Final De Labo 7 Grupal.docx

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (Universidad del Perú, Decana de América) FACULTAD DE ING. ELECTRONICA, ELECTRICA Y DE TELECOMUNICACIONES

APELLIDOS Y NOMBRES -CARAZAS COARITA, VICKY LUCERO -CAMAÑA QUEA, MYDIAM THALIA -NINA ARRESCURENAGA, VALERIA ANDREA -CRUZ ROJAS, ALEXANDER ERNESTO

MATRICULA 17190106 17190248 16190181 17190078

CURSO

TEMA

LABORATORIO CIRCUITOS ELECTRICOS I

TRIPOLOS

INFORME

NUMERO

FINAL

SEIS

GRUPO

PROFESOR

G3 LUNES DE 2PM-4PM

ING. JEAN MALCA FERNANDEZ

REALIZADA

ENTREGADA

03-06-18

11-06-18

I.

Resumen

II. III.

Palabras clave Abstrac

IV.

Keywords

V.

Introduccion a) BASE TEORICA Con el propósito de poder simplificar el análisis de un circuito, a veces es conveniente poder mostrar todo o una parte del mismo de una manera diferente, pro sin que el funcionamiento general de este cambie. Algunos circuitos tienen un grupo de resistores que están ordenados formando un triángulo (circuito en configuración triángulo) o una estrella (circuito en configuración estrella) hay una manera sencilla de convertir estos resistores de una forma al otro y viceversa, es solo un asunto de cambiar la posición de los resistores si no de obtener los nuevos valores que estos tendrán.

.

Figura de tripolos para la aplicación de delta -estrella b) IMPORTANCIA DE LA EXPERIENCIA La importancia se debe a que aplicando este método se puede hacer la reducción de resistores a algo simple y ver que es una forma más sencilla y fácil de hacerlo ya sea en forma de delta-estrella o estrella-delta gracias a esta experiencia podremos también medir con exactitud con el puente de Wheatstone las resistencias.

c) OBJETIVOS DE LA EXPERIENCIA: 





VI.

Verificar la equivalencia deltaestrella y viceversa en un circuito. Determinar la relación entre las resistencias de un puente equilibrado. Medir resistencias desconocidas utilizando el puente de Wheatstone. MATERIALES Y MÉTODOS

 Fuente de poder DC

Fig. a  Multímetro Digital

Fig. b  Resistores 20𝑘Ω(3), 4.7𝑘Ω, 2𝑘Ω(3), 1𝑘Ω(5)470Ω

 Potenciómetro de 20𝑘Ω

Fig.d

 Protoboard

Fig.d  Cables de conexión diversos

Fig.e  Computadora con multisim

Fig.f Fig. c

a) SIMULACION

Simulación 7.1 Multisim simulada.

Diseño

en

Simulación 7.2 Diseño Multisim simulada.

en

Imagen del circuito 1 en el protoboard realizada en el laboratorio Tabla a

I1 (mA)

Valor Simulado

7.081m

Tabla A. Valores de Intensidad hallados en simulación

Imagen del circuito 2 en el protoboard realizada en el laboratorio

b) PROCEDIMIENTO

Calculamos los valores de ra, rb, rd, re, ya que vemos que rc y rf quedan fuera del circuito, por lo que no será necesario determinar su valor.

1. Halle las Mediante la técnica de transformación Delta – Estrella hallamos la intensidad de corriente I, entregada por la fuente de poder del circuito mostrado en la figura 7.1. Luego realizamos la simulación e implementación.

Recordar lo siguiente: De las configuraciones DELTA – ESTRELLA respectivamente u

a U B c

C A A

b

W w

Fig 7.12

Delta a estrella:

Rw =

Ra Rb (Ra + Rb + Rc)

Rv =

Rc Ra (Ra + Rb + Rc)

Ru =

Rb Rc (Ra + Rb + Rc)

Figura 7.1

Del circuito podemos observar que podemos hacer un cambio de delta a estrella. Será de la siguiente forma.

Figura 7.11

Estrella a Delta

Ra =

(Rv Rw + Ru Rw + Ru Rv) Ru

Rb =

(Rv Rw + Ru Rw + Ru Rv) Rv

Rc =

(Rv Rw + Ru Rw + Ru Rv) Rw

V v

Del problema, vemos los puntos donde haremos el cambio delta estrella.

Hallamos las resistencias respectivas:

470x1000 470000 = (470 + 1000 + 2000) (3470) = 135.447Ω

rb =

ra =

470x2000 940000 = (470 + 1000 + 2000) (3470) = 270.983Ω

rd =

Fig 7.13

Al hacer el cambio, quedará el siguiente esquema:

re =

1000x2000 (1000 + 1000 + 2000) 2000000 = = 500Ω (4000)

1000x2000 2000000 = (1000 + 1000 + 2000) (4000) = 500Ω

De esto tendremos:

Fig 1.15 RM = rb + ra + rd + rd = 1406.43Ω

Fig 7.14

Luego hallaremos nuestro Rm:

Fig. 1.9 Simulación del circuito en Multisim.

Fig. 1.16 En el circuito vemos R2//RM, de aquí se tendrá un: 𝑅𝑄 =

2000𝑋1406.43 = 825.75Ω 2000 + 1406.43

Tabla b I (mA) Valor simulado 7.081 Comprobamos los resultados en el laboratorio.

𝑅𝑒𝑞 = 1000 + 825.75 + 1000 = 2825.75Ω

Fig. 1.10. Valor evaluación en laboratorio. Tabla c Valor medido Fig. 1.17 Vemos nuestro circuito equivalente. Ahora para hallar la intensidad: 𝐼=

la

simulación

Ahora veremos cuáles son todos los valores obtenidos Tabla 7.1

𝑉 = 7.078𝑚𝐴 𝑅𝑒𝑞

Ahora veremos circuito:

I (mA) 7.42

del

Valor teórico Valor simulado Valor medido

I (mA) 7.078 7.081 7.42

2. Encontrar la expresión para medir la resistencia 𝑹𝒙 en el circuito de la figura 7.2. Considere la resistencia interna del instrumento.

3. Considere que 𝑹𝒙 = 𝟐𝟎𝑲𝜴 nominalmente. Mida su valor usando un multímetro. Luego implemente el circuito mostrado en la figura 7.2. Ajuste la resistencia del potenciómetro de tal manera que la tensión entre los puntos B y C sea 0. Entonces halle 𝑹𝒙 utilizando la expresión hallada en el paso 2. Complete la tabla 7.2. Usando la fórmula: 𝑹𝒙 =

𝑹𝒙 =

𝑹𝟓 𝒙 𝑹𝟏 𝑹𝟐

𝟒. 𝟕𝒌 𝒙 𝟗𝒌 𝟐𝒌

𝑹𝒙 = 𝟐𝟏. 𝟏𝟓𝟎𝒌Ω

Figura 7.2

Tabla 7.2

Como el voltímetro marca 0V se cumple por el Puente de Wheatstone: 𝑹𝟓 𝒙 𝑹𝟏 = 𝑹𝟐 𝒙 𝑹𝒙 𝑹𝒙 =

𝑹𝟓 𝒙 𝑹𝟏 𝑹𝟐

Ahora veremos la simulación:

Figura 7.21

Valor nominal de 𝑹𝒙 (𝑲𝜴) Valor medido de 𝑹𝒙 (𝑲𝜴) Valor de 𝑹𝒙 hallado usando el Puente de Wheatstone (𝑲𝜴)

20 19.58 21.150

VII.

RESULTADOS:

Tabla 7.2

Tabla 7.1 Valor teórico

𝑰𝟏 (𝒎𝑨) 7.078

Valor simulado

7.081

Valor medido

7.42

Valor de la intensidad de corriente

Valor nominal de 𝑹𝒙 (𝑲𝜴) Valor medido de 𝑹𝒙 (𝑲𝜴) Valor de 𝑹𝒙 hallado usando el Puente de Wheatstone (𝑲𝜴)

20.5 20

7

19.5

6.5

19 Rx(K Ohm)

I(mA)

Nominal

Medido

Fig.7.1.1: Comparación de datos simulado y medido

Tabla que compara el % de error en la Tabla 7.1

𝑰

Tabla que compara el % de error en la Tabla 7.2 Tabla 7.2.a

% error en el valor medido 4.8%

Operaciones para determinar el error porcentual en el valor simulado: %𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 𝐼 =

| 7.078 − 7.081| 𝑋100 7.078

%𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 𝐼 = 0.04% Operaciones para determinar el error porcentual en el valor medido: %𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 𝐼 =

| 7.078 − 7.42| 𝑋100 7.078

%𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 𝐼 = 4.8%

Medido

Fig.7.2.1: Comparación de datos simulado y medido

Tabla 7.1.a % error en el valor simulado 0.04%

21.150

Valor de Rx

7.5

Simulado

20 19.58

𝑹𝒙

% error en el valor nominal 5.4%

% error en el valor medido 7.4%

Operaciones para determinar el error porcentual en el valor nominal: %𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑅𝑥 =

| 21.150 − 20| 𝑋100 21.150

%𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟𝑅𝑥 = 5.4% Operaciones para determinar el error porcentual en el valor medido: %𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑅𝑥 =

|21.150 − 19.58| 𝑋100 21.150

%𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟𝑅𝑥 = 7.4%

VIII.

DISCUSION DE RESULTADOS:

1 - ¿De que depende la exactitud de las mediciones de resistencia utilizando un puente de Wheatstone? El valor de la resistencia desconocida donde nos damos cuenta que solo depende del valor de cada resistencia en la cual no influye el multímetro el error del instrumento. En la cual se obtiene una mayor precisión. La exactitud de la medida también es independiente del valor de la tensión utilizada para la medida 2.- ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de usar el puente de Wheatstone?

Ámbito que se utilizan: 1) Una aplicación muy interesante del puente de Wheatstone en la industria es como sensor de temperatura, presión, etc. (dispositivos que varían el valor de sus resistencias de acuerdo a la variación de las variables antes mencionadas). También se utiliza en los sistemas de distribución de energía eléctrica donde se lo utiliza para detectar roturas o fallas en las líneas de distribución.

IX. 

¿en qué ámbitos se utilizan los puentes de Wheatstone? Tiene una ventaja Importantísima que nos da el uso del puente Wheatstone es que nos permite resistencias con una gran exactitud, llegando a medir resistencias de valores muy altas y muy bajas. Esto es una ventaja por que se comete un error de 1% al tomar la medida. La desventaja del puente de Wheatstone es que está limitado para la medición de resistencias que tiene valores de pocos ohmios hasta varios megaohmnios. El limite superior se debe porque, a la reducción de sensibilidad del equilibrio, ocasionado por los elevados valores de la resistencia. Y el límite inferior lo determina relacionantes con las resistencias de los alambres y la resistencia de los contactos de los bordes de la conexión. Ya que la resistencia de los contactos es difícil calcular por esta razón la medida hecha ser inexacta.











CONCLUSIONES Medir resistencias utilizando el puente de Wheatstone es un método bien efectivo ya que las resistencias se miden con una gran exactitud; y si se comete error solo dependen de la exactitud de la resistencia ajustable del puente de Wheatstone. Por medio del puente de Wheatstone es difícil, podemos medir resistencias altas por causa de las corrientes de fuga Por medio del puente de Wheatstone, podemos medir resistencias eléctricas por comparación con otras calibradas. Concluimos que el puente de Wheatstone es uno de los métodos más exactos para hallar el valor de una resistencia desconocida, utilizando el equilibrio de brazos del puente Los errores debido a la resistencia de los contactos y terminales exteriores al circuito puente intervienen en la medición de valores de resistencias muy bajas. La ventaja que nos da el uso del puente de Wheatstone es que nos permite medir resistencias con gran exactitud, llegando a medir resistencias de valores muy altas y bajas.

X.

BIBLIOGRAFIA:

http://www.academia.edu/30007252/PU ENTE_DE_WHEATSTONE_LABORAT ORIO_DE_FISICA_3 https://foro.elhacker.net/electronica/pue nte_de_wheatstone-t328402.0.html http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archiv ero/Presentacion_pendiente-PuenteWheatstone_27323.pdf https://www.ecured.cu/Puente_de_Whe atstone https://es.wikipedia.org/wiki/Puente_de _Wheatstone Manual de laboratorio de Circuitos Eléctricos I.