Informe De Electro Divisores De Tension.docx

INFORME Nº 5 LABORATORIO DE ELECTROTECNIA

Circuitos Divisores de Tension Diego Juela [email protected]; María Fernanda Loaiza [email protected] ; Johanna Orellana [email protected] ; Adrián Patiño [email protected]. Universidad de Cuenca. Carrera de Ingeniería Química. Asignatura: Electrotecnia. 23 de Junio del 2015

Abstracto: En el presente documento se presenta el informe de una práctica sobre el diseño de un circuito con divisor de voltaje.

I. o o

corriente, a este consumidor se le conoce como resistencia de carga (RL)

OBJETIVOS

Identificar las características de un divisor de voltaje con carga y sin carga. Reconocer que el divisor de voltaje puede ser utilizado como fuente que suministra el voltaje o tensión de una carga. II.

Figura 2.- Divisor de tensión fijo con carga

MARCO TEORICO

Circuito divisor de tensión Un divisor de tensión es un circuito que divide la tensión de entrada en otras dos diferentes y más pequeñas. En electrónica y electricidad se usa para alimentar (proporcionar tensión de alimentación) a un aparato, con una tensión más pequeña que la que proporcionan las pilas o baterías disponibles.

III. o o o o o o o o

MATERIALES

Multímetro Proto-board Pinzas de mesa Resistencia de 1 kΩ (R1) Resistencia de 4.7 kΩ (R2) Resistencia de 100Ω (resistencia de carga RL) Transformador de voltaje de 120 V a 12 V Rectificador de corriente

Divisor simple o sin carga. Se trata de dos resistencias en serie conectadas de tal forma que la tensión de entrada Ventrada se conecta a los extremos de éstas y obtenemos la tensión de salida Vsalida de un extremo y del punto medio entre las dos resistencias.

Figura 3.- Materiales principales

IV.

PROCEDIMIENTO

a) Armado del rectificador de corriente Con 4 diodos de 600 V 1 A armamos un puente de Grestz para transformar la corriente alterna de nuestro transformador a corriente continua, se arma como se ve en la figura 4: Figura 1.- Divisor sin carga.

Divisor con carga. Se dice que un divisor de tensión está cargado cuando se le conecta un consumidor y se saca una 1

INFORME Nº 5 LABORATORIO DE ELECTROTECNIA Con el multímetro, medimos la corriente de entrada IE esta será igual para la R1 y la RA (esta es la equivalente entre la resistencia R2 y RL) Figura 4.- Rectificador de corriente armado.

b) Armado del circuito de divisor simple En las terminales de nuestro rectificador de corriente ya armado sobre el proto-board empezamos a armar el circuito, colocando las resistencias de 1 kΩ (R1) y de 4.7 kΩ (R2) en serie, como se observa en el esquema de la figura 5

Der igual manera medimos la intensidad de corriente IR2 para la resistencia R2, así como la IRL para la resistencia RL. Cabe recalcar que para medir la intensidad el multímetro lo colocamos en serie. d) Toma de mediciones Con el multímetro procedemos a medir el voltaje de entrada (VE) de circuito y los voltajes de las resistencias como se indican en la figura 7. Medimos tanto para el divisor simple como para el divisor con carga.

R1 = 1 kΩ

VE R1

V

R1

V

R2

RL

VE

VE R2 = 4.7 kΩ

R2

Figura 5.- Circuito del divisor simple

V

V

Figura 7.- Medición de Voltaje en los circuitos

Con el multímetro medimos el voltaje en el resistor R1 y R2 y registramos los datos. Efectuamos el cociente R1/(R1+R2) y el cociente VR1/VE y registramos en la tabla. Realizamos la división (VR1/VE)/ (R1/ (R1+R2)). Cambia el resistor de 4.7 k kΩ por uno de 1 kΩ (R2) y repite el procedimiento anterior (circuito 2)

R1 VE A

A

c) Armado del circuito de divisor de voltaje con carga

R2

Sobre el circuito armado para el divisor de voltaje simple, podemos armar para el de divisor con carga, para lo cual solamente colocamos la resistencia de carga (RL) de 100 Ω paralelo a la resistencia de 4.7 kΩ, como se puede observar en la figura 6.

RL

Figura 8.- Medición de Intensidad en el circuito

V.

CALCULOS

a) Divisor simple Los valores teóricos de voltaje, calculados aplicando la ley de divisor de voltaje: VE ∗ R VR = R Eq.

R1 = 1 kΩ

VE

R2 = 4.7 kΩ

RL = 100 Ω

Así por ejemplo para el VR1 del circuito 1. VR1 =

Figura 6.- Circuito del divisor con carga

(10.3 V) ∗ (1 kΩ) = 1.807 𝑉 (1 + 4.7)kΩ

Ahora para el VR1 del circuito 2. 2

INFORME Nº 5 LABORATORIO DE ELECTROTECNIA

VR1 =

(10.29 V) ∗ (1 kΩ) = 5.145 𝑉 (1 + 1)kΩ

Circuito

Y así calculamos para los demás datos restantes. b) Divisor con carga Aplicando la ley de divisor de voltaje y el divisor de Intensidad calculamos los voltajes e intensidades teóricos: 𝐼𝐸 ∗ 𝑅𝐸𝑞. 𝑉𝐸 ∗ 𝑅 𝑉𝑅 = 𝐼𝑅 = 𝑅𝐸𝑞. 𝑅 Así por ejemplo para hallar el VR1 𝑉𝑅1 =

(10.3 𝑉) ∗ (1 ) = 9.381 𝑉 4.7 ∗ 0.1 ( )+1 4.7 + 0.1

𝑅𝐸𝑞𝑇 = ((𝑅2 ‖ 𝑅𝐿 ) + 𝑅1 ) 4.7 ∗ 0.1 𝑅𝐸𝑞𝑇 = ( ) 𝑘𝛺 + 1 𝑘𝛺 = 1.0979 𝑘𝛺 4.7 + 0.1 𝑉𝐸 10.3 𝐼𝐸 = = = 9.381 𝑚𝐴 𝑅𝐸𝑞𝑇 1.0979 Con este dato ya podemos utilizar el divisor de corriente, como ejemplo calculamos la IR2 4.7 ∗ 0.1 (9.38 𝑚𝐴) ∗ (4.7 + 0.1) = = 0.195 𝑚𝐴 4.7 VI.

VR1/VE

VR1/VE R1/(R1 + R2)

1

0.1754

0.1708

0.9741

2

0.5

0.499

0.99

Para el divisor con carga, los resultados experimentales se muestran en la tabla 4 y 5. Tabla 4.- Voltajes experimentales del divisor con carga

Medición

VE

VR1

VR2

VRL

1

10.3 V

9.41 V

0.88 V

0.88 V

Tabla 5.- Intensidades experimentales del divisor con carga

Para calcular la intensidad de entrada IE, utilizamos la ley de Ohm.

𝐼𝑅2

R1/(R1+R2)

Medición

IE (mA)

IR1 (mA)

IR2 (mA)

IRL (mA)

1

9.367

9.365

0.187

9.163

Los valores teóricos de voltaje e intensidad se muestran en las tablas 6 y 7. Tabla 6.- Voltajes teóricos del divisor con carga

VE

VR1

VR2

VRL

10.3 V

9.381 V

0.918 V

0.918 V

Tabla 7.- Intensidades teóricos del divisor con carga

IE (mA)

IR1 (mA)

IR2 (mA)

IRL (mA)

9.381

9.381

0.195

9.184

VII.

RESULTADOS

Para el divisor simple, los resultados experimentales se muestran en la tabla 1.

DISCUSIÓN

Circuito 1

VE 10.3 V

VR1 1.76 V

VR2 8.39 V

Los valores teóricos son similares a los experimentales, esto indica que nuestro circuito fue armado exitosamente, esas pequeñas diferencias entre esos valores se debe a la perdida de voltaje en el circuito.

2

10.29 V

5.14 V

5.15V

Cuestionario Divisor sin carga?.

Tabla 1.- Voltaje experimentales del divisor simple

Para el divisor simple los valores teóricos. Se muestran en la tabla 2. Tabla 2.- Voltaje teóricos del divisor simple

Circuito

VE

VR1

VR2

1

10.3 V

1.807 V

8.492 V

2

10.29 V

5.145 V

5.145 V

Tabla 3.- Relación de voltajes

¿Cómo es V1 al variar la resistencia total? Si la resistencia total del circuito aumenta el voltaje en V1 disminuye, en cambio a reducir esta resistencia equivalente el voltaje en V1 aumentará. ¿Al disminuir R2 el voltaje V1 en R1 también disminuyó? Al cambiar la resistencia R2 de 4.7 a 1 KΩ; la resistencia equivalente disminuirá, y con lo mencionado en la anterior pregunta se deduce que el 3

INFORME Nº 5 LABORATORIO DE ELECTROTECNIA voltaje en V1 aumenta. Por lo tanto el enunciado en la pregunta es incorrecto. Al comparar los cocientes (V1/V) y R1/(R1+R2) ¿Qué concluyes? Los valores de estos cocientes son muy semejantes, aunque teóricamente estos resultados tienen que ser iguales .Esto se debe a los distintos errores que existen en la medición. ¿Cuáles fueron las principales fuentes de error? Cabe recalcar que el error no es significativo en este caso, pero entre los principales factores de error son: el grado de exactitud del multímetro, el mal manejo del multímetro, y las conexiones en los circuitos.

VIII.

Divisor sin carga. La tensión de corriente en las resistencias 1 y 2 varia si se altera la resistencia equivalente del circuito, si las resistencia 1 y 2 son iguales, el voltaje también será igual para dichas resistencias. Divisor con carga. Al conectar una resistencia en paralelo (de carga) a la resistencia dos la intensidad cambia en R2. Es decir antes de conectar RL, R2 tendrá un valor, pero cuando se conecta RL este valor disminuirá.

IX.

Cuestionario. Divisor con carga. ¿La corriente en el resistor de 4.7kΩ cambia al conectarse al resistor de 100Ω (carga)? ¿De qué manera? Si, se aprecia una disminución de la intensidad cuando se cierra el circuito para la resistencia de 4.7KΩ. El voltaje en el resistor de 4.7 KΩ cambia al conectarse al resistor de 100Ω? ¿De qué manera?

CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFIA

Tecnológica, A. (s.f.). Recuperado el 18 de Junio de 2015, de http://www.areatecnologia.com/electronic a/divisor-de-tension.html Universidad de Velladolid-Grupod de Comunicaciones Opticas. (s.f.). Recuperado el 18 de Junio de 2015, de http://pesquera.tel.uva.es/tutorial_cir/tem a2/divisor.htm#1

Si, se aprecia un cambio notorio en comparación al circuito sin carga, el voltaje de la resistencia R1 disminuye de 8.18 a 0.84 y como está en paralelo con la resistencia de carga (RL) igual tendrá el voltaje de 0.84V ¿Los valores teóricos coinciden con los valores experimentales? Explica. Las medidas tomadas con el multímetro son muy similares a las calculadas teóricas, aplicando las formas estudiadas en clase para hallar diferentes intensidades. ¿Cuáles fueron las principales fuentes de error? Al igual que en el caso de resistencia sin carga el error se debe al límite de error, y confusión en los circuitos, asico como mal manejo del multímetro.

4