Lab1Circuitos

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL
PERÚ
FACULTAD DE INGENIERÍA
Análisis de Circuitos Eléctricos
Laboratorio N°1: “Medidas en un circuito mixto”
Integrantes:
Cieza Mostacero, Kenji Gianfranco
Torres Vásquez, Elmer Alejandro
Casallo Izarra, Abel Richard
Vega Cardenas, Manuel Adrian
Rondon Romero, Oscar
Docente:
Mickle Neyra, Juan Manuel
Lima - Perú
2022
1. Objetivos:
•
Identificar los tipos de medidas que puede realizar con un multímetro digital.
•
Comprende e identifica las diferentes partes de un circuito eléctrico mixto.
2. Materiales:
• Software LTSPICE XVII (free). Fabricante: Linear Technology – Analog device
3. Marco Teórico:
3.1. Introducción al Multímetro:
Un multímetro también denominado polímetro o tester, es un aparato eléctrico y portátil
usado para medir magnitudes eléctricas activas: corrientes y potenciales (tensiones), o
magnitudes eléctricas pasivas: resistencias, capacidades y otras. Cuenta con un selector
que según la posición puede trabajar como voltímetro, amperímetro y ohmímetro. El
multímetro puede realizar medidas para corriente continua o alterna, y en diversos
márgenes de medida cada una. Esta herramienta de medición tiene un principio, que es
el galvanómetro. Un instrumento utilizado para la medida de corriente eléctrica de
mínimas intensidades. Este se basa en el giro que realiza una bobina posicionada entre
los polos de un imán muy potente cuando recorre por una corriente eléctrica. Los efectos
mutuos entre el imán y la bobina, producen un par de fuerzas electrodinámicas, que hacen
que la bobina gire junto a una aguja indicadora dentro de un cuadrante. Este aparato es el
más empleado en la fabricación de voltímetros y amperímetros.
3.2. Partes y características del Multímetro:
Este polifacético instrumento de medición consta de partes o componentes básicos, que
permiten realizar las diversas mediciones de manera práctica y eficaz.
•
El galvanómetro que constituye el principio de funcionalidad del instrumento.
•
La escala múltiple a través de la que se desplaza la aguja, para permitir leer los valores
de las diferentes magnitudes en los diferentes márgenes de medida. (Solo aplica para
multímetros analógicos)
•
Pantalla donde se muestra el valor de la medida obtenida por el instrumento. (Solo
aplica para multímetros digitales)
•
El conmutador, el cual permite cambiar la función del instrumento de medición para
que funcione como medidor en todas las versiones y márgenes de medida, con las que
cuenta. La función del conmutador es escoger el circuito interno que se debe asociar
al instrumento de medida, para realizar la medición deseada.
•
Las bornas o terminales eléctricas, estas permiten conectar el multímetro a los
circuitos o componentes externos cuyos valores se desean medir. Las bornas de
acceso son de colores diferentes, para facilitar que las conexiones externas se efectúen
de forma correcta. Cuando se va a medir en corriente continua, suele ser de color rojo
la borna de mayor potencial (o potencial +), y de color negro la borna de menor
potencial (o potencial -).
•
El multímetro cuenta con dos zócalos diferentes donde se ubican los terminales. Uno
es para las medidas de circuitos que cuentan con corriente alterna (AC) y otros para
medir circuitos de corriente directa (DC).
•
El multímetro cuenta con una pila interna, para poder realizar mediciones de
magnitudes pasivas. También cuenta con un ajuste de cero, necesario para realizar las
mediciones de resistencias.
•
Este instrumento está provisto generalmente, con una caja protectora de un tamaño
aproximado a las 25 pulgadas cúbicas.
Figura 3.1: Partes de un Multimetro digital. Fuente Guia de laboratorio
3.3. Funciones del Multímetro:
Algunas de las funciones del multímetro son:
•
•
•
•
•
•
•
Medición de resistencia.
Prueba de continuidad.
Mediciones de tensiones de corriente alterna y corriente continua.
Mediciones de intensidad de corrientes alterna y continua.
Medición de la capacitancia.
Medición de la frecuencia.
Detección de la presencia de corriente alterna.
4. Desarrollo de la práctica:
•
Se usó el software LTspice para armar el siguiente circuito:
•
Se simuló el circuito con los parámetros de “Stop time” en 0.1 segundos y “Maximum
Timestep” en 0.001 segundos
•
Se resolvió el circuito teóricamente, mostraremos el cálculo de la resistencia total:
𝑅𝑅4 ∗𝑅𝑅5
𝑅𝑅𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡 = 𝑅𝑅𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠
𝑅𝑅𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡
𝑅𝑅𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡 = 7023.947 Ω
•
La corriente por consiguiente es:
𝑉𝑉
14 𝑉𝑉
𝐼𝐼 =
=
𝑅𝑅 7023.947 Ω
𝐼𝐼 = 1.993
•
𝑚𝑚𝑚𝑚
Esta corriente I pasa por las 3 primeras resistencias, pero luego se divide por las
resistencias en paralelo 4 y 5:
𝑅𝑅5
5600
𝐼𝐼
1.993 𝑚𝑚𝑚𝑚
𝐼𝐼 = 1.175 𝑚𝑚𝑚𝑚
𝑅𝑅4
3900
𝐼𝐼
•
1.993 𝑚𝑚𝑚𝑚
𝐼𝐼 = 0.818
𝑚𝑚𝑚𝑚
Los voltajes por las resistencias serían:
𝑉𝑉1 = 𝐼𝐼∗𝑅𝑅1 = 1.993 𝑚𝑚𝑚𝑚∗ 820 Ω = 1.634 𝑉𝑉
𝑉𝑉2 = 𝐼𝐼∗𝑅𝑅2 = 1.993 𝑚𝑚𝑚𝑚∗ 1200 Ω = 2.392 𝑉𝑉
𝑉𝑉3 = 𝐼𝐼∗𝑅𝑅3 = 1.993 𝑚𝑚𝑚𝑚∗ 2700 Ω = 5.382 𝑉𝑉
𝑉𝑉4 = 𝐼𝐼4 ∗𝑅𝑅4 = 1.175 𝑚𝑚𝑚𝑚∗ 3900 Ω = 4.582 𝑉𝑉
𝑉𝑉1 = 𝐼𝐼∗𝑅𝑅1 = 0.818 𝑚𝑚𝑚𝑚∗ 5600 Ω = 4.582 𝑉𝑉
•
Los voltajes medidos en el circuito se muestran a continuación:
•
Se completó la siguiente tabla:
𝑉𝑉1 =
14𝑉𝑉
𝑉𝑉4
𝐼𝐼(𝑚𝑚𝑚𝑚 𝐼𝐼4(𝑚𝑚𝑚𝑚 𝐼𝐼5(𝑚𝑚𝑚𝑚
= 𝑉𝑉5
)
)
)
(𝑉𝑉)
𝑉𝑉1(𝑉𝑉
)
𝑉𝑉2(𝑉𝑉
)
𝑉𝑉3(𝑉𝑉
)
Primera
Medida
1.634
2.392
5.382
4.58
2
1.993
1.175
0.818
Valor
Teóric
o
1.634
2.392
5.382
4.58
2
1.993
1.175
0.818
•
Pregunta: ¿Se cumple la Ley de Tensiones en el circuito con las medidas realizadas?
Al sumar las tensiones en cada resistencia se obtiene una diferencia de 0.01 V respecto a
la tensión de la fuente
𝑉𝑉1 + 𝑉𝑉2 + 𝑉𝑉3 + 𝑉𝑉4 + 𝑉𝑉5 = 13.99
Sim embargo esta es la caída de tensión que tiene la resistencia interna del multímetro,
por lo que se confirma que se cumple la ley de tensiones.
𝑉𝑉𝑅𝑅𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 = 𝐼𝐼∗𝑅𝑅𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 = 1.993 𝑚𝑚𝑚𝑚∗ 5Ω = 0.01𝑉𝑉
5. Conclusiones:
•
El multímetro se puede usar para medir corriente, voltaje y resistencia.
•
En el circuito paralelo el voltaje es constante, el valor de la corriente depende de las
resistencias.
•
La resistencia total se mantiene igual.
•
En un circuito en paralelo la electricidad presenta varias rutas de acceso para que pueda
desplazarse.
•
La fuente de voltaje tiene asociada una resistencia en serie que es importante tomar en
cuenta para que los cálculos teóricos sean más exactos.
•
Cuando se considera la resistencia en serie de la fuente de voltaje en los cálculos teóricos
el porcentaje de error es aproximadamente 0 y concuerda al 100% con la simulación
hecha en el software LTspice
•
Se concluyó que se obtuvo un porcentaje de error de 0%, por que se tomó muy pocos
decimales en consideración.
6. Recomendaciones:
•
Se recomienda tener en cuenta la resistencia en serie de la fuente de voltaje dentro de los
cálculos teóricos.
•
Se recomienda conectar la parte negativa de la fuente a tierra para que la simulación hecha
por el programa LTspice pueda correr sin problema
•
Se recomienda trabajar con la mayor cantidad de decimales posibles para obtener un
porcentaje de error diferente de 0