tensiones alternas, los electromagnéticos.<br />Sus características son también parecidas a las del galvanómetro, pero con una resistencia en serie.<br />El Ohmímetro:<br />Es un arreglo de los circuitos del Voltímetro y del Amperímetro, pero con una batería y una resistencia. Dicha resistencia es la que ajusta en cero el instrumento en la escala de los Ohmios cuando se cortocircuitan los terminales. En este caso, el voltímetro marca la caída de voltaje de la batería y si ajustamos la resistencia variable, obtendremos el cero en la escala. Generalmente, estos instrumentos se venden en forma de Multimetro el cual es la combinación del amperímetro, el voltímetro y el Ohmimetro juntos. Los que se venden solos son llamados medidores de aislamiento de resistencia y poseen una escala bastante amplia.<br />Imagen de http://html.rincondelvago.com/000417330.jpg muestra la forma fisica de un multimetro digital<br />Protoboard<br />ProtoBoard o Breadboard: Es en la actualidad las placas de prueba más usadas están compuestas por bloques de plástico perforados y numerosas láminas delgadas -de una aleación de cobre, estaño y fósforo; que unen dichas perforaciones, creando una serie de líneas de conducción paralelas. Las líneas se cortan en la parte central del bloque de plástico para garantizar que dispositivos en circuitos integrados tipo DIP (Dual Inline Packages), puedan ser insertados perpendicularmente a las líneas de conductores. En la cara opuesta se coloca un forro con pegamento, que sirve para sellar y mantener en su lugar a las tiras metálicas. Un computador basado en el Motorola 68000-con varios circuitos TTL montados sobre una arreglo de protoboard. Debido a las características de capacitancia (de 2 a 30 pF por punto de contacto) y resistencia que suelen tener los protoboard están confinados a trabajar a relativamente baja frecuencias - inferiores a los 10 ó 20 MHz dependiendo del tipo y calidad de los componentes electrónicos utilizados.<br />Para efectuar la medida de la diferencia de potencial el voltímetro ha de colocarse en paralelo; esto es, en derivación sobre los puntos entre los que tratamos de efectuar la medida. Esto nos lleva a que el voltímetro debe poseer una resistencia interna lo más alta posible, a fin de que no produzca un consumo apreciable, lo que daría lugar a una medida errónea de la tensión. Para ello, en el caso de instrumentos basados en los efectos electromagnéticos de la corriente eléctrica, estarán dotados de bobinas de hilo muy fino y con muchas espiras, con lo que con pocaintensidad de corriente a través del aparato se consigue el momento necesario para el desplazamiento de la aguja indicadora.<br />Imagen tomada de http://es.wikipedia.org/wiki/Voltímetro<br />Figura 1.- Conexión de un voltímetro en un circuito<br />En la actualidad existen dispositivos digitales que realizan la función del voltímetro presentando unas características de aislamiento bastante elevadas empleando complejos circuitos de aislamiento.<br />En la Figura 1 se puede observar la conexión de un voltímetro (V) entre los puntos de a y b de un circuito, entre los que queremos medir su diferencia de potencial.<br />Resultados y medidas<br />1) Montar en la protoboard el siguiente circuito<br />Imagen hecha con electronics Workbench<br />-33655-1905 Medir cada una de las resistencias para determinar el valor real.<br />RXVal. IdealValor RealVol mediR11KΩ981 Ω1.33VR210KΩ9.85 K Ω8.59VR34.7KΩ4.59K Ω7.24R46.8KΩ6.65K Ω1.65VR5150Ω148.9 Ω0.32V<br />Medir cada una de las corrientes descritas en el esquema<br />IxCorriente medidaA12.1mAA21.3mAA30.8mAA41.5mAA52.4mAA62.4mAA72.1mAA80.25mA<br />4. Conclusiones <br />Al medir la corriente que fluye sobre un elemento de un circuito electrónico se mide en serie y es lo mismo se este se mide antes o después del elemento<br />Ser ordenado es de gran prioridad en análisis de nodos y de mallas puesto que si no se tiene una buena organización algunos valores saldrían mal.<br />Es muy importante conocer el flujo de corriente en un circuito electrónico puesto que mas adelante cuando estemos trabajando compuertas lógicas necesitamos exactitud en los voltajes en cuando a los unos y ceros lógicos, también en el voltaje exacto que una compuerta lógica puede recibir que es de 5 voltios.<br />5. Referencias<br />http://es.wikipedia.org/wiki/Leyes_de_Kirchhoff_de_circuitos_eléctricos<br />http://html.rincondelvago.com/000417330.jpg<br />http://www.electronicafacil.net/tutoriales/Leyes-Kirchoff.php<br />http://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_eléctrica<br />http://www.slideshare.net/Estefa_Arias/mallas-y-nodos-presentation<br />http://www.unicrom.com/Tut_AnalisisNodos.asp<br />Autores: Velosa A. Silvia P. - León R. Cesar A.-Bello G. Iván D. <br />