Manual de Laboratorio de Circuitos - UABC

UNIVERSIDAD AUTONOMA DE BAJA CALIFORNIA
FCITEC, VALLE DE LAS PALMAS
Manual de prácticas de laboratorio de Circuitos.
Autores
Dr. Antonio Gómez Roa
Dr. Oscar Adrián Morales Contreras
Dr. Juan Antonio Paz González
UNIVERSIDAD AUTONOMA DE BAJA CALIFORNIA
FCITEC, VALLE DE LAS PALMAS
Estructura de las prácticas de laboratorio de Circuitos.
Índice.
1. Análisis de circuitos utilizando Multisim.
2. Equipo de Laboratorio.
3. Resistores serie y paralelo.
4. Ley de ohm.
5. Divisor de voltaje.
6. Divisor de corriente.
7. Ley de voltaje de Kirchhoff.
8. Ley de corrientes de Kirchhoff.
9. Principio de linealidad y superposición.
10. Máxima transferencia de potencia.
11. Teoremas de Thevenin y Norton.
12. Manejo del osciloscopio y generador de señales.
13. Circuito RC.
PRÁCTICA
No.
LABORATORIO
DE
1
NOMBRE DE LA
PRÁCTICA
Análisis de circuitos utilizando
Multisim
CARRERA
PLAN DE
ESTUDIO
CLAVE
ASIGNATURA
Ing. Aeroespacial
2019-2
36108
GRUPO
DURACIÓN
(HORAS)
Circuitos
2
Horas.
NOMBRE DE LA
ASIGNATURA
Circuitos
PROFESOR(A)
I. Competencia.
1. Familiarizarse con la interfaz general de MultiSim
2. Familiarizarse con la configuración de los parámetros del área de trabajo
3. Entender la diferencia entre componentes reales, virtuales, ideales e interactivos
4. Familiarizarse con la estructura de la base de datos de MultiSim
5. Construir y cablear un circuito básico (incluyendo cableado virtual)
6. Familiarizarse con las opciones del cableado
7. Familiarizarse con el posicionamiento de instrumentos, los paneles de los instrumentos
y la configuración de los controles de los mismos.
8. Familiarizarse con la configuración de la simulación
9. Usar el analizador de Bode para medir la respuesta en frecuencia.
10. Reemplace la fuente AC por un generador de funciones y observe los resultados de la
simulación mientras está variando la frecuencia.
11. Familiarizarse con el asistente de circuito en MultiSim Circuit Wizard.
Al terminar esta práctica, el alumno será capaz de utilizar el paquete de simulación
Multisim para encontrar la respuesta de un circuito resistivo conteniendo fuentes
dependientes.
II.
Teoría.
El comportamiento de muchos dispositivos electrónicos se puede modelar utilizando
fuentes de voltaje o de corriente cuyo valor depende del voltaje o de la corriente en otro
elemento del dispositivo. Estas fuentes llamadas dependientes, pueden clasificarse en
cuatro tipos:
• Fuente de Voltaje Controlada por Voltaje. En esta fuente de voltaje, su valor depende
del voltaje de otro elemento, esto es:
𝑉𝑠 = 𝐴𝑣𝑉𝑥
Donde:
AV es una constante llamada ganancia de voltaje
Vx es el voltaje del que depende.
• Fuente de Corriente Controlada por Corriente. En esta fuente de corriente su valor
depende de la o corriente de otro elemento, esto es:
𝐼𝑠 = 𝐴𝐼 𝐼𝑋
Donde:
A1 es una constante llamada ganancia de corriente
IX es la corriente de la que depende Is.
• Fuente de Corriente Controlada por voltaje. En esta fuente de corriente, su valor depende
del voltaje de otro elemento, esto es:
𝐼𝑆 = 𝐺𝑚 𝑉𝑥
Donde:
𝐺𝑚 es una constante llamada Transconductancia
𝑉𝑥 es el voltaje del que depende .
• Fuente de voltaje controlada por corriente. En esta fuente de voltaje, su valor depende
de la corriente de otro elemento esto es:
𝑉𝑠 = 𝑅𝑚 𝐼𝑋
Donde
𝑅𝑚 es una constante llamada Transresistencia
𝐼𝑋 es la corriente de la que depende Vs.
Multisim nos permite simular circuitos que contienen fuentes dependientes. Estas pueden
ser seleccionada de la base de datos maestro (Master Database) en el grupo de fuentes
(Sources).
III.
Material.
1 Computadora con el programa de Multsim cargado.
IV.
Desarrollo.
Parte 1
Dibujando un esquemático
1. Use Options/Sheet Properties y configure el diseño del área de trabajo; vaya a
Options/Global Preferentes y configure paths, características generales entre otra
información.
2. Construya su el filtro pasa bandas como se muestra en la figura 1.1. Seleccione
los componentes requeridos desde la base de datos Maestro (Master Data Base),
para esto vaya a Place/Component, y además también puede utilizar el In Use
List. Configure los valores de los componentes como se muestra a continuación.
Filtro Pasa banda
3. Para cablear el circuito, acerque el cursor a cualquier pin de cualquier
componente y notará como el cursor cambia de apariencia. Mueva el puntero
(mientras dibuja el cable) hacia la terminal del segundo componente y haga un
clic izquierdo para terminar.
4. Usando la función Replace, sustituya el resistor virtual (R2) por un resistor real.
Esto lo podrá hacer dando un clic derecho de ratón sobre el componente a
reemplazar.
5. De doble clic sobre los componentes virtuales para ver como ellos pueden ser
usados para configurar parámetros variables.
6. Rote y mueva un componente dentro del circuito para ver como el movimiento
de los componentes afecta el cableado. Los componentes pueden rotarse también
cuando están siendo colocados desde la base de datos. Para tal fin utilice ctrl.+R
7. Seleccione el capacitor virtual desde In Use List y colóquelo entre los puntos A
y B del circuito. Note como al ser un componente pasivo es automáticamente
conectado.
Una vez ha finalizado el cableado del primer circuito, tome algún tiempo para ver cómo
funcionan las partes interactivas y animadas
Filtro pasa banda con instrumentos conectados
Simulación con instrumentos
1. Refiérase a la figura 2-1 mientras desarrolla los pasos 2-4.
2. Reemplace la fuente de reloj por un generador de funciones. Una vez colocado,
de un doble clic para abrir el panel del instrumento y ajuste su configuración como
sigue:
*Waveform: sine wave
*Amplitud: 1V
*Frequency: 40kHz
Cierre el panel del instrumento.
3. Añada el analizador de Bode entre los nodos de entrada y salida. Haga doble
clic sobre el instrumento para abrirlo y ajuste su configuración como sigue:
Mode
* Set Magnitude
a. Horizontal
I (Initial) = 1 kHz, F (Final) = 1 MHz
b. Vertical
I (Initial) = -50 dB, F (Final) = 10 dB
Simule y observe la salida
4. Añada un osciloscopio para monitorear los voltajes de entrada y salida Dando
doble clic en el icono del osciloscopio abra el panel del instrumento y ajuste su
configuración como se muestra a continuación:
• Set Timebase = 20 us/Div
• Channel A= 1V/Div
• Channel B = 1V/Div
5. Asegúrese de que los cables desde la salida del amplificador operacional son
azules. Si no es así, entonces de clic derecho sobre el segmento del cable y escoja
“Color” para cambiar la configuración. Finalmente simule y observe la salida.
6. Cambie el valor del potenciómetro (R3) presionando A para incrementar la
resistencia y “shift A” para decrementar la resistencia durante la simulación.
Observe la respuesta en el osciloscopio. Nota: la respuesta del análisis de Bode
puede ser configurada únicamente después de re- simular el circuito.
7. Mientras la simulación se está ejecutando, use la punta de prueba dinámica para
ver los niveles de voltaje en el circuito. Este instrumento se encuentra al final de
la paleta de instrumentos.
Parte 2.
1. Crear un esquemático llamado practica1 con la descripción del circuito de la figura 2.1.
Coloque los instrumentos necesarios para obtener todos los voltajes y corrientes en cada
elemento.
2. Corra una simulación del comportamiento del circuito.
3. Inspeccione la respuesta del circuito. Anote los resultados en la tabla 2.1.
Tabla2.1. Voltajes, corrientes y potencias para el circuito de la figura 2.1.
4. Utilice los resultados para calcular las potencias en cada uno de los elementos del
circuito. Anótelas en la tabla 2.2.
5. Crear un nuevo esquemático con el nombre de practica_2 y construya el circuito
mostrado en la figura 2.2. Utilice los instrumentos necesarios para obtener todos los
voltajes y corrientes en cada elemento del circuito.
6. Corra una simulación del comportamiento del circuito.
7. Inspeccione la respuesta del circuito. Anote los resultados en la tabla 2.2.
Tabla.
Tabla2.1. Voltajes, corrientes y potencias para el circuito de la figura 2.1.
8. Utilice los resultados para calcular las potencias en cada uno de los elementos del
circuito. Anótelas en la tabla 2.2,
PRÁCTICA
No.
LABORATORIO
DE
2
NOMBRE DE LA
PRÁCTICA
Equipo de Laboratorio
CARRERA
PLAN DE
ESTUDIO
CLAVE
ASIGNATURA
Ing. aeroespacial
2019-2
36108
GRUPO
I.
DURACIÓN
(HORAS)
Circuitos
2
Horas.
NOMBRE DE LA
ASIGNATURA
Circuitos
PROFESOR(A)
Competencia.
El Alumno aprenderá a utilizar los instrumentos de medición, fuentes de poder y protoboard.
II.


III.
Material.
Multímetro de mano.
ProtoBoard.
Desarrollo.
1.- Investigar las siguientes definiciones para equipos de medición:





Rango de operación:
Resolución del instrumento:
Sensibilidad del instrumento:
Precisión:
Exactitud:
2.- Completar la siguiente tabla de potencia de diez.
Multiplicador
Prefijo
Abreviatura
1012
Tera
T
109
106
103
10-3
10-6
10-9
10-12
3.- Protoboard. (Tarjeta de pruebas)
Figura 1. Ejemplo de protoboard o tableta de pruebas y sus contactos.
Las líneas amarillas indican contacto, los puntos A, B, C, D, E pertenecen al mismo nodo, y los
puntos F, G, H, I, J a otro nodo de la línea 1, que son independientes de las demás líneas (1-65).
Si se requiere que los puntos A hasta el J sean el mismo nodo se tendrá que poner un cable como
en la figura 1 (color verde) para unir estos dos nodos en uno sólo.
Las líneas rojas y azules indican en este caso que toda esa línea de contactos es el mismo nodo
(ojo son independientes las rojas de las azules) en otros casos estas líneas están truncadas a la
mitad indicando que el nodo o contacto es hasta la mitad y la otra mitad es otro nodo.
Circuito en serie
Para el circuito en serie (a), la resistencia R1 se conecta entre la línea 5 y la 15, la R2 entre la 15
y la 25 (cualquier punto entre A-E). Donde el punto de unión es la línea 15 y los extremos a y b
del circuito serán las líneas 5 y 25 respectivamente.
Circuito en paralelo
Para circuito en paralelo (b) las resistencias se conectarán por ejemplo entre las líneas 5 y 15 tanto
R1 como R2.
Para el circuito en corto (c), R1 se conecta entre las líneas 5 y 15 en paralelo con un cable entre
las mismas líneas, o ambos extremos a y b en la misma línea 5.
4.- Multímetro a mano.
En el laboratorio hay varias marcas y modelos de multímetros de mano. Su uso es muy similar al
igual que sus características, unos tienen más funciones que otros, así como mejor resolución,
rango, precisión, entre otras características. En este curso utilizaremos estos multímetros solo
para medir resistencia y voltaje. Salvo que no tengamos equipo disponible se utilizaran para
medir corriente.
Figura 2. Multímetro de mano.
A. Conectar punta roja para medir capacitancia.
B. Conectar punta roja para medir corriente en mA.
C. Conectar punta común o tierra. (Negro).
D. Conectar punta roja para medir frecuencia, volts y ohm.
5.- Ejercicio con fuente y multímetro de mano.
PRÁCTICA
No.
LABORATORIO
DE
3
NOMBRE DE LA
PRÁCTICA
DURACIÓN
(HORAS)
Circuitos
Resistores serie y paralelo.
CARRERA
PLAN DE
ESTUDIO
CLAVE
ASIGNATURA
Ing. Aeroespacial
2019-2
36108
2
hrs
NOMBRE DE LA
ASIGNATURA
Circuitos
PROFESOR(A)
GRUPO
RS = R1 + R2, RP = (R1 x R2) / (R1 + R2)
I.
Competencia.
El alumno aprenderá a leer el código de colores en resistores, calcular y medir el resistor
equivalente en arreglos serie, paralelo y mixto.
ERROR = (CALCULADO – MEDIDO)/CALCULADO x 100 en %
II.
Material y Equipo.











R = 100 Ω, ¼ o ½ watts (2)
R = 220 Ω, ¼ o ½ watts (2)
R = 470 Ω, ¼ o ½ watts
R = 1 KΩ, ¼ o ½ watts (2)
R = 1.2 KΩ, ¼ o ½ watts (2)
R = 2.2 K, ¼ o ½ watts (2)
R = 10 KΩ, ¼ o ½ watts (4)
R = 100 KΩ, ¼ o ½ watts
R = 1 MΩ, ¼ o ½ watts
Multímetro
Protoboard
III.
Desarrollo.
1. Encontrar los colores y valores correspondientes de resistencia (R).
R(Ω)
1er. Banda
2da. Banda
3ra. Banda
Café
Café
Café
Naranja
Naranja
Rojo
Amarillo
Violeta
Rojo
Verde
Azul
Naranja
8.6
100
470
1000
2200
10K
220K
2M
10M
2. Armar cada uno de los circuitos, medir su resistencia equivalente entre a y b, calcular su
resistencia equivalente por medio de sus valores nominales y calcular el porcentaje de error en
cada caso. Observe las instrucciones adicionales en cada caso.
Caso 1.
REQ med = __________
REQ cal = __________
Error = __________
Caso 2. Mida entre a y b, mida sólo R2 compare y explique.
REQ med = __________
REQ cal = __________
Error = __________
R2 med = __________
Caso 3. Compare los resultados con los valores de resistencia, explique.
REQ med = __________
REQ cal = __________
Error = __________
Caso 4. Compare los resultados con los valores de las resistencias, explique. En este caso puede
ayudarse con la formula RP = (R1 x R2) / (R1 + R2) para explicar.
REQ med = __________
REQ cal = __________
Error = __________
Caso 5. Explique el resultado medido.
REQ med = __________
REQ cal = __________
Error = __________
Caso 6. Observe el análisis teórico y compárelo con el caso 7. Explique las diferencias.
REQ med = __________
REQ cal = __________
Error = __________
Caso 7.
REQ med = __________
REQ cal = __________
Error = __________
Caso 8.
REQ med = __________
REQ cal = __________
Error = __________
Caso 9.
REQ med = __________
REQ cal = __________
Error = __________
Caso 10.
.
REQ med = __________
REQ cal = ___________
Error = __________
Anexar cálculos y conclusiones.
PRÁCTICA
No.
LABORATORIO
DE
4
NOMBRE DE LA
PRÁCTICA
Circuitos
Ley de ohm
CARRERA
PLAN DE
ESTUDIO
CLAVE
ASIGNATURA
Ing. Aeroespacial
2019-2
36108
GRUPO
I.
DURACIÓN
(HORAS)
2
NOMBRE DE LA
ASIGNATURA
Circuitos
PROFESOR(A)
Competencia.
El alumno aprenderá como calcular y medir la corriente que circula a través del resistor R.
II.
Material y equipo.












R = 220 Ω ¼ o ½ watts
R = 470 Ω ¼ o ½ watts
R = 1 kΩ ¼ o ½ watts
R = 2.2 KΩ ¼ o ½ watts
R = 3.3 K ¼ o ½ watts
R = 4.7 K ¼ o ½ watts
R = 10 K ¼ o ½ watts
R = 20 KΩ ¼ o ½ watts
Fuente de voltaje variable
Multímetro
Amperímetro
Protoboard
hrs
III.
Desarrollo.
Arme el circuito como lo muestra el diagrama 1, medir y calcular la corriente en el resistor r,
variando el voltaje E, realizar una gráfica con los valores obtenidos de voltaje vs im, ic, ir-c.
r = 470 Ω
rreal = ________ Ω
E(volts)
imedida
icalculada
ireal calculada
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Nota: IREAL-CALCULADA = Corriente calculada con valor medido de la resistencia
r = 1K Ω
rreal = ________ Ω
E(volts)
imedida
icalculada
ireal calculada
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
.
Nota: IREAL-CALCULADA = Corriente calculada con valor medido de la resistencia 2. Empleando el
diagrama 1, medir y calcular la corriente en el resistor R (varios valores), manteniendo
constante el voltaje E. Realice una grafica resistencia vs corriente con los datos obtenidos (r vs
icalculada).
E = 12 volts
R(Ω)
Rreal(Ω)
Imedida
Icalculada
Ireal calculada
470
1000
2200
3300
4700
10K
Cuestionario: Basándose en el circuito 1, conteste lo siguiente:
1. ¿Qué pasa si R = 50 Ω 1/4 watt y E = 127 vDC? Explicar que pasa físicamente y demuéstrelo
matemáticamente analizando las potencias.
2. ¿Qué pasa si R = 0 Ω (corto circuito)? Explicar que pasa físicamente y demuéstrelo
matemáticamente en función de la corriente.
3. ¿Qué pasa si R = ∝ (abierto)? Explicar que pasa físicamente y demuéstrelo matemáticamente
en función de la corriente.
4. ¿Por qué los valores calculados no son iguales a los medidos?
PRÁCTICA
No.
LABORATORIO
DE
5
NOMBRE DE LA
PRÁCTICA
Divisor de voltaje
CARRERA
PLAN DE
ESTUDIO
CLAVE
ASIGNATURA
Ing. Aeroespacial
2019-2
36108
GRUPO
I.
DURACIÓN
(HORAS)
Circuitos
NOMBRE DE LA
ASIGNATURA
Circuitos
PROFESOR(A)
Competencia.
El alumno calculará y medirá el voltaje en los resistores de los siguientes circuitos,
aplicando el divisor de voltaje.
𝑣𝑖 =
II.








Material y equipo.
R = 220 Ω ¼ o ½ watts
R = 2.2 KΩ ¼ o ½ watts
R = 2.2 KΩ ¼ o ½ watts
R = 5.6 KΩ ¼ o ½ watts
R = 1.8 KΩ ¼ o ½ watts
Fuente de voltaje variable
Multimetro
Protoboard
𝑅1
𝑅1 + 𝑅2+. . . +𝑅𝑛
2
hrs
III.
Desarrollo.
Arme los siguientes circuitos, hacer primero cálculos y después las mediciones.
Circuito 1.
Calculado
Medido
v1 =
__________, __________
v2 =
__________, __________
v3 =
__________, __________
Circuito 2.
Calculado
Medido
v1 = __________, __________
v2 = __________, __________
Circuito 3.
Calculado
Medido
v1 = __________, __________
v2 = __________, __________
Circuito 4.
Sí R1 es mayor que R2; Proponga R1 y R2, Calcule v. Aplique el voltaje necesario para
obtener 2.5 volts en v2 y mida v.
Calculado
Medido
V = __________, __________
R1 = __________
R2 = __________
Hacer el cálculo de voltaje, con relaciones de R1 > R2 de 2 y 5 veces, v2= 2.5 v, proponga los
valores de R1 y R2. Analice los resultados y explique la relación de v con R1 y R2.
Anexar todos los cálculos de cada circuito y conclusiones.
PRÁCTICA
No.
LABORATORIO
DE
6
NOMBRE DE LA
PRÁCTICA
Divisor de corriente.
CARRERA
PLAN DE
ESTUDIO
CLAVE
ASIGNATURA
Ing. Aeroespacial
2019-2
36108
2
NOMBRE DE LA
ASIGNATURA
Circuitos
PROFESOR(A)
GRUPO
I.
DURACIÓN
(HORAS)
Circuitos
Competencia.
El alumno calculará y medirá la corriente en los resistores de los siguientes circuitos.
𝑖1 =
II.
𝑅2
𝑖,
𝑅1 + 𝑅2
𝑖𝑛 =
Material y equipo.











R = 220 Ω ¼ o ½ watts
R = 470 Ω ¼ o ½ watts
R = 2.2 KΩ ¼ o ½ watts
R = 1.2 KΩ ¼ o ½ watts
• R = 100 Ω ¼ o ½ watts
R = 4.7 KΩ ¼ o ½ watts
• R = 5.6 KΩ ¼ o ½ watts
• R = 1 KΩ ¼ o ½ watts
Fuente de voltaje variable
Multímetro, amperímetro
Protoboard
𝐺𝑛
𝑖
𝐺1 + 𝐺2+. . . +𝐺𝑛
𝑑𝑜𝑛𝑑𝑒 𝐺𝑛 =
1
𝑅𝑛
hrs
III.
Desarrollo.
Circuito 1. Calcular que voltaje se necesita aplicar al circuito para que consuma 25mA. Ajuste
el voltaje para que consuma el circuito 25 mA, medir voltaje y corrientes.
Calculado
Medido
v1 = __________, __________
i1 = __________, __________
i2 = __________, __________
Circuito 2. Calcular y medir corrientes indicadas.
Calculado
Medido
i1 = __________, __________
i2 = __________, __________
i3 = __________, __________
Circuito 3. Calcular y medir las corrientes indicadas.
Calculado
Medido
i1 = __________, __________
i2 = __________, __________
i3 = __________, __________
i4 = __________, __________
Circuito 4. Calcular que voltaje se necesita aplicar al circuito para que consuma 50mA. Medir
la corriente total y ajustar el voltaje de la fuente hasta que el circuito consuma los 50 mA. Mida
voltaje y corrientes
Calculado
Medido
v = __________, __________
i1 = __________, __________
i2 = __________, __________
i3 = __________, __________
i4 = __________, __________
i5 = __________, __________
Circuito 5. Calcular y medir corrientes indicadas.
Calculado
Medido
i1 = __________, __________
i2 = __________, __________
i3 = __________, __________
i4 = __________, __________
Anexar cálculos de cada uno de los circuitos.
PRÁCTICA
No.
LABORATORIO
DE
7
NOMBRE DE LA
PRÁCTICA
Ley de voltaje de kirchhoff
CARRERA
PLAN DE
ESTUDIO
CLAVE
ASIGNATURA
Ing. Aeroespacial
2019-2
36108
2
NOMBRE DE LA
ASIGNATURA
Circuitos
PROFESOR(A)
GRUPO
I.
DURACIÓN
(HORAS)
Circuitos
Competencia.
El alumno calculará y medirá los voltajes en cada uno de los resistores aplicando la ley de
voltaje de Kirchhoff a los siguientes circuitos.
𝑣1 + 𝑣2 + 𝑣3 − 𝐸 = 0
II.
Material y equipo.











R = 100 Ω ¼ ó ½ watts
R = 470 Ω ¼ ó ½ watts
R = 1 KΩ ¼ o ½ watts
R = 1.2 KΩ ¼ ó ½ watts
R = 1.5 KΩ ¼ ó ½ watts
R = 2.2 KΩ ¼ o ½ watts
R = 5.6 KΩ ¼ o ½ watts
Fuente de voltaje variable
Multímetro
Amperímetro
Protoboard
hrs
III.
Desarrollo.
Empleando la ley de Kirchhoff encuentre los valores requeridos en los siguientes circuitos.
Circuito 1.
Calculado
Medido
V1 = __________, __________
V2 = __________, __________
V3 = __________, __________
i = __________, __________
Circuito 2. Calcule y mida las corrientes.
Calculado
Medido
i1 = __________, __________
i2 = __________, __________
Circuito 3. Calcule el valor de R y compruebe el resultado midiendo la corriente.
i=1mA
R = __________
i = __________
Circuito 4. Calcule la corriente i1 y encuentre R. Mida las corrientes.
Calculado
Medido
i1 = __________, __________
i2 = __________, __________
R = __________, __________
PRÁCTICA
No.
LABORATORIO
DE
8
NOMBRE DE LA
PRÁCTICA
Ley de corrientes de Kirchhoff
CARRERA
PLAN DE
ESTUDIO
CLAVE
ASIGNATURA
Ing. Aeroespacial
2019-2
36108
2
hrs
NOMBRE DE LA
ASIGNATURA
Circuitos
PROFESOR(A)
GRUPO
I.
DURACIÓN
(HORAS)
Circuitos
Competencia.
El alumno aplicará la ley de corrientes de Kirchhoff en los siguientes circuitos, encontrando los
valores solicitados en cada uno de ellos.
Definiciones:
a) La ley de corriente de Kirchhoff (LCK) establece que la suma algebraica de las corrientes que
entran a un nodo (o a una frontera cerrada) es cero.
𝑁
∑ 𝑖𝑛 = 0,
𝑖 − 𝑖1 − 𝑖2 − 𝑖3 = 0
𝑛=1
b) " Un nodo es el punto de conexión entre dos o más ramas".
II.
Material y equipo.








R = 220 ¼ ó ½ watts.
R = 470 ¼ ó ½ watts.
R = 500 ¼ ó ½ watts.
R = 1.5 K ¼ ó ½ watts.
R = 1 K ¼ ó ½ watts.
R = 2.7 K ¼ ó ½ watts.
R = 5.6 K ¼ ó ½ watts.
Protoboard
III.
Desarrollo.
Circuito 1. Encontrar v1, v2, aplicando LCK, así como las corrientes en cada una de las
resistencias. En la práctica aplicar los voltajes encontrados en el cálculo, y medir las corrientes
como verificación de los resultados.
v1 cal = __________
i med Fuente 5mA = __________
v2 cal = __________
i med Fuente 1 mA = __________
Calculada
Medida
iR1 = ___________, _____________
iR2= ___________, _____________
iR3= ___________, _____________
Circuito 2. Comprobar que:
i = i1 + i2 + i3 ó i – i1 – i2 – i3 = 0
Hacer cálculos y medir el circuito.
Calculada, Medida
i = _________, __________
i1= _________, __________
i2= _________, __________
i3= _________, __________
Circuito 3. Encontrar R, auxiliándose del principio de la LCK. Comprobar resultado midiendo
la corriente del Circuito..
Si i = 5.446 mA y
v2 = 1.07 V
R = _________
imed = _________
Circuito 4. Calcular y medir los voltajes v, v1, v2 y las corrientes en cada resistor del siguiente
circuito.
Calculada Medida
iR1 = __________, __________
iR2 = __________, __________
iR3 = __________, __________
v = __________, __________
i medida en fuente 5 mA = __________
v calculado en fuente 5 mA = __________
i medida en fuente 2.5 mA = __________
v calculado en fuente 2.5 mA = __________
PRÁCTICA
No.
LABORATORIO
DE
9
NOMBRE DE LA
PRÁCTICA
Principio de linealidad y
superposición
CARRERA
PLAN DE
ESTUDIO
CLAVE
ASIGNATURA
Ing. Aeroespacial
2019-2
36108
GRUPO
I.
DURACIÓN
(HORAS)
Circuitos
2
hrs
NOMBRE DE LA
ASIGNATURA
Circuitos
PROFESOR(A)
Competencia.
El alumno realizará lo siguiente: • Estudiar las características de un circuito lineal. • Aplicar
el principio de linealidad y superposición a un circuito.
II.
Material y equipo.








R1 = 470 Ω ¼ o ½ watts
R2 = 500 Ω ¼ o ½ watts
R3 = 1 KΩ ¼ o ½ watts
R4 = 1.2 KΩ ¼ o ½ watts
• R5 = 4.7KΩ ¼ o ½ watts
Fuente de voltaje variable
Multímetro, Amperímetro
Protoboard
III.
Desarrollo.
Circuito 1.
Del siguiente circuito calcular y medir la caída de voltaje v, aplicando el principio de linealidad
y superposición.
Calculado
Medido
V = ________, ________
Circuito 2.
Calcular la corriente i, aplicando el principio de linealidad y superposición. Calcule el voltaje
necesario para que el circuito consuma los 100 mA de la fuente de corriente.
Calculada
i= _________
v100mA= _________
Circuito 3
Calcular y Medir la corriente i, aplicando el principio de linealidad y superposición. Calcular el
Voltaje que necesita aplicar para que el circuito consuma 1 mA en la fuente de corriente.
Calculado Medido
V1mA=________, _______
i= ________, _______
PRÁCTICA
No.
LABORATORIO
DE
10
NOMBRE DE LA
PRÁCTICA
Máxima Transferencia de potencia
CARRERA
PLAN DE
ESTUDIO
CLAVE
ASIGNATURA
Ing. Aeroespacial
2019-2
36108
2
NOMBRE DE LA
ASIGNATURA
Circuitos
PROFESOR(A)
GRUPO
I.
DURACIÓN
(HORAS)
Circuitos
Competencia.
El alumno medirá los parámetros necesarios para calcular la máxima transferencia de
potencia en los siguientes circuitos.
II.
Material y equipo.








R1 = 50 Ω ¼ o ½ watts
R2 = 100 Ω ¼ o ½ watts (2)
R3 = 220 Ω ¼ o ½ watts (2)
R4 = 470 Ω ¼ o ½ watts
Fuente de voltaje
Multímetro,
Amperímetro
Protoboard
hrs
III.
Desarrollo.
En los 4 primeros circuitos mida la corriente y voltaje correspondiente en la resistencia de carga
RL para una resistencia de salida Rs= 100, repita el proceso para Rs= 220. Las Potencias tanto
con datos calculados y medidos son calculadas.
Circuito 1.
Rs=100
Rs=220
Calculada Medida Calculada Medida
I=
Vab=
Pab=
Circuito 2.
Rs=100
Rs=220
Calculada Medida Calculada Medida
I=
Vab=
Pab=
Circuito 3.
Rs=100
Rs=220
Calculada Medida Calculada Medida
I=
Vab=
Pab=
Circuito 4.
Rs=100
Rs=220
Calculada Medida Calculada Medida
I=
Vab=
Pab=
Circuito 5.
Rs=100
Rs=220
Calculada Medida Calculada Medida
I=
Vab=
Pab=
Hacer una gráfica, Resistencias RL (eje x) contra potencia (eje y), para cada resistencia Rs.
Basándose en los resultados obtenidos y la gráfica indique cuando se da la máxima transferencia
de potencia.
Circuito 5. (Hacer solo cálculos)
Utilice el análisis de mallas para encontrar la potencia generada por cada una de las 5 fuentes.
PRÁCTICA
No.
LABORATORIO
DE
11
NOMBRE DE LA
PRÁCTICA
Teoremas de Thevenin y Norton
CARRERA
PLAN DE
ESTUDIO
CLAVE
ASIGNATURA
Ing. Aeroespacial
2019-2
36108
2
hrs
NOMBRE DE LA
ASIGNATURA
Circuitos
PROFESOR(A)
GRUPO
I.
DURACIÓN
(HORAS)
Circuitos
Competencia.
El alumno empleando los teoremas de Thevenin y Norton encontrará los valores requeridos en
los siguientes circuitos.
II.
Material y equipo.











R= 470, ¼ o ½ watts.
R= 500, ¼ o ½ watts.
R= 1 k , ¼ o ½ watts.
R= 1.2k, ¼ o ½ watts.
R= 2.7K, ¼ o ½ watts.
R= 3.3K. ¼ o ½ watts.
R= 4.7K ¼ o ½ watts. (2)
• R= 10K ¼ o ½ watts.
Fuente de voltaje variable.
Protoboard.
Multímetro
III.
Desarrollo.
Circuito 1. Calcular el circuito equivalente de Thevenin y de Norton. Con los circuitos
equivalentes calcular los voltajes y corrientes para cada una de las cargas RL. Armar el siguiente
circuito, mida voltajes y corrientes para cada RL.
Encontrar:
vTH = _________
RTH = _________
iN = _________
RN = _________
RL=10K
RL=470
RL=1K
RL=407K
icalculada
imedida
vcalculada
vmedida
Circuito 2. Dados los equivalentes de RTH y vTH calcular y medir: voltaje y corriente en RL.
icalc = ___________
imed = ___________
vcalc = __________
vmed = __________
RTH = 5.14K
vTH = 6.85V
• Enunciar los teoremas de Thevenin y Norton, explicar su utilidad en el circuito 1.
PRÁCTICA
No.
LABORATORIO
DE
12
NOMBRE DE LA
PRÁCTICA
Manejo del osciloscopio y generador
de señales
CARRERA
PLAN DE
ESTUDIO
CLAVE
ASIGNATURA
Ing. Aeroespacial
2019-2
36108
2
hrs
NOMBRE DE LA
ASIGNATURA
Circuitos
PROFESOR(A)
GRUPO
I.
DURACIÓN
(HORAS)
Circuitos
Competencia.
El alumno aprenderá a utilizar el osciloscopio y generador de funciones, así como su
funcionamiento básico.
II.
Material y equipo.
• Osciloscopio
• Generador de funciones.
• 2 Sondas (1 Osciloscopio, 1 Generador de funciones.
III.
Desarrollo.
1. Describa las siguientes características (perillas o botones) del osciloscopio
• Time/Div.
• Volts/Div.
• Trigger.
• DC gnd AC.
En la punta o sonda del osciloscopio que indica:
• Sonda x1 o x10.
2. ¿Cuál es el procedimiento para calibrar el osciloscopio? Paso a paso.
3. ¿El osciloscopio muestra las señales en el dominio del tiempo ó en el dominio de la
frecuencia?
4. Anexar el funcionamiento del osciloscopio (teoría y diagrama a bloques).
5. Describa las siguientes características del generador de funciones.
• Amplitud.
• Frecuencia.
• Rango.
• Funciones (senoidal, triangular, cuadrada).
• TTL.
• Off-set.
6. A partir de la gráfica determine las amplitudes y frecuencias según los datos:
a)
Volts/Div
Time/Div
Amplitud
Periodo
Frecuencia
1V
1 us
Volts/Div
Time/Div
Amplitud
Periodo
Frecuencia
0.5 V
2 us
Volts/Div
Time/Div
Amplitud
Periodo
Frecuencia
2V
1 ms
Volts/Div
Time/Div
Amplitud
Periodo
Frecuencia
5V
2 ms
Volts/Div
Time/Div
Amplitud
Periodo
Frecuencia
10 V
1s
b)
c)
d)
e)
f)
Volts/Div
Time/Div
Amplitud
Periodo
Frecuencia
0.5 V
0.2 ms
7. Procedimiento a seguir para la realización de la práctica. (En las cuadriculas anexas, dibuje
las señales).
a) Calibrar el osciloscopio.
Con el generador de funciones muestre y mida las siguientes señales en el osciloscopio:
b) Señal senoidal con amplitud de 2 vpp a una frecuencia de 10 KHz.
c) Señal cuadrada de 3 vpp de amplitud y una frecuencia de 25 KHz.
d) Señal TTL a una frecuencia de 400 KHz.
Nota:
a) Para cada inciso tomar lectura de Volts/Div y Time/Div, dibujar la señal observada en la
cuadricula correspondiente.
Tips:



Amplitud = # de cuadros verticales que mide la señal x el valor de Volts/Div.
Periodo (T) = # de cuadros horizontales que mide un periodo x el valor Time/Div.
Frecuencia = 1/ Periodo
F = 1/T
Consulte: Los manuales del equipo. Guía para Mediciones Electrónicas y Prácticas de
Laboratorio, Stanley Wolf.
a)
Volts/Div
Time/Div
b)
Volts/Div
Time/Div
c)
Volts/Div
Time/Div
d)
Volts/Div
Time/Div
PRÁCTICA
No.
LABORATORIO
DE
13
NOMBRE DE LA
PRÁCTICA
Circuitos
Circuitos RC
CARRERA
PLAN DE
ESTUDIO
CLAVE
ASIGNATURA
Ing. Aeroespacial
2019-2
36108
GRUPO
I.
DURACIÓN
(HORAS)
3
hrs
NOMBRE DE LA
ASIGNATURA
Circuitos
PROFESOR(A)
Competencia.
El alumno aprenderá a medir el tiempo de carga y descarga de un capacitor en un circuito RC.
Material y equipo.
II.
Material.
• R= 10 K ¼ o ½ Watt.
• C= (Maestro los lleva)
• C=
• Osciloscopio.
• Generador de Funciones.
• 2 puntas de osciloscopio.
• 1 punta generador de funciones
III.
Teoría.
Circuitos RC.
La constante de tiempo (𝜏) de un circuito es el tiempo requerido para que la respuesta disminuya
en un factor de 36% de su valor inicial.
donde 𝑣(𝑡) = 𝑉0 𝑒 −𝑡/𝜏
𝜏 es una medida de que tan rápido se carga un capacitor. El producto RC se llama constante de
tiempo. Cuando 𝜏 es pequeña el capacitor se carga rápidamente y cuando es más grande, la
carga lleva más tiempo.
En la siguiente figura se muestra la corriente i y la carga del capacitor q. La corriente inicial es
i0 y se aproxima asintóticamente a cero mientras que la carga en el capacitor q es de valor inicial
0 y se aproxima asintóticamente a su valor final.
Después de un tiempo igual a RC, la corriente disminuye al 38% de su valor inicial, mientras
que la carga ha alcanzado el 63.2% de su valor final.
IV.
Desarrollo.
1. Calibre el osciloscopio.
2. Arme el siguiente circuito, y ajuste el generador de funciones para que suministre una señal
cuadrada de 0 a 2 Vpp y a una frecuencia de 100 Hz. (Aplique un voltaje de offset de 1 v para
que la señal de de amplitud de 0 a 2 Vpp).
3. Conecte el osciloscopio como se muestra en la siguiente figura y suministre la señal
cuadrada.
a) Observe las señales de entrada y la señal en el capacitor. Dibuje y explique. Mida la contante
de tiempo τ y calcule el valor del capacitor.
τ =______, C=______
b) Cambie la frecuencia a 200 Hz, dibuje las señales observadas y explique.
c) Cambie la frecuencia a 500 Hz, dibuje las señales y explique lo observado.
4.- Cambie el capacitor.
d) Aplique una señal cuadrada de 0 a 2 VPP a una frecuencia de 1 KHz. Dibuje y explique.
e) Cambie la frecuencia a 50 KHz, mida la contante de tiempo τ y calcule el valor del
capacitor. Dibuje las señales observadas.
=______, C=______
f) Cambie la frecuencia a 200 KHz, dibuje las señales observadas y explique.
Tips:
Amplitud = # de cuadros verticales que mide la señal x el valor de Volts/Div.
Periodo (T) = # de cuadros horizontales que mide un periodo x el valor Time/Div.
Frecuencia = 1/ Periodo
a)
F = 1/T
Volts/Div
Time/Div
b)
Volts/Div
Time/Div
c)
Volts/Div
Time/Div
d)
Volts/Div
Time/Div
e)
Volts/Div
Time/Div
f)
Volts/Div
Time/Div