guia electricos 1
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 11
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
LABORATORIO N 1
RECONOCIMIENTO DE EQUIPOS Y COMPONENTES
OBJETIVO: Mediante esta experiencia introductoria, se pretende que el Sr.
alumno se familiarice con los componentes bsicos a utilizar en todos sus
practicas programadas (incluido Protoboard).
As como tambin se le va adiestrar en el manejo de equipos (Osciloscopio,
generador de funcin, fuente de poder DC) y en el manejo de instrumentos
analticos y digitales (Multimetro).
CDIGO DE COLORES.
Color Dgito Factor
Multiplicador Tolerancia
Negro 0 1
Marrn 1 10
Rojo 2 102
Naranja 3 103
Amarillo 4 104
Verde 5 105
Azul 6 106
Violeta 7 107
Gris 8 108
Blanco 9 109
Oro 5 %
Plata 10 %
Sin Color 20 %
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 12
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
Ejemplo: Lectura de una resistencia por cdigo de colores.
Resistencia R = Abx10C + 5% = 04x102 + 10% = 400 + 5%.
MATERIALES
- Multimetro Digital.
- Protoboard.
- Fuente de poder DC.
- 06 Resistencias (1K a 10K).
- 02 condensadores
- Potencimetro 5K.
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 13
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
PROCEDIMIENTO
- Medicin de c/u de las resistencias aplicando
cdigo de colores.
ELEMENTO VALOR NOMINAL
(colores) VALOR MEDIDO
% Error
R1
R2
R3
R4
R5
R6
P
C1
C2
Para calcular el porcentaje de error utilizamos la formula siguiente:
Valor Nominal - Valor medido% 100Valor Nominal
Error =
1. Armar el circuito N 1.
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 14
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
Completar la tabla con las siguientes mediciones:
a. Colocar el multimetro en paralelo a cada elemento y medir la tensin en
cada uno de ellos.
b. Colocar el multimetro en serie a cada elemento y medir la corriente en
cada uno de ellos.
c. Determinar la potencia en cada elemento.
2. Armar circuito N2
ELEMENTO VALOR (K) VOLTAJE(V) INTENSIDAD(mA) POTENCIA(mW)
R1
R2
R3
R4
P
E
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 15
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
- Realizar los mismos pasos que el circuito N 1 y completar la tabla
adjunta
3. Armar circuito N3
- Realizar los mismos pasos que el circuito N 1 y completar la tabla
adjunta
ELEMENTO VALOR VOLTAJE (V) CORRIENTE(ma) POTENCIA(mw)
R1
R2
ELEMENTO VALOR VOLTAJE(v) INTENSIDAD(mA) POTENCIA(mW)
R1
R2
R3
R4
P
E
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 16
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
R3
R4
P
E
CUESTIONARIO:
1. Adquirir manuales de laboratorio y citar
Caractersticas Tcnicas de:
- Osciloscopio.
- Fuente de Poder DC.
- Generador de Funcin.
- Multimetro.
2. Citar funcionamiento, operatividad, manejo y precauciones de los equipos e
instrumentos a utilizar en sus experiencias.
3. Recurra a INTERNET y adjunte informacin actualizada de equipos e
instrumentos (reales y virtuales).
4. Observaciones y Conclusiones.
5. Bibliografa actualizada.
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 17
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
LABORATORIO N 2
LAS LEYES SAGRADAS DE KIRCHOOFF
OBJETIVO: Mediante esta experiencia, se pretende que el alumno compruebe y
verifique en todos sus experimentos, las 02 Leyes de Kirchooff.
FUNDAMENTO TERICO
Se aplica en la conservacin de energa cintica en cada circuito con rgimen
estacionario. Quiere decir, no incrementa ni pierde corriente en el nodo.
Nodo o nudo: punto en el CKTO donde convergen dos mas Conductores.
Malla: trayectoria o lazo cerrado, formado por nodos y Ramas topolgicas.
1Ley: EN TODO NODO LA SUMA DE INTENSIDADES DE CORRIENTES
ELECTRICAS QUE ENTRAN AL NUDO ES IGUAL A LA SUMA DE CORRIENTES
ELCTRICAS QUE SALEN DEL MISMO. 0n od o
i =
2 Ley: EN TODA TRAYECTORIA CERRADA DENTRO DE UNA RED ELCTRICA LA
SUMA ALGEBRAICA DE TENSIONES ELCTRICAS DE LOS ELEMENTOS ES IGUAL A
CERO.
0lazo
V =
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 18
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
MATERIALES.
- 02 Fuentes de Tensin
- 01 Multmetro Digital
- 08 Resistencias (1K a 10K).
- Potencimetros (5K y 10K).
- 01 Diodo Led
- Cables conectores (cocodrilo).
- Protoboard.
PROCEDIMIENTO
1. Armar CKTO N1
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Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
- Variar el potenciometro hasta obtener el 50% de su valor.
- Medir con Multmetro el voltaje, corriente en c/u de los elementos
- Determinar potencia en c/u de los elementos del circuito.
- Completar la tabla adjunta
2. Armar circuito N2
ELEMENTO VALOR (k) VOLTAJE(V) CORIENTE(I) POTENCIA(mW)
R1
R2
R3
R4
R5
R6
R7
R8
E1
E2
P
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 20
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
- Medir con Multmetro el voltaje y corriente en c/u de los elementos
- Determinar potencia en c/u de los elementos del circuito.
- Completar la tabla adjunta.
ELEMENTO VALOR (k) VOLTAJE(V) CORIENTE(I) POTENCIA(mW)
R1
R2
R3
R4
R5
R6
E1
E2
El circuito N 2 es serie o paralelo?
3. Armar Circuito N3
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 21
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
- Medir con Multmetro el voltaje y corriente en c/u de los elementos
- Determinar potencia en c/u de los elementos del circuito.
- Completar la tabla adjunta
Se cumple la ley de kirchhoff?
CUESTIONARIO
ELEMENTO VALOR (k) VOLTAJE(V) CORIENTE(I) POTENCIA(mW)
R1
R2
R3
R4
P1
P2
E1
E2
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 22
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
1. En el circuito N 1 verificar en cada malla la Segunda Ley de Kirchooff.
2. En el circuito N 2 verificar en cada nodo la Primera Ley de Kirchooff.
3. Simular c/u de los Circuitos empleados en la
experiencia.
4. Resuelva tericamente c/u de los circuitos experimentados, en forma
analtica y contraste con los valores medidos.
5. Las leyes de Kirchooff se aplican en toda clase de Redes Lineales o no
lineales? Justifique su respuesta
7. Plantee ecuacin de las leyes de Kirchooff en el circuito RL-C (Serie-
Paralelo), excitacin por una fuente Variable en el tiempo.
8. Observaciones y Conclusiones.
9. Bibliografa actualizada.
LABORATORIO N 3
DIVISORES DE TENSION Y DE CORRIENTE
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 23
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
OBJETIVO: Mediante esta experiencia, se pretende que el alumno reconozca
circuitos serie y paralelos, excitados por fuentes de alimentacin.
Luego, en los circuitos serie, aplicar el concepto de divisores de voltaje para
determinar tensin en cualquier elemento del circuito. Y en los circuitos
paralelos, aplicar el concepto de divisor de corriente, para determinar
intensidades en cualquier elemento de circuito a tratar.
FUNDAMENTO TEORICO
Divisor de Tensin
Se aplica solo a CKTO SERIE.
Divisor de Corriente Se aplica solo a CKTOS PARALELOS.
V1 = E R1_ R1+R2
V2 = E R2_ R1+R2
I1 = I 1/R1__ I1 = I __R2___ 1/R1 + 1/R2 (R1 + R2)
I2 = I 1/R2__ I2 = I __R1___ 1/R1 + 1/R2 (R1 + R2)
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 24
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
MATERIALES
- Protoboard.
- 02 Fuente de poder DC.
- 01 Multmetro Digital.
- Potencimetro (10 k).
- 6 Resistencias (1 K a 10 K).
- 4 Diodos Led
- Cables Conectores (cocodrilo).
PROCEDIMIENTO
1. Armar CKTO N1 (DIVISOR DE TENSION)
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 25
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
a. Colocar el voltimetro entre R5 y R6, varie el potencimetro al 50% y
anotar el valor mostrado.
b. Completar la tabla midiendo voltaje, corriente y determinar la
potencia.
c. Apagar la fuente y medir el valor que marca el potencimetro en los
lados a y b.
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 26
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
2. Armar circuito N2 (DIVISOR DE CORRIENTE)
ELEMENTO VALOR (k) VOLTAJE(V) CORIENTE(I) POTENCIA(mW)
R1
R2
R3
R4
R5
R6
P1
E1
E2
V
a
b
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 27
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
a. Completar la tabla adjunta midiendo el voltaje, la corriente y determinar la
potencia en c/u de las resistencias.
ELEMENTO VALOR (k) VOLTAJE(V) CORRIENTE(mA) POTENCIA(W)
R1
R2
R3
R4
R5
R6
R7
E1
E2
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 28
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
2. Armar CKTO N3
a. Completar la tabla adjunta midiendo el voltaje, la corriente y determinar la
potencia en c/u de las resistencias.
ELEMENTO VALOR VOLTAJE(V) CORRIENTE(mA) POTENCIA(W)
R1
R2
R3
R4
R5
R6
D1
D2
D3
D4
E1
E2
Se cumple divisor de tensin o corriente?
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 29
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
CUESTIONARIO
1. Simular c/u de los circuitos empleados en la experiencia.
2. Resuelva tericamente c/u de los circuitos de la experiencia.
3. Es posible aplicar divisor de corriente o voltaje en un circuito con diodos?
4. D aplicacin prctica de divisor de voltaje y de corriente.
5. Qu es efecto de carga? Explique.
6. Observaciones y Conclusiones.
LABORATORIO N 4
TRANSFORMACIN TRINGULO ESTRELLA VICEVERSA OBJETIVOS:
Demostrar experimentalmente la transformacin Triangulo a Estrella y
viceversa.
Mostrar ciertas aplicaciones de estas transformaciones.
FUNDAMENTO TEORICO:
DE TRIANGULO A ESTRELLA ( a Y):
Mediante los dipolos equivalentes obtenemos lo siguiente:
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 30
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
1 3
1 2 3
R RXR R R
=
+ + 2 3
1 2 3
R RYR R R
=
+ + 1 2
1 2 3
R RZR R R
=
+ +
DE ESTRELLA A TRIANGULO (Y a ):
1 2 2 3 1 3
1
R R R R R RXR
+ += ,
1 2 2 3 1 3
2
R R R R R RYR
+ += ,
1 2 2 3 1 3
3
R R R R R RZR
+ +=
MATERIAL Y EQUIPO:
- 1 Fuente de Voltaje
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 31
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
- 1 Multitester
- 14 Resistencias
- 7 Condensadores sin polaridad
- 1 Protoboard
- Cables Slidos
PROCEDIMIENTO:
1. Armar Circuito N1.
a. Medir Resistencias, voltajes, intensidad y hallar la potencia de cada
elemento, Llenar la tabla adjunta.
Elementos Valor (k) Voltaje (v) Intensidad (mA) Potencia
(mW)
R0
R1
R2
R3
R4
R5
R6
E1
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 32
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b. Desconectar la fuente y hallar el Resistencia equivalente.
Req.=__________
c. Determinar de forma indirecta la resistencia equivalente, tomando en
cuenta los valores medidos.
2. Armar circuito N 2.
a. Considerando el cubo simtrico (R iguales), Llenar la tabla.
ELEMENTO Valor
(k) Voltaje (V) Corriente (mA) Potencia (W)
R0 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 33
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
R10 R11 R12 R13 E1
b. Determinar de forma indirecta la resistencia equivalente, tomando en
cuenta los valores medidos.
3. Armar el circuito N 3 escalera.
a. Considere un circuito escalera simtrico (R1= R2; R3 = R4...), Llenar la
tabla.
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 34
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
b. Determinar de forma indirecta la resistencia equivalente, tomando en
cuenta los valores medidos.
4. Armar el circuito N 4. (Opcional)
ELEMENTO
Valor
(K) Voltaje
(V) Corriente
(mA) Potencia
(W)
R0
R0
R0
R0
R0
R1
R2
R3
R4
R5
R6
R7
R8
R9
R10
E1
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 35
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
a. Completar la tabla adjunta.
Elemento
Valor (uF)
Voltaje (V)
Intensidad (mA)
Potencia (mW)
Energa (J)
C1
C2
C3
C4
C5
C6
C7
C8
E1
CUESTIONARIO
2. En el circuito N 4 hacer la transformacin delta- estrella.
3. Resuelva tericamente c/u de los circuitos experimentados.
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 36
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4. Contraste en los valores medidos con los valores calculados de cada uno de
los circuitos experimentados.
5. Observaciones y conclusiones.
LABORATORIO N 5
PUENTE WHEATSTONE
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 37
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
OBJETIVO: Mediante esta experiencia, se pretende que el alumno reconozca y
le d importancia a los Puentes Wheatstone, ampliamente utilizado en la
carrera profesional (alarmas, sensores, otros).
MATERIALES
- Multmetro Digital
- Protoboard.
- Fuente de poder DC.
- 6 Resistencias (1K a 10K).
- 1 Potencimetros.
- 1 Diodo Led.
- Cables conectores.
FUNDAMENTO TERICO
El Puente Wheatstone es un circuito especial formado por 05 resistencias
dispuestas de tal forma que los puntos centrales tienen el mismo potencial (Va
y Vb).
La rama central R0 convierte en RINCE (se puede retirar o reemplazar por un
corto circuito).
Segn el Grfico:
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
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Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
Ecuacin de Equilibrio del Puente Wheatstone:
R1R4 = R3R2
Entonces: IR0 = 0 y V R0 = 0, Por lo tanto R0 puede tomar cualquier valor(0, ,
etc.).
PROCEDIMIENTO
1. Armar Circuito N 1
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Autor: Ing. Fernando Lpez 39
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
Completar la tabla adjunta con las siguientes mediciones:
- Medir con el Multmetro cada una de las resistencias.
- Ajustar el potencimetro hasta alcanzar el equilibrio en los Puentes
Wheatstone.
- Medir voltajes, corrientes y determinar la potencia en cada uno de los
elementos del Circuito.
Elementos Valor (k) Voltaje (v) Intensidad (mA) Potencia
(mW)
R1
R2
R3
R4
R5
P
E1
2. Armar el circuito N 2:
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 40
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
Completar la tabla adjunta con las siguientes mediciones:
- Medir con el Multmetro cada una de las resistencias.
- Ajustar el potencimetro hasta alcanzar el equilibrio en los Puentes
Wheatstone.
- Medir voltajes, corrientes y determinar la potencia en cada uno de los
elementos del Circuito.
Elementos Valor (k) Voltaje (V) Intensidad (mA) Potencia
(mW)
R1
R2
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 41
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
R3
R4
R5
R0
P
E1
E2
3. Armar el Circuito N 3
a. Ajustar el potencimetro hasta alcanzar el equilibrio en los Puentes
Wheatstone.
b. Medir voltajes, corrientes y determinar la potencia en cada uno de los elementos del Circuito
Elementos Valor k) Voltaje (v) Intensidad (mA) Potencia
(mW)
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 42
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
R1
R2
R3
R4
R0
Led
P
E1
EX
Qu sucede con el diodo led?
c. Reemplaza la rama del diodo led por la rama que contiene la fuente de
Tensin (EX, RX),Qu sucede?
CUESTIONARIO.
1. Resolver tericamente los circuitos utilizados
2. Simular c/u de los Circuitos empleados en la experiencia.
3. Si En el Circuito N 3 se reemplaza la rama del diodo led por la rama que
contiene la fuente de Tensin (EX, RX), este sistema sigue siendo puente
wheatsthone? Porque?
4. Adjunte un diagrama de un proyecto de una alarma (contra incendios),
donde est presente un Puente wheatstone.
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 43
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
5. Adjunte un Puente Wheatstone mltiple en cascada y demuestre la
ecuacin del equilibrio del mismo.
6. Recurra a Internet y obtenga un listado de sensores que trabajan con
Puente Wheatstone.
7. Observaciones y conclusiones.
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 44
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
LABORATORIO N 6
TRANSFORMACIONES DE FUENTES (M.T.F)
OBJETIVOS.
Demostrar experimentalmente la transformada de fuentes de voltaje.
Demostrar experimentalmente la transformada de fuentes de corriente.
FUNDAMENTO TERICO.
Si en un circuito se tienen tanto fuente de voltaje como de corriente, es
conveniente hacer ciertos ajustes al circuito, de manera que las fuentes
sean del mismo tipo.
Es posible transformar una fuente independiente de voltaje en serie con un
resistor en una fuente de corriente en paralelo con una resistencia y
viceversa.
Las transformaciones de fuentes son tiles para la simplificacin de CKTOS
y tambin puede serlo en el anlisis de nodos y mallas.
a). FUENTES DE TENSIN A CORRIENTE Y VICEVERSA.
Una fuente de tensin real equivale a una fuente de corriente real, la fuente I
es igual: E/R=I; y la resistencia conserva su valor.
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 45
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
Casos:
1. Primer caso: Dos fuentes de tensin en serie.
2. Segundo Caso: Dos fuentes de tensin en paralelo.
3. Tercer caso: Dos fuentes de corriente en paralelo.
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 46
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
4. Cuarto caso: Dos fuentes de corriente en serie.
MATERIALES Y EQUIPOS
2 Fuentes de voltaje.
10 Resistencias.
1 Diodo Led.
1 Protoboard.
Cables conectores.
1 Multmetro.
PROCEDIMIENTO.
1. Armar el Circuito N 1.
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 47
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
- Completar la tabla midiendo las resistencias, voltajes, corrientes y
determinar la potencia en cada uno de los elementos.
2. Armar el circuito N 2.
Elemento Valor (K) Voltaje (V) Corriente (mA)
Potencia mW)
R0
R0
R0
R1
R2
R3
R4
R5
E1
E2
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 48
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
- Completar la tabla midiendo las resistencias, voltajes, corrientes y
determinar la potencia en cada uno de los elementos.
Elemento Valor (K) Voltaje (v) Corriente
(mA) Potencia
(mW)
R0
R1
R2
R3
R4
R5
R6
Led
E1
E2
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 49
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
CUESTIONARIO
1. Con software de simulacin electrnica (Proteus, circuit maker, Orcad)
simular el siguiente circuito y Llenar la tabla adjunta.
Elemento
Valor (K) Voltaje (V) Corriente (mA)
Potencia (mW)
R0
R1
R2
R3
R4
R5
R6
R7
R8
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 50
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
RX
E0
E1
E2
E3
2. En el circuito de la pregunta N 1, se puede aplicar el MTF. Justifique su
respuesta.
3. Resolver tericamente el circuito de la pregunta N 1, aplicando MTF, y
contrastar los valores simulados con los calculados.
4. Resolver tericamente c/u de los citcuitos experimentados, aplicando el
MTF explicado en clase. Determine errores obtenidos.
5. Resuelva un circuito complejo; Si aplica M.T.F, escriba Ud. el circuito
reducido mnimo que se puede obtener.
6. Cuales son las restricciones del M.T.F? Explique.
7. El M.T.F, se cumple en el mtodo de la potencia? Explique.
8. Observaciones y Conclusiones.
LABORATORIO N 7
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 51
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
METODO DE LAS ECUACIONES DE MALLAS (MAXWELL)
OBJETIVO: Mediante este Mtodo, se pretende que el alumno aplique
adecuadamente Grficos Topolgicos a los circuitos a emplear, determine
exactamente el nmero de mallas incgnitas y aplique el nmero de
ecuaciones de mallas correspondientes, utilizando notacin Matricial.
FUNDAMENTO TERICO
En el mtodo de corriente de mallas se plantea el grfico topolgico de la red y
se determina el nmero de mallas independientes.
A cada malla se le asigna una corriente, luego se aplica la segunda L. K. en
funcin de la corriente de mallas, ordenar ecuaciones en forma matricial, dar
solucin para c/u de las corrientes de la malla.
Para un caso de n mallas se cumple:
MATERIAL Y EQUIPO
- 2 Fuente de Poder.
- 7 Resistencias (1k a 10k).
- 2 Diodos Led.
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 52
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
- 1 Protoboard.
- 1 Multmetro Digital.
- Cables Conectores (cocodrilo).
PROCEDIMIENTO
1. Armar el Circuito N 1.
Medir las resistencias, voltajes, corrientes y hallar la potencia de cada
elemento, completar la tabla adjunta.
ELEMENTO VALOR (k) VOLTAJE(V) CORIENTE(mA) POTENCIA(mW)
R1
R2
R3
R4
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 53
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
R0
E1
E2
2. Armar el circuito N 2.
Medir las resistencias, voltajes, corrientes y hallar la potencia de cada
elemento, completar la tabla adjunta.
ELEMENTO VALOR (k) VOLTAJE(V) CORRIENTE(mA) POTENCIA(mW)
R7
R2
R3
R4
R5
R0
R
Led1
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 54
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
Led2
E1
E2
Se cumple el mtodo de mallas cuando existen diodos?
CUESTIONARIO:
1. Con software de simulacin electrnica (Proteus, Circuit Maker, Orcad),
simular el siguiente circuito y llenar la tabla adjunta.
ELEMENTO VALOR(k) VOLTAJE(V) CORRIENTE(mA) POTENCIA(mW)
R7
R2
R3
R4
P1
P2
E1
E2
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 55
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
E3
2. Resolver tericamente por el mtodo Maxwell el circuito de la pregunta
N 1, y contrastar los valores simulados con los calculados.
3. Resuelva c/u de los circuitos experimentados aplicando el Mtodo de
Maxwell y Obtener Matriz [rij] de c/u de los circuitos.
4. Simular c/u de los circuitos empleados en la experiencia.
5. Cmo aplica el mtodo de MAXWELL en un circuito que Presenta fuentes
dependientes, Independientes, Justifique su respuesta.
6. Qu restricciones debe considerar, cuando en un Circuito se presentan
elementos no lineales (diodos, Focos de Nen, etc.).
7. Observacin y Conclusiones
8. Bibliografa Actualizada
LABORATORIO N 8
MTODO DE POTENCIALES DE NODOS
OBJETIVO. Mediante esta experiencia, el alumno aplicar Topologa Elctrica a
los circuitos, determinando el nmero de nodos incgnitas y luego determinar
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 56
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
el nmero de ecuaciones de Potenciales de Nodos necesario y suficientes para
su solucin algebraica (MATRICIAL).
FUNDAMENTO TEORICO
Metodo Nodal: Se aplica la primera Ley de Kirchoff, Este mtodo funciona
adecuadamente con fuentes de corriente, Si existen fuentes de tensin, hay
que recurrir a restricciones dadas en teora.
Super nodo: Es la configuracin compuesta por lo menos de dos nodos
parciales topolgicamente. El Super Nodo contiene por lo menos una fuente de
tensin.
MATERIALES.
- 8 Resistencias (1K a 10K).
- 2 Diodos Led.
- 01 Multmetro Digital.
- 2 Fuente de DC.
- Cables conectores (cocodrilo).
- 1 Protoboard.
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 57
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
PROCEDIMIENTO.
1. Armar el Circuito N 1.
a. Medir con el Multmetro las resistencias, voltajes de c/u de los nodos.
Llenar la tabla adjunta.
ELEMENTO VOLTAJE(v) CORRIENTE(mA) POTENCIA(mw)
R0
R0
R1
R2
R3
R4
E1
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 58
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
E2
ea
eb
ec
2. Armar circuito N2
Realizar las respectivas mediciones, y completar la tabla adjunta.
ELEMENTO VOLTAJE(v) CORRIENTE(mA) POTENCIA(mw)
R1
R2
R3
R4
E1
E2
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 59
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
Led1
Led2
ea
eb
ec
ed
En el circuito experimentado se puede aplicar el mtodo nodal?
CUESTIONARIO:
1. Simular el circuito mostrado con software electrnico (Proteus, Circuit
Maker, Orcad), y Llenar la tabla adjunta.
ELEMENTO Valor (k) VOLTAJE(v) CORRIENTE(mA) POTENCIA(mw)
R0
R0
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 60
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
R1
R2
R3
R4
R5
R6
R7
E1
E2
E3
ea
eb
ec
ed
ee
ef
eg
eh
2. Resolver tericamente por el mtodo Nodal el circuito de la pregunta N 1, y
contrastar los valores simulados con los calculados.
3. Simular el circuito N 1 y N 2 empleados en la experiencia,
4. Resuelva tericamente c/u de los circuitos empleados en su experiencia,
Aplicando el Mtodo de los Potenciales de Nodos
5. Aplique el Mtodo Nodal en un circuito mixto R-L-C.
6. Por que se dice que el Mtodo Nodal es DUAL al Mtodo Maxwell.
7. Cmo aplica en Mtodo Nodal cuando son fuentes dependientes.
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 61
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
8. Restricciones del Mtodo Nodal. Explique.
9. Observaciones y Conclusiones.
LABORATORIO N 9
TEOREMA DE LA SUPERPOSICIN
OBJETIVO: Mediante esta experiencia, se pretende que el alumno resuelva los
CKTOS lineales, aplicando el teorema de la superposicin, para determinar
Voltajes e Intensidades, a excepcin de la Potencia.
FUNDAMENTO TERICO
Esta propiedad es axiomtica en las redes lineales y lo hemos anunciado al
comienzo del desarrollo del curso, sin embargo algunos autores lo toman como
teorema y lo demuestran a partir de las ecuaciones de mallas y nodos.
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 62
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
En forma prctica nosotros desarrollaremos su aplicacin segn su principio.
Es decir, si hacemos actuar slo una fuente, podemos determinar la respuesta
parcial a cada excitacin.
Finalmente sumamos las respuestas y obtendremos lo mismo que
encontraramos si actan simultneamente las fuentes.
MATERIALES
- Protoboard.
- 14 Resistencias (1K a 10K).
- 2 Diodos Led.
- 01 Multmetro Digital.
- 2 Fuentes de Poder DC + Cocodrilo.
PROCEDIMIENTO
1. Armar el Circuito N 1.
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 63
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
a. Medir con el Multmetro c/u de las resistencias, Voltajes, corrientes y
calcular la potencia.
E1=______, E2=_________
_ Elemento Valor (K) Voltaje (V) Corriente(mA) Potencia R1
R2
R3
R4
R0
b. Cortocircuitar E2 y medir el Voltaje, Corriente y determinar la potencia en
c/u de los elementos, completar la tabla adjunta.
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 64
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
c. Cortocircuitar E1 y medir el Voltaje, Corriente y determinar la potencia en
c/u de los elementos, completar la tabla adjunta.
2. Armar El circuito N 2.
E1=________, E2 = 0
ELEMENTO Resistencia(K) Voltaje(V) Corriente(mA) Potencia(w)
R1
R2
R3
R4
R0
E1= 0 , E2 =________
ELEMENTO Resistencia(K) Voltaje(V) Corriente(mA) Potencia(w)
R1
R2
R3
R4
R0
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 65
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
a. Medir el Voltaje, Corriente y determinar la potencia en c/u de los elementos, completar la tabla adjunta.
E1 =_______, E2 =_______
ELEMENTO R(K) Voltaje(V) Corriente(mA) Potencia(w)
R1
R2
R3
R4
R5
R6
R7
R8
R9
R10
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 66
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
R11
R12
R13
R14
b. Cortocircuitar E2 y medir el Voltaje, Corriente y determinar la potencia en
c/u de los elementos, completar la tabla adjunta.
E1 =_______, E2 = 0
ELEMENTO R(K) Voltaje(V) Corriente(mA) Potencia(w)
R1
R2
R3
R4
R5
R6
R7
R8
R9
R10
R11
R12
R13
R14
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 67
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
c. Cortocircuitar E1 y medir el Voltaje, Corriente y determinar la potencia en
c/u de los elementos, completar la tabla adjunta.
E1 = 0 , E2 =_______
ELEMENTO R(K) Voltaje(V) Corriente(mA) Potencia(w)
R1
R2
R3
R4
R5
R6
R7
R8
R9
R10
R11
R12
R13
R14
3. Armar el Circuito N 3.
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 68
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
a. Completar la tabla con las respectivas mediciones en cada elemento.
E1 =______, E2 =______
ELEMENTO R(K) Voltaje(V) Corriente(mA) Potencia(w)
R1
R2
R3
R4
R5
R6
R0
Led1
Led2
b. Cortocircuitar E2 y medir el Voltaje, Corriente y determinar la potencia en c/u
de los elementos, completar la tabla adjunta.
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 69
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
E1 =______, E2 = 0
ELEMENTO R(K) Voltaje(V) Corriente(mA) Potencia(w)
R1
R2
R3
R4
R5
R6
R0
Led1
Led2
c. Cortocircuitar E1 y medir el Voltaje, Corriente y determinar la potencia en c/u
de los elementos, completar la tabla adjunta.
E1 = 0 , E2 =______
ELEMENTO R(K) Voltaje(V) Corriente(mA) Potencia(w)
R1
R2
R3
R4
R5
R6
R0
Led1
Led2
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 70
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
CUESTIONARIO:
1. Resolver c/u de los circuitos aplicando el teorema de la superposicin.
2. Simular c/u de los circuitos empleados en la experiencia.
3. Demuestre por que el Teorema de la Superposicin no se cumple al evaluar
Potencia de los elementos.
4. Demuestre si el Teorema de la Superposicin se puede aplicar en un circuito
con diodos (o focos de nen).
5. Plantee un circuito con fuentes independientes y dependientes y aplique el
Teorema de la Superposicin.
6. Observaciones y Conclusiones.
7. Bibliografa actualizada.
LABORATORIO N 10
TEOREMA DE RECIPROCIDAD
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 71
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
OBJETIVO.
Mediante estas experiencias, se pretende que el alumno compruebe que toda
red pasiva, bilateral, con 02 pares de terminales (cuadripolo), presenta
reciprocidad (estmulo-respuesta).
FUNDAMENTO TEORICO
TEOREMA DE LA RECIPROCIDAD:
Una red es recproca en cuanto a excitacin y respuesta se refiere, bajo
ciertas condiciones. stas son:
a) Una fuente de tensin y una corriente a corto circuito Se puede cambiar de
lugar, y si la fuente no vara, la Corriente en el corto circuito es la misma.
b) Una fuente de corriente y una tensin a circuito abierto Puede cambiar de
lugar, y si la fuente es del mismo Valor, la tensin en el circuito abierto no
se Alterar.
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 72
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
1. Arme el Circuito N 1. TEOREMA DE RECIPROCIDAD
a. Completar la tabla adjunta.
b.
ELEMENTO VALOR VOLTAJE CORRIENTE POTENCIA
R1
R2
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 73
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
R3
R4
R5
R6
R7
R8
R9
R10
E1
E2
c. Cortocircuitando E2 = 0, medir I2CC = corto circuito:
Conectando E1, (condicin)E2 = 0
ELEMENTO VALOR
I2CC
d. Cortocircuitando E1 = 0, medir I1CC = corto circuito:
Conectando E2, (condicin) E1 = 0
ELEMENTO VALOR
I1CC
e. Con los valores obtenidos verificar que se cumpla esta relacin:
2 1
1 2
.
CC CCI I cteE E
= =
CUESTIONARIO:
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 74
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
1. En el experimento realizado resolver tericamente aplicando el Teorema de Reciprocidad.
2. En el circuito experimentado, se agrega fuentes controladas, demuestre si se cumple o no la aplicacin del Teorema de Reciprocidad.
3. Observaciones y Conclusiones.
LABORATORIO N 11
TEOREMA DE THEVENIN Y NORTON
OBJETIVO: Mediante esta experiencia, se pretende resolver los CKTOS
complejos, reduciendo a su mnima configuracin (01 malla simple) para
THEVENIN y para NORTON (01 circuito paralelo) y, deducir la incgnita
planteada.
Tambin se verificar la aplicacin de este teorema, cuando la carga es no
lineal (Diodo, Transistor, etc.).
FUNDAMENTO TERICO
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 75
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
Teorema de Thevenin: Es la forma ms rpida y directa de transformacin y
reduccin de una red a una fuente real para calcular una incgnita (Tensin ).
Toda red se puede reducir a una sola fuente real de tensin donde la fuerza
electromotriz es la que aparece en la red, retirando la rama incgnita (circuito
abierto) y la resistencia equivalente de la red, hecha pasiva.
Teorema de Norton:
Es la forma ms rpida y directa de transformacin y reduccin de una red a
una fuente real para calcular una incgnita (Corriente).
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 76
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
Toda red se puede reducir a una sola fuente real de corriente, donde sta
corriente es la que circula por el corto circuito.
MATERIALES
- 01 Multmetro Digital.
- 7 Resistencias (1K a 10K).
- 1 Diodos Led, 01 Transistor NPN (BC-547).
- 1 Protoboard.
- 2 Fuente de Poder.
- Cables Conectores (cocodrilo).
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 77
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
PROCEDIMIENTO
1. Armar el Circuito N 1.
a. Medir en los nodos a-b
Vab Iab
b. Retire la carga de los puntos a-b y determine Eth (Voltaje a Circuito
abierto).
Vab = Vth
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 78
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
c. En el circuito sin carga completar la tabla con las respectivas mediciones en cada
elemento.
ELEMENTO VALOR VOLTAJE(v) INTENSIDAD(mA) POTENCIA(mW)
R1
R2
R3
R4
R5
R6
R7
E1
E2
Eth
Req
Carga
d. En el circuito sin carga cancele la fuente y determine las resistencias
equivalentes (Req) desde los bordes a-b de la carga.
e. Con los valores obtenidos dibujar el circuito Thevenin equivalente y
reponer carga, para encontrar la Vab, Iab tericamente.
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 79
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
f. En el circuito original quitar la carga de los nodos a-b, reemplazar por un cable.
g. Para hallar el Norton equivalente, medir IN (corriente en corto circuito) en los nodos
a-b, la corriente medida es la corriente de Norton.
h. Con los valores obtenidos dibujar el circuito Norton equivalente y reponer
carga, para encontrar la Vab, Iab tericamente.
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 80
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
2. Armar El circuito N 2.
a. Medir en los nodos a-b
Vab Iab
b. Retire la carga de los puntos a-b y determine Eth (Voltaje a Circuito
abierto).
Vab = Vth
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 81
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
c. En el circuito sin carga completar la tabla con las respectivas mediciones en cada
elemento.
ELEMENTO VALOR VOLTAJE(V) INTENSIDAD(mA) POTENCIA(mW)
R1
R2
R3
R4
R0
R0
R0
Led
E1
E2
Eth
Req
Carga
d. En el circuito sin carga cancele la fuente y determine las resistencias
equivalentes (Req) desde los bordes a-b de la carga.
e. Con los valores obtenidos dibujar el circuito Thevenin equivalente y reponer
carga, para encontrar la Vab, Iab tericamente.
f. En el circuito original quitar la carga de los nodos a-b, reemplazar por un cable.
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 82
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
g. Para hallar el Norton equivalente, medir IN (corriente en corto circuito) en los nodos a-
b, la corriente medida es la corriente de Norton.
h. Con los valores obtenidos dibujar el circuito Norton equivalente y reponer
carga, para encontrar la Vab, Iab tericamente.
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 83
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
3. Arme el Circuito N 3.
a. Medir en los nodos a-b
Vab Iab
b. Retire la carga de los puntos a-b y determine Eth (Voltaje a Circuito
abierto).
Vab = Vth
c. Completar la tabla midiendo voltaje, corriente, y hallar la potencia en
cada uno de los elementos.
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 84
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
ELEMENTO VALOR VOLTAJE(V) INTENSIDAD(mA) POTENCIA(w)
R1
R2
R3
R4
IC
IB
IE
VCE ____ ____
VCB ____ ____
VBE=V ____ ____
PBJT ____ ____ ____ ____
Eth ____ ____
Req ____ ____ ____
d. En el circuito sin carga cancele la fuente y determine las resistencias
equivalentes (Req) desde los bordes a-b de la carga.
e. Con los valores obtenidos dibujar el circuito Thevenin equivalente y
reponer carga, para encontrar la Vab, Iab tericamente.
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 85
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
CUESTIONARIO:
1. Resuelva tericamente cada una de los circuitos mediante el teorema de
thevenin.
2. Resuelva tericamente cada uno de los circuitos mediante el teorema de
Norton.
3. Simular c/u de los circuitos empleados en la experiencia.
4. Ver manual y caractersticas tcnicas del transistor (, V, etc.).
5. Cmo aplica el teorema de Thevenin en circuitos que presentan fuentes
controladas?
6. D aplicaciones prcticas de la aplicacin del Teorema de Thevenin.
7. Porqu se dice que el Teorema de Norton es dual del Teorema de
Thevenin?
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 86
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
8. Averige la Corriente Norton de una Batera de automvil.
9. Un generador de una Central presenta los siguientes datos: 500Kv, 800amp.
De corto circuito. Para qu sirven estos datos? Explique.
10. Observaciones y Conclusiones.
LABORATORIO N 12
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 87
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
TEOREMA DE LA MAXIMA POTENCIA DE TRANSFERENCIA
OBJETIVO.
Mediante estas experiencias, se pretende que el alumno reconozca la condicin
para que una carga consuma la mxima potencia; y tambin, comprobar que
toda red pasiva, bilateral, con 02 pares de terminales (cuadripolo), presenta
reciprocidad (estmulo-respuesta).
FUNDAMENTO TEORICO
TEOREMA DE LA MXIMA POTENCIA DE TRANSFERENCIA:
Se refiere al estudio de una carga RL que conectada a un dipolo activo, puede
observar la mayor potencia posible. Consideremos un dipolo con fuentes
reales:
Se puede aplicar el Teorema de Thevenin y representar al dipolo por una
fuente de tensin real y de sta manera
Obtener la frmula de PRL:
i = ___E___ Re + RL
v = E
X ___RL__ Re + RL
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 88
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
PRL = i.v = E2th X ___RL___
(Re + RL)2
Para conseguir el mximo de PRL, hay que derivar e igualar a cero en funcin
de la variable RL.
Donde: Re = RL
MATERIALES
- 10 Resistencias (1K a 10K).
- 1 Potencimetro de 5k, 10K, 20K, (RL)
- 1 Diodo Led.
- 01 Multmetro Digital.
- 01 Protoboard.
- 2 Fuente de Poder DC.
PROCEDIMIENTO
2. Medir c/u de las resistencias.
ELEMENTO VALOR NOMONAL VALOR REAL
R1
R2
R3
R4
R5
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 89
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
R6
R7
R8
R9
R10
3. Arme el Circuito N 1.TEOREMA DE LA MAXIMA POTENCIA, obtener la
mxima potencia de transferencia.
a. Medir resistencia, voltaje, corriente y calcular la potencia en cada
elemento.
Elemento Valor (K) Voltaje(RL) Corriente(RL) Potencia(RL)
R1
R2
R3
R4
R5
R6
P1
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 90
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
b. Aplicando el teorema de thevenin medir en los puntos a-b
ELEMENTO VALOR
E
Vab = ETh
Sin carga
Req
Sin Fuente
c. Variar el potencimetro por lo menos 5 veces empezando de 0 a su mximo
valor, medir el voltaje, corriente en los puntos a-b y calcular la potencia en cada
caso.
RL (10k)
Variar
Voltaje(RL) Corriente(RL) Potencia(RL)
d. Con los valores obtenidos construya la curva de la potencia mxima de
transferencia (PL & RL).
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 91
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
e. Aplicando thevenin redibujar el circuito equivalente y con valores de la
experiencia hallar tericamente voltaje y corriente en la carga.
RL V(RL) I(RL) P(RL)
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 92
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
4. Arme el Circuito N 3 Obtener la Mxima potencia de transferencia.
a. Medir en cada uno de los elementos voltaje, corriente y calcular la potencia.
ELEMENTO VALOR Voltaje Corriente Potencia
R1
R2
R3
R4
RL=Req
Led
b. Aplicando el teorema de thevenin medir en los puntos a-b
ELEMENTO VALOR
E1
E2
Eth
Req
c. Variar el potencimetro por lo menos 5 veces empezando de 0 a su mximo valor,
medir el voltaje, corriente en los puntos a-b y calcular la potencia en cada caso.
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 93
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
RL (10k)
Variar
Voltaje(RL) Corriente(RL) Potencia(RL)
d. Con los valores obtenidos construya la curva de la potencia mxima de transferencia
(PL & RL).
Se cumple el teorema de mxima transferencia de Potencia?
CUESTIONARIO:
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 94
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
1. En el Circuito (1) y (3) obtenga la mxima potencia de transferencia tericamente.
2. En un circuito con fuentes controladas, cmo obtiene la Mxima Potencia de
Transferencia. Demuestre.
3. Cmo se obtiene la mxima eficiencia en un circuito lineal.
4. En el circuito experimentado con los valores medidos experimentalmente, determine si se puede comprobar el teorema de la Mxima Potencia de Transferencia.
5. Observaciones y Conclusiones.
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 95
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
LABORATORIO N 13
CARACTERSTICAS DE UN CIRCUITO DIFERENCIADOR
OBJETIVO
Analizar en forma experimental las caractersticas de un circuito serie R-C como
un elemento diferenciador, cuando es excitado por una seal peridica de onda
cuadrada.
MATERIALES
- 1 generador de onda cuadrada.
- 1 Osciloscopio.
- 2 Puntas de osciloscopio y 1 punta del generador
- R = 6.8K y C = 320pf. - R = 3.3K Y C = 0.002uf. - Multmetro.
- 1 Protoboard
- Conductores de Conexin.
PROCEDIMIENTO
a. Armar el circuito de la figura a continuacin.
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 96
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
b. Aplicar una seal de entrada al circuito R-C serie, con una frecuencia de 10
KHz.
c. Observar la forma de onda de la resistencia en la pantalla del osciloscopio.
d. Medir la amplitud de la seal de entrada y la seal de la resistencia.
e. Medir el periodo de tiempo t de la seal de entrada y de la seal derivada.
VI VR VC
Valor
Forma de Onda
CUESTIONARIO:
1. Hacer un fundamento terico de la experiencia realizada.
2. Determinar la constante de tiempo terico y experimental del circuito R-
C.
3. Graficar en papel milimetrado la forma de onda de la seal de entrada y
obtenida en el condensador.
4. Explique Ud. por qu al circuito utilizado se le denomina diferenciador.
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 97
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
5. Explique que sucede con la amplitud de la seal VR cuando vara la
frecuencia de la seal de entrada.
6. Encontrar analticamente el desarrollo en serie de Fourier, de la seal de
entrada y de la seal derivada.
7. Explique Ud. el significado de la constante: 2. 2RC.
8. Observaciones y Conclusiones.
LABORATORIO N 14
CARACTERSTICAS DE UN CIRCUITO INTEGRADOR
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 98
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
OBJETIVO
Analizar en forma experimental las caractersticas de un circuito serie R-C
como un elemento integrador, cuando es excitado con una seal peridica
de onda cuadrada.
MATERIALES
- 1 Generador de ondas cuadradas.
- 1 Osciloscopio.
- 2 puntas de osciloscopio y 1 punta del generador
- 1 Panel de Circuito R-C integrador: R = 10K y
C = 0.02uf.
- 1 Multmetro.
- 1 Protoboard
- Cables Conectores.
PROCEDIMIENTO
1. Armar el Ckto de la figura adjunta :
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 99
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
2. Aplicar una seal de onda cuadrada al ckto R-C con una frecuencia de 10
KHz.
3. Observar la forma de onda del condensador en la pantalla del osciloscopio.
4. Medir la amplitud de la seal de entrada y la seal en el osciloscopio.
5. Medir el periodo de la seal de entrada y de la integrada.
VI VR VC
Valor
Onda
CUESTIONARIO:
1. Hacer el fundamento terico de la experiencia realizada.
2. Determinar la constante de tiempo terico y experimental.
3. Graficar en papel milimetrado la forma de onda de la seal de entrada del
Ckto R-C y la obtenida en el condensador.
4. A partir de la ecuacin :
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 100
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
( )
( )
V = V . e ( descarga )
V = V . 1 - e ( carga )
C e-
tRC
C e-
tRC
Graficar tericamente la curva exponencial de la carga del condensador y
compararla con la obtenida experimentalmente.
5. Explique Ud. por qu al CKTO utilizado se le denomina integrador.
6. Explique la influencia que tiene la frecuencia de la seal en el CKTO
integrador.
7. Qu sucede con la amplitud de la seal VC , cuando varia la frecuencia de la
seal.
8. Encontrar analticamente el desarrollo en serie de Fourier de la seal de
entrada y de la seal integrada.
9. Observaciones y Conclusiones.
LABORATORIO N 15
ESTADO TRANSITORIO EN CIRCUITO RLC
SISITEMAS DE SEGUNDO ORDEN
OBJETIVO
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 101
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
a. Observar la respuesta de un sistema de segundo orden RLC, con
amortiguamiento subcrtico y crtico.
b. Medir experimentalmente T y .
c. Determinar el comportamiento del ckto RLC.
INTRODUCCION TEORICA
Los ckto RLC pertenecen a los sistemas de segundo orden, ya que tiene la
siguiente ecuacin diferencial.
(D2 + 2D + W0)y = f(t)
Donde la variable dependiente y puede ser
a. Una corriente elctrica.
b. Una diferencia de potencial.
c. Una carga elctrica.
d. Un flujo concatenado.
y las constantes y W0 se les llama :
= Coeficiente de amortiguamiento.
W0 = Frecuencia natural de resonancia del sistema.
La solucin complementaria (estado transitorio) puede ser de tres tipos segn
los valores de y W0.
Las races de la ecuacin caracterstica de 1 son:
P = - W1,22
0 2
por lo tanto los tres posibles casos son :
-
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 102
Facultad de Ingeniera Electrnica, Mecatrnica
a. CASO I : > W0 , dando lugar al tipo de amortiguamiento supercrtico
(sobreamortiguamiento).
b. CASO II : = W0 , dando lugar al tipo de
Amortiguamiento critico (crticamente amortiguado)
c. CASO II : < W0 , dando lugar al tipo de
Amortiguamiento subcrtico (subamortiguado) u oscilatorio.
Para la presente prctica de laboratorio nos interesa el tercer caso o solucin
oscilatoria del siguiente circuito RLC
Donde la variable dependiente ser e0(cada de tensin en el
condensador), si R1 + RL = R entonces.
R i + L d id t
+ e = E
P ero
i = C d edt
reem plazando (4) en (3) tenem os:
D + RL
D + 1
LC e =
EL C
0
0
20
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 103
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( )
d e d o n d e
=
R2 L
W = 1L C
y p ara e l caso W la so lu cio n sera
e = e M S en w t + N C o s w t + E
W = W
0
0
0- t
20
2
( )t
Cuya grfica en funcin del tiempo es:
El decremento logartmico esta definido por:
= Ln ee
=
T2
. . . . . . . . . . ( )nn+1
El cual puede ser medido en el laboratorio y luego determinar .
Con todo esto se puede determinar el comportamiento del CKTO RLC ya
que la situacin general para las condiciones iniciales
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 104
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( )e (t) = E 1 - TT
e Sen w t + tg w
donde T = 2 w
T = 2 w
00
- t -1
00
pi
pi
MATERIALES
- 1 Bobina de 2.3H y 205.
- 1 condensadores 110uF.
- 2 resistencias 25K y 50K.
- 1 potencimetro de 10K.
- 1 generador de Funciones
- 1 osciloscopio.
- 2 Puntas de osciloscopio y 1 punta del generador
- 1 Multmetro.
- 1 Protoboard
PROCEDIMIENTO
1. Armar el CKTO mostrado de la fig. adjunta con RC 25K.
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 105
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2. Determinar L y RL de la inductancia.
3. Energizar el CKTO con el generador de onda cuadrada el cual debe entregar
la menor frecuencia de oscilacin (20Hz), El terminal 3 debe estar
conectado al vertical del osciloscopio y de 4 a tierra.
4. Vare el potencimetro hasta observar la onda amortiguada, mida y tome
nota del periodo T y del decremento logartmico.
5. Vare el potencimetro hasta que hayan desaparecido las oscilaciones,
mida y tome nota de estas resistencias.
6. Cambie RC por las resistencias de 50K y repita los pasos 4 y 5
respectivamente.
7. Quite RC y repita el paso de 4 y 5 respectivamente.
8.
VI VR VC
Valor
Onda
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CUESTIONARIO
1. Determine (indicando detalladamente los pasos) la ecuacin diferencial del
ckto 1.
2. Calcule analticamente y T y W0, compare estos valores con los
calculados experimentalmente justificando las divergencias.
3. Qu se consigue con el paso 5?
4. Qu funcin cumpleRL?
5. Qu diferencias observa en los pasos 4,5 y 6? A qu se deben estas
diferencias?
6. Si en el CKTO experimental la variable dependiente fuera eL D la
ecuacin diferencial para este caso.
7. Repita 6, para el caso en que la variable dependiente fuera iL.
8. Demuestre la ecuacin ().
9. Demuestre la ecuacin ().
10.Porque se debe energizar el ckto con onda cuadrada? Explique.
11. Observaciones y Conclusiones.
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 107
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MISCELNEA
OBJETIVOS:
Se pretende que el Sr. alumno aplique sus conocimientos tericos sobre
Cuadripolos, Rgimen Transitorio, CKTOs Temporizadores y la aplicacin del
OPAMP y del TIMER.
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 108
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TEMA: CUADRIPOLOS (Teorema Bartlett)
1. Armar
a). Aplique el teorema de bartlett y mida: RX = ________ RY = ________
b). Medir:
r11 = ________ 11 = _________
r12 = ________ 12 = _________
r22 = ________ 22 = _________
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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I
Autor: Ing. Fernando Lpez 109
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c). Obtener CKTO T , pi y en equivalente.
CIRCUITOS. TEMPORIZADORES
TEMA : RGIMEN TRANSITORIO (1er orden)
1. Cargar el condensador C1 , en un voltaje 15 voltios (E0).
* Armar el sgte. CKTO:
* Medir en t=0+ y en t=5, los voltajes en c/u de los Condensadores.
* Evaluar: i(t) = _________ , = _________
2. Armar el siguiente CKTO, con el Sw en la posicin
(a):
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Autor: Ing. Fernando Lpez 110
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E1 = 12v
E2 = 6v
* Medir voltaje en c/u de los elementos.
* Conmutar el Switch a la pos