Lab. De Circuitos Y Medición

Presentación del tema: "Lab. De Circuitos Y Medición"— Transcripción de la presentación:

1 Lab. De Circuitos Y Medición
Ing. Daniel R. Ramírez Rebollo

2 Reglas importantes No comida No bebida Mochilas y ropa en el estante
No groserías Respeto Puntualidad

3 Material Necesario Multímetro Digital Fuente de alimentación
Tabla de prototipaje o Protoboard Varios ( resistencias, capacitors, etc ) Pinzas de punta Pinzas de corte Cable AWG 22 o 24 y/o cables dupont Cuaderno de notas Computadora, tablet o similar.

4 Practica 1 Objetivos Desarrollo Teórico y práctico Ejercicios
Familiarización con el equipo: Protoboard Fuente de Alimentación Multimetro Osciloscopio Generador de señales Repaso notación científica e in genieríl Distinción entre Exactitud, Precisión y Resolución de un instrument de medición. Teórico y práctico Ejercicios

5 Placa de prototipaje o protoboard
Generalmente consta de tres secciones, una central y dos externas paralelas. Las secciones paralelas externas sirven como punto común para el voltaje y la tierra. En general todos estos puntos están conectados entre sí, de modo que es posible accede a voltaje o tierra en cualquiera de los puntos. La sección central esta separada físicamente por un pequeño valle, el cual delimita dos subsecciones cada una independiente. Al contrario que en las secciones anteriores estas subsecciones funcionan muy diferente. A B C D 1 2 3 4

6 Protoboard

7 Fuente de Alimentación
Necesitaras pedir: Cable de alimentación Cables banana-caiman ( según necesites ) Consta de dos fuentes variables y una fija

8 Generador de funciones
Todas las funciones tienen una representación matemática Necesitaras pedir : Cable para generador de funciones o BNC-caiman Cable de alimentación Nos permíte generar funciones de diversa naturaleza con parámetrods variables a nuestras necesidades

9 Osciloscópio Herramienta muy importante pues nos permíte observer las señales en un Sistema, no solo medirlas como un multímetro (DMM) lo haría. Consta de uno o más canals de adquisición una pantalla de visualización de señales, puertos de comunicación, Puerto USB para guarder capturas de pantalla o datos. Una de las herramientas más versátiles en los laboratorios. Necesitaras: Cable de alimentación Cables BNC ( según los que ocupes )

10 Cantidades y sus notaciones
Notación Científica Notacíón ingenieríl El exponent no debe ser múltiplo de algún número 45,000,000,000 4.5E10 .45E11 El exponent siempre es múltiplo de tres 23,000 23E3 45,000,000,000 45E9

11 Ejercicios 1,500 .0234 170 63,200,000 1.23E3 2E-3 4.39E7 54.7E6 27E-9

12 Ejercicios 5.2E6 + 1.7E6 1.7E3 X 2E6 20 / 4E3 12E3 – 900 48E3 / 4E6
X o / --> , - + o > , - y E=E

13 Familiarización con el équipo
Exactitud: Se refiere a que tan lejos reside cada una de las mediciones hechas en comparación con el valor original. Precisión: Es la repetibilidad de las mediciones, tiene que ver con la varianza de la medición. Resolución: Es el cámbio mas pequeño que el aparato de medición puede detectar. Para que una medición pueda ser tomada como fiable, esta debe ser exacta y repetible.

14 Ejercicio Investigar estos tres datos en el equipo de laboratorio.
Y calcular las posibles diferencias en los valores que puede haber al medir 200mV y 20V con el osciloscopio y el multímetro Medir: Voltaje Fuente DMM escala 20v DMM escala 200V 2.2 5.0 9.65 15.0

15 Resistencias

16 Ejercicios Valor B1 B2 B3 B4 27@10% 56@10% 180@5% 390@10% 680@5%

17 Ejercicios Valor Minimo Máximo Medido Desviación 22@10% 58@5% 150@5%

18 Practica 2 Objetivos Desarrollo Comprobar ley de ohm
Comprobar Ley de voltaje de Kirchhof Comprobar Ley de corriente de Kirchhof Mediante un circuito compuesto de una Fuente de voltaje y una Resistencia Mediante un circuito con diversas resistencias en serie, midiendo los diversos voltajes Mediante un circuito con una configuración en paralelo midiendo sus corrientes

19 Circuito DC básico Necesitaremos: Construir circuito
1k 6.8k 33k Construir circuito E= 2v I=? Teórica y práctica Repetir para todas los voltajes de la table Hacer lo mismo con las tres resistencias Crear gráficas con los datos obtenidos

20 Tabla Volts I Teórica I Medida Desviación 2 4 6 8 10 12

21 Circuito en série Necesitaras
1k 2.2k 3.3k 6.8k Usando todas las resistencias y E=10v, calcular la I teórica y medirla. Usando la ley de Ohm usar la I teórica y calcular los voltajes en las resistencias llenando la tabla correspondiente. Ahora medir con el multímetro el voltaje en cada resistencia. Usando las mismas resistencias pero E=20v, calcular los voltajes en las resistencias con la formula del divisor de voltaje. Ademas calcular el voltaje en los puntos Vac y Vb

22 Tablas I Teórica I en punto A I en punto B I en punto C Voltaje
Teórico Medido Desviación R1 R2 R3 Voltaje Teórico Medido Desviación R1 R2 R3 R4 Vac Vb

23 Circuito DC en paralelo
Será necesario: 1k 2.2k 3.3k 6.8k Usando las resistencias de 1k, 2,2k y E=8v, determiner los voltajes en A,B y C teóricos, Medir los vfoltajes en los mismo puntos en los que se calculo y llenar la table correspondiente. Aplicar la ley de Ohm para calcular las Corrientes en R1 y R2 así como la corriente total. Medir las Corrientes entre el punto AB ademas de las Corrientes en cada una de las resistencias presents en el circuito. Calcular de forma teórica y comparer con los valores medidos. Ahora con el circuito no. 2 , 1k, 2.2k, 3.3k, 6.8k y E=10v determiner de forma teórica las Corrientes a travez de cada una de las resistencis ademas dela corriente total y la que pasa por el punto X, confirmer que esta sea la suma de las Corrientes que pasen por R3 y R4

24 Tablas Corriente Teórico Medido Desviación R1 R2 Total Voltaje Teórico
Va Vb Vc Corriente Teórica Medida Desviación R1 R2 R3 R4 Total Ix Corriente Teórica R1 R2 Total

25 Práctica 3 Reducción de circuitos Ley de V y C de Kirchhoff
Teórico y práctico 1k 2.2k 4.7k 6.8k

26 Desarrollo Determina el voltaje A, B y C con respecto a tierra. Llena la tabla y posteriormente mide esos voltajes para compararlos con los calculados. E= 10 Aplica el teorema de corriente de Kirchhoff en el nodo B y calcula las corrientes de todo el circuito. Llena la tabla. Determina los voltajes en A, B y C después , E=20 y mide los voltajes en los mismo puntos para poder determinar si hay similitud entre los calculados y los medidos. Aplica el teorema de corriente de Kirchhoff en los nodos B, C, y E, Llena la tabla.

27 Voltaje Teórico Medido Desviación Va Vb Vc Corriente Teórica Medida Desviación R1 R2 R3 Voltaje Teórico Medido Desviación Vb Vc Vd Ve Se cumplen las leyes de Kirchhoff ? Que puedes concluir de los voltajes entre las diversas resistencias ? Si se agregara una Resistencia de 10k en paralelo en ambos circuitos que sucedería ? Corriente Teórica Medida Desviación Fuente R1 R2

28 1k 2.2k 3.3k 6.8k 10k 22k Construir los circuitos y llenar las tablas correspondientes

29 Voltaje Teórico Medido Desviación Va Vb Vc Vd Corriente Teórica Medida Desviación R1 R2 R3 R4 Voltaje Teórico Medido Desviación Va Vb Vab

30 Práctica 4 Necesitaras DESARROLLO 10k pot 100k pot 1k 4.7k 47k
Para el primer circuito primero rota el potenciómetro al máximo en el sentido contrario de las manecillas del reloj, mide la resistencia de A a W, después de W a B, registra los datos en la tabla asignada. Ahora rota el potenciómetro a las diferentes posiciones que están en dicha tabla y registra los resultados. Ahora construye el circuito dos, con E= 10v y el pot de 10k dejando Rl sin conectar registra las mediciones que da el punto W a tierra en lo que respecta al voltaje, varía en todas las posiciones que se te indica. Posteriormente usa Rl = 47k, 4.7k y 1k Grafica los voltajes de los experimentos del punto tres para todas las resistencias [Voltaje vs Posición] Repetir los pasos anteriores con el pot de 100k

31 Circuitos

32 Posicion RAW RWB RAW + RWB CCW 1/2 3/4 CW Posicion VWB Open VWB 47k VWB 4.7k VWB 1k CCW CW

33 Posicion IL 1k IL 4.7k CCW 1/4 1/2 3/4 CW

34 Practica 5 Necesitaras 4.7k 10k .1μF 1μF .22μF 1mH 10mH Objetivos: Uso de capacitores e inductores, además de que se comprobara la forma de sumarlos en serie y paralelo. Uso de capacitor y su modelo matemático, para comprobar lo que se ha presentado en teoría en la clase de circuitos.

35 Capacitores e Inductores
Medir con el multímetro los valores de los capacitores y de los inductores para anotarlos en las tablas correspondientes. Conecte los capacitores en serie y mídalos como lo dice la tabla número dos. (haga todas las combinaciones) Considerando el primer circuito , con E=5v mida los voltajes en cada uno de los capacitores y regístrelos, serían los mismo de manera teórica? Usando el segundo circuito con E=10v R1=4.7k R2=10k, C=.1μF, L=1mH, este alcanzara el equilibrio en menos de un segundo,determine el voltaje en cada elemento y registre.

36 Tablas Circuito 2 Circuito 1 Circuito RLC Componente Experimental
Rcoil .1 µF X .22 µF 1 mH 10 mH Comnfiguración Teórico Experimental Desviación .1 µF serie .22 µF .1 µF paralelo .22 µF 1 mH serie 10 mH 1 mH paralelo 10 mH Circuito 1 Circuito RLC Voltage Teórico Experimental Desviación VR1 VR2 VC VL Voltaje Teórico Experimental Desviación VC1 VC2

37 Circuito RC

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39 Práctica 6 Objetivos Se necesitara: Reafirmar uso de osciloscopio
Reafirmar uso de generador de funciones Implementación de circuito de segundo orden Se necesitara: Capacitores de 0.1µF, 10 µF Resistencias de 1KΩ, 100Ω, 10kΩ 1 Relevador de 12 VCD o 24 VCD

40 Circuitos Analice la curva, determine todos los parámetros Mp, tr, tp, ts, y td , . Determine el valor de la inductancia por medio del análisis de la grafica y verifique la función de transferencia del sistema. Analice la curva y determine todos los parámetros Mp, tr, tp, ts, td y determine el valor de la función de transferencia del sistema.

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42 Práctiva 7 Necesitaras Objetivos Resistencias de 1K.
Capacitores de 1uF, 0.33uF Relevador de 12 o 24VCD. Objetivos Comprender el funcionamiento de un filtro Diseñar un filtro

43 Desarrollo Arme el circuito de la Figura 1.
Encuentre las características teóricas de este filtro. Varié la frecuencia y haga una gráfica de amplitud de la señal. Utilice los siguientes valores: 30, 60, 120, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1500 y 2000Hz. Compare los resultados teóricos con los prácticos y explique. Cambie la señal de entrada por una cuadrada con las mismas características y compare resultados. Cambie el valor de la capacitancia por uno mayor ( mayor a 1 µF ) y repita los incisos anteriores.

44 Desarrollo parte 2 Diseñe un circuito descrito por cada inciso y pruébelo usando los valores del inciso 1. Explique sus resultados teóricos y prácticos: Filtro paso bajas con FC = 400Hz. Filtro paso altas con FC = 800Hz. Filtro paso banda de frecuencias 300 a 800Hz. La frecuencia de corte del filtro es aquella donde la amplitud de la señal de entrada cae hasta un % de su valor máximo. Esto ocurre cuando XL = R = 2πFC L (reactancia inductiva = resistencia) Si XL = R, la frecuencia de corte será: FC = R / 2πL La banda de frecuencias por debajo de la frecuencia de corte se llama Banda de atenuación, y la banda de frecuencias por encima de FC se llama Banda de paso

45 Práctica 8 Transformador comercial de 120/12 VAC o 120/24 VAC 1A.
Resistencia de 5.6KΩ 15W, 2 resistencias de 15Ω a 15W o 20W Capacitor electrolítico de 2200µF, 1000µF 35V ,330nF, 100µF, 100nF, 10nF 4 Diodos rectificadores 1N4007 o 1N4001 CI LM7805, LM7905 y LM317 Potenciómetro de 10K Objetivos El alumno aprenderá cómo se comporta el transformador y una de las aplicaciones más usuales. El alumno aprenderá el funcionamiento de un puede de diodos y su aplicación. El alumno aprenderá el uso de un regulador de voltaje.

46 Desarrollo Lo primero a realizar será identificar el devanado primario y secundario del transformador, para realizar esto se medirá la impedancia de los dos devanados, el que presente mayor impedancia será el primario y el que presente una menor será el secundario. Se conectará el primario del transformador que se tenga en el laboratorio (120/24 o 120/12) al variac y conectarás al secundario una resistencia de carga de 5 K. (Figura 1). Medirás el voltaje en el primario y en el secundario, y con ellos obtendrás la relación de vueltas del transformador. Calcularás la relación de vueltas del transformador de forma teórica y lo compararás con el que se obtuvo en forma práctica.

47 Ejercicio 2 El devanado primario es donde se conectara la alimentación de 110V AC por lo que si se realizara una mala conexión o si se conecta el devanado secundario en vez del primario se producirá un corto circuito. Una vez que se ha identificado el devanado primario y el secundario armar el siguiente circuito (Figura 3).

48 Continuacion ejercicio 2
Conectar el osciloscopio en los puntos A y B y obtener la grafica Posteriormente conectar un capacitor de 100uF como se muestra en la Figura 4. Nuevamente conectar el osciloscopio en los puntos A y B y obtener la grafica Sustituir el capacitor de 100 µF por uno de 1000µF y de nuevo obtener la grafica. Explique sus resultados.

49 Ejercicio 3 Armar el siguiente circuito y comprobar que el voltaje regulado sea el que marca el regulador de voltaje. Utilizar un LM7805 y alimentar el circuito con la salida de voltaje del ejercicio previo.

50 Practica 9 Resistencia de 1Ω, 10Ω, 100 Ω, 330 Ω
Capacitores de 1nF, 10nF, 100nF, 1µF, 10µF Relevador de 24V CD El alumno determinara la potencia aparente y reactiva así como interpretará lo que significa el factor de potencia en las aplicaciones reales.

51 Carga Inductiva Determinar el ángulo de desfasamiento entre la Tensión y la Corriente así como el FP del circuito

52 Carga capacitiva Determinar el ángulo de desfasamiento entre la Tensión y la Corriente así como el FP

53 Carga LC en serie Determinar el ángulo de desfasamiento entre la Tensión y la corriente así como el FP Calcule el valor del capacitor para corregir el factor de potencia del circuito a 0.95.

54 Preguntas ¿Qué nos indica la potencia aparente y la potencia reactiva?
¿Qué ventajas presenta corregir el factor de potencia? ¿Cuáles son las aplicaciones prácticas? Si la carga fuera puramente capacitiva, ¿Qué se tiene que hacer para corregir el factor de potencia?