Actividad Medidas Eléctricas (1)

PROCESO DE GESTIÓN DE FORMACIÓN PROFESIONAL INTEGRAL
ANEXO GUÍA DE APRENDIZAJE
1. Se requiere realizar inicialmente la solución del circuito de manera analítica (con el procedimiento
de aplicación de leyes de Kirchhoff, de Ohm y de Watt obtenido los datos de tensión, corriente y
potencia sobre cada resistencia). Posteriormente, se requiere realizar simulación del circuito en
Proteus con instalación de medidores de tensión, corriente y potencia en cada resistencia,
presentando como resultado captura de pantalla donde se puedan visualizar los parámetros
medidos sobre cada resistencia en el simulador.
Nota: Se recomienda simular el circuito solamente con las mediciones de tensión y corriente
(voltímetro y amperímetro), después simularlo nuevamente sólo con las mediciones de potencia
(vatímetro). Lo anterior, con el fin de no saturar el circuito de medidores.
Figura 1
R1 = 570 Ω
R2 = 1000 Ω
R3 = 180 Ω
Energía cinética en el estado inicial
1
Energía cinetica = 𝑚𝑣𝑐 2
2
La velocidad v1⃗ tiene componentes (6.00,−2.00)
V1= √(6002)2 + (−200)2 = √36 + 4 = √40 = 6.32m/s
1
Energeia cinetica inicial = x 3.00 x (6.32)2 = 59.85J
2
La velocidad final v2⃗ tiene componentes (8.00,4.00)
v2=(8.00)2+(4.00)2=64+16=80=8.94m/s
Energeia cinetica final=21×3.00×(8.94)2=119.83J
Trabajo neto=119.83−59.85=59.98J
Calcular la Corriente Total del Circuito
Como las resistencias están en serie, la resistencia equivalente R eq es:
R_eq = R1 + R2 + R3
R_eq = 570 Ω + 1000 Ω + 180 Ω = 1750 Ω
La corriente total I del circuito se calcula usando la ley de Ohm:
I = V / R_eq
I = 12 V / 1750 Ω
I = 0.00686 A
I = 6.86 mA
Calcular la Tensión en Cada Resistencia
Usando la ley de Ohm para cada resistencia:
VR1 = I * R1
VR1 = 0.00686 A * 570 Ω
VR1 = 3.91 V
VR2 = I * R2
VR2 = 0.00686 A * 1000 Ω
VR2 = 6.86 V
VR3 = I * R3
VR3 = 0.00686 A * 180 Ω
VR3 = 1.23 V
Calcular la Potencia en Cada Resistencia
Usando la ley de Watt para cada resistencia:
PR1 = VR1 * I
PR1 = 3.91 V * 0.00686 A
PR1 = 26.81 mW
PR2 = VR2 * I
PR2 = 6.86 V * 0.00686 A
PR2 = 47.09 mW
PR3 = VR3 * I
PR3 = 1.23 V * 0.00686 A
PR3 = 8.44 mW
Tipo de valor
VR1 (V)
VR2 (V)
VR3 (V)
IR1 (mA)
IR2 (mA)
IR3 (mA)
Valor teórico
3.91
6.86
1.23
6.86
6.86
6.86
Valor medido
Tipo de valor
PR1 (mW)
PR2 (mW)
PR3 (mW)
Valor teórico
26.81
47.09
8.44
Valor medido
2. Para el circuito RLC con fuente de alimentación sinusoidal de la figura 2, realizar la medición de
tensión en cada elemento pasivo del circuito y de la corriente del circuito y compararlo con los
datos teóricos en sus valores efectivos (rms)
Nota:
𝑉𝑟𝑚𝑠
𝑉𝑝𝑖𝑐𝑜
; 𝐼𝑟𝑚𝑠
𝐼𝑝𝑖𝑐𝑜
Tipo de valor
VR(V)
VL(V)
VC(V)
Valor teórico
pico
6.81
0.119
0.119
Valor teórico
efectivo (rms)
9.633
0.169
0.169
I (A)
0.012
0.0169
Valor medido
1
1
2
2
Energía cinética en A= 𝑚𝑣 2 = 𝑥 0.600 × (2.00)2 = 1.20𝐽
Rapidez en B:
Energia cinetica en B=7.50J
7.50 =
v^2 B=
1
2
𝑥 0.600 × 𝑣 2 𝐵
7.50𝑥2
0.600
= 25
vB=√25=5.00m/s
Trabajo neto=Energia cinetica en B−Energia cinetica en A=7.50J−1.20J=6.30J
Tener en cuenta que la impedancia de cada carga (inductancia, condensador y resistencia) se calcula
como:
𝑍𝐿 𝑖𝜔𝐿
𝑍𝐶
90°
𝑖𝜔𝐶
𝜔𝐶
𝑍𝑅
𝑈𝑎
Donde
𝜔: Frecuencia angular (rad/seg) = 100 rad/seg (Este valor lo da la fuente)
𝐿: Inductancia (Henrios)
𝐶: Capacitancia (Faradios)
𝑖
: Número imaginario.
𝑖
: Propiedad de los números imaginarios
2.1. Calcular Impedancias
Z_L = ωL
Z_L = 100 rad/seg * 0.1 H
Z_L = 10 Ω
Z_C = 1 / (ωC)
Z_C = 1 / (100 rad/seg * 0.001 F)
Z_C = 10 Ω
Z_R = R
Z_R = 570 Ω
Calcular la Corriente y Tensiones en Valores Pico y RMS
Para un circuito en serie con estas impedancias, la impedancia total es:
Z_total = Z_R + Z_L + Z_C
Z_total = 570 + 10 + 10
Z_total = 590 Ω
La corriente del circuito en valor pico:
I_pico = V_pico / Z_total
I_pico = 10 V / 590 Ω
I_pico = 0.0169 A
La corriente efectiva (rms):
I_rms = I_pico / √2
I_rms = 0.0169 A / √2
I_rms = 0.012 A
Las tensiones en valor pico:
V_R,pico = I_pico * Z_R
V_R,pico = 0.0169 A * 570 Ω
V_R,pico = 9.633 V
V_L,pico = I_pico * Z_L
V_L,pico = 0.0169 A * 10 Ω
V_L,pico = 0.169 V
V_C,pico = I_pico * Z_C
V_C,pico = 0.0169 A * 10 Ω
V_C,pico = 0.169 V
Las tensiones efectivas (rms):
V_R,rms = V_R,pico / √2
V_R,rms = 9.633 V / √2
V_R,rms = 6.81 V
V_L,rms = V_L,pico / √2
V_L,rms = 0.169 V / √2
V_L,rms = 0.119 V
V_C,rms = V_C,pico / √2
V_C,rms = 0.169 V / √2
V_C,rms = 0.119 V