Actividad Individual1.docx

FISICA ELECTRONICA

Paso 2 Explorar los fundamentos y aplicaciones de la electricidad

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA Febrero Bogotá 2018

Actividad individual 1. Se tienen 5 protoboards con diferentes conexiones de resistencias, cada integrante del grupo debe: a. Seleccionar uno de los protoboards. b. Tener en cuenta que en cada protoboard hay dos circuitos que deben analizar. c. Asumir 9V para la fuente de alimentación. d. Determinar el valor de las resistencias a partir del código de colores. e. Diseñar el circuito a partir del montaje en el protoboard y realizar los cálculos de corriente, voltaje y potencia en cada elemento del circuito. Así como la corriente total y la potencia total disipada. f. Para el circuito con el potenciómetro, deben explicar que ocurre cuando está en su valor mínimo y máximo. g. Se debe validar en un simulador los cálculos realizados. h. Analizar el funcionamiento de los circuitos de forma muy breve.

Dispositivo 1

Determinar el valor de las resistencias a partir del código de colores. Valores de resistencia de izquierda a derecha de arriba abajo. R1=150 ohmios R2=470 ohmios

R3=4700 ohmios, 4,7 Kohmios R4=1500 ohmios, 1,5 Kohmios R5=470 ohmios R6= 680 ohmios R7= 6800 ohmios, 6,8 Kohmios R8= 6800 ohmios, 6,8 Kohmios

Diseñar el circuito a partir del montaje en el protoboard y realizar los cálculos de corriente, voltaje y potencia en cada elemento del circuito. Así como la corriente total y la potencia total disipada. R1 y R2 se encuentran en serie. R3 y R4 se encuentran en paralelo. El paralelo de R3 y R4 se encuentra en serie con R2

Se simplifica el circuito. Se suman los paralelos R3+ R4. 𝑅𝑝 =

𝑅3 ∗ 𝑅4 𝑅3 + 𝑅4

𝑅𝑝 =

4.7𝐾Ω ∗ 1.5𝐾Ω …………… 4.7𝐾Ω + 1.5𝐾Ω

𝑅𝑝 =

𝑅𝑝 = 1.14 𝐾Ω

𝑅𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑅1 + 𝑅2 + 𝑅9

𝑅𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 = 0.15𝐾Ω + 0.47𝐾Ω + 1.14 𝐾Ω

𝑹𝑻𝒐𝒕𝒂𝒍 = 𝟏. 𝟕𝟔 𝑲𝛀

7.05𝐾Ω 6.2𝐾Ω

Corriente Total del circuito: 𝑰𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 = 𝑰𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 =

𝑽𝑻 𝑹𝑻

𝟗𝒗 = 𝟎. 𝟎𝟎𝟓𝟏 𝑨 … . . 𝟓. 𝟏𝟏 𝒎𝑨 𝟏𝟕𝟔𝟎 𝛀

Potencia total del circuito: 𝑷= 𝑽∗𝑰 𝑷 = 𝟗𝑽 ∗ 𝟓. 𝟏𝟏𝒎𝑨 𝑷𝑻𝒐𝒕𝒂𝒍 = 𝟒𝟓. 𝟗𝟗 𝒎𝑾

Corriente en cada componente del circuito: Por encontrarse en serie la corriente es igual en R1=R2=RP, para este casi la corriente es igual a 5.11 mA.

Hallamos la corriente para los componentes en paralelo R3, R4. Para eso hallar el voltaje en RP. 𝑉𝑅𝑃 = 𝐼𝑅𝑃 ∗ 𝑅𝑅𝑃 𝑉𝑅𝑃 = 5.11𝑚𝐴 ∗ 1.14 𝐾𝛀 𝑽𝑹𝑷 = 𝟓. 𝟖𝟐 𝑽 Por encontrarse en paralelo el voltaje es igual R3=R4=RP, es decir, su voltaje es igual a 5.82 V

Ahora hallamos la corriente en R3 y R4. 𝑰𝑹𝟑 =

𝑽𝑹𝟑 𝑹𝑹𝟑

𝐼𝑅3 =

5.82 𝑉 4700 Ω

𝑰𝑹𝟑 = 𝟏, 𝟐𝟒 𝒎𝑨 𝑰𝑹𝟒 =

𝑽𝑹𝟒 𝑹𝑹𝟒

𝐼𝑅4 =

5.82 𝑉 1500 Ω

𝑰𝑹𝟒 = 𝟑. 𝟖𝟖 𝒎𝑨

Voltaje en cada componente: Como se caculo anteriormente el voltaje para R3 y R4 es igual al voltaje en RP por estar en paralelo.

𝑽𝑹𝑷 = 𝑽𝑹𝟑 = 𝑽𝑹𝟒 = 𝟓. 𝟖𝟐 𝑽

Calculamos el voltaje para R2 y R1 que se encuentran en serie. Tener en cuenta que los componentes en serie tienen la misma corriente, es decir, 5.11mA.

𝑉𝑅1 = 𝐼𝑅1 ∗ 𝑅𝑅1 𝑉𝑅1 = 5.11𝑚𝐴 ∗ 150Ω 𝑽𝑹𝟏 = 𝟎. 𝟕𝟕 𝑽 𝑉𝑅2 = 𝐼𝑅2 ∗ 𝑅𝑅2 𝑉𝑅2 = 5.11𝑚𝐴 ∗ 470Ω 𝑽𝑹𝟐 = 𝟐. 𝟒𝟏 𝑽

Potencia en cada componente del circuito: 𝑃𝑅1 = 𝑉𝑅1 ∗ 𝐼𝑅1 𝑃𝑅1 = 0.77𝑉 ∗ 5.11 𝑚𝐴 𝑷𝑹𝟏 = 𝟑. 𝟗𝟑 𝒎𝑾 𝑃𝑅2 = 𝑉𝑅2 ∗ 𝐼𝑅2 𝑃𝑅2 = 2.41 𝑉 ∗ 5.11 𝑚𝐴 𝑷𝑹𝟐 = 𝟏𝟐. 𝟑 𝒎𝑾 𝑃𝑅3 = 𝑉𝑅3 ∗ 𝐼𝑅3 𝑃𝑅3 = 5.82𝑉 ∗ 1.24 𝑚𝐴 𝑷𝑹𝟑 = 𝟕. 𝟐𝟐 𝒎𝑾 𝑃𝑅4 = 𝑉𝑅4 ∗ 𝐼𝑅4 𝑃𝑅4 = 5.82𝑉 ∗ 3.88 𝑚𝐴 𝑷𝑹𝟒 = 𝟐𝟐. 𝟔 𝒎𝑾

Circuito con el potenciómetro parte derecha de la protoboard. R5 y R6 se encuentran en paralelo. R7 y R8 se encuentran en paralelo.

Simplificar el circuito: 𝑅𝑝1 =

𝑅5 ∗ 𝑅6 𝑅5 + 𝑅6

𝑅𝑝1 =

470Ω ∗ 680Ω 470Ω + 680Ω

𝑅𝑝1 = 277.9 Ω

𝑅𝑝2 =

𝑅7 ∗ 𝑅8 𝑅7 + 𝑅8

𝑅𝑝2 =

6.8 𝑘Ω ∗ 6.8 𝑘Ω 6.8 𝑘Ω + 6.8 𝑘Ω

𝑅𝑝2 = 3.4 𝑘Ω

Resistencia total cuando el potenciómetro tiene resistencia = 0Ω

𝑅𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑅𝑃1 + 𝑅𝑉 + 𝑅𝑃2 𝑅𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 = 277.9 Ω + 0Ω + 3400 Ω 𝑹𝑻𝒐𝒕𝒂𝒍 = 𝟑𝟔𝟕𝟕. 𝟗 𝛀 … . . = 𝟑. 𝟔𝟖 𝐤𝛀

Corriente total del circuito cuando el potenciómetro tiene resistencia = 0

𝑰𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 =

𝑽𝑻 𝑹𝑻

𝑰𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 =

𝟗𝑽 𝟑. 𝟔𝟖 𝑲𝛀

𝑰𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 = 𝟐. 𝟒𝟓 𝒎𝑨

Potencia total del circuito:

𝑷=𝑽∗𝑰 𝑷 = 𝟗𝑽 ∗ 𝟐. 𝟒𝟓𝒎𝑨 𝑷𝑻𝒐𝒕𝒂𝒍 = 𝟐𝟐. 𝟎𝟓 𝒎𝑾