Informe de Dispositivos electronicos

8/15/2019 Informe de Dispositivos electronicos

1/20


2/20

1. OBJETIVOS

Reconocer las gráficas de las señales en el osciloscopio de los circuitos RC

Reconocer las gráficas de las señales en el osciloscopio de los circuitos RL

Determinar el funcionamiento y calcular el valor de una resistencia

desconocida (puente de Wheatstone).

2. MARCO TEORICO

CIRCUITO RC

Los circuitos RC son circuitos que están

compuestos por una resistencia y un condensador.

Se caracteriza por que la corriente puede variarcon el tiempo.

Cuando el tiempo es igual a cero, el

condensador está descargado, en el momento que

empieza a correr el tiempo, el condensador

comienza a cargarse ya que hay una corriente en

el circuito. Debido al espacio entre las placas del

condensador, en el circuito no circula corriente,

es por eso que se utiliza una resistencia.

La figura 1 muestra un circuito RC con capacitor

descargado en un inicio con el interruptor

abierto.

La figura 2 muestra un circuito RC con capacitor

incrementando su carga con el tiempo cuando el

interruptor es cerrado.

Fig.1

Fig.2

CARGA Y DESCARGA DEL CONDENSADOR

En la figura 1 se muestra la diferencia de potencial entre y


3/20

Con la regla de kirchhffo se obtiene:

El potencial cae en una cantidad iR conforme se va de a a b, y en q>C al pasar de b

a c.

Al despejar i en la ecuación, se encuentra que:

Ecuación de carga del condensador

Dónde: es la carga máxima que se puede almacenar

Ecuación de descarga del condensador

Para cualquier instante de tiempo mayor que cero

Dónde: (constante de tiempo para un circuito RC)

.

CIRCUITO RL

Los circuitos RL son aquellos que contienen una

bobina (inductor) que tiene autoinductancia, esto

quiere decir que evita cambios instantáneos en la

corriente. Siempre se desprecia la autoinductancia en

el resto del circuito puesto que se considera mucho

menor a la del inductor.

Para un tiempo igual a cero, la corriente comenzará acrecer y el inductor producirá igualmente una fuerza

electromotriz en sentido contrario, lo cual hará que la

corriente no aumente. A esto se le conoce como

fuerza contraelectromotriz.

Fig.3


4/20

Suponga que, en un principio, ambos interruptores están abiertos, y luego, en cierto

momento inicial se cierra el interruptor La corriente no puede cambiar

súbitamente de cero a algún valor final porque y la inducida en el

inductor serían infinitas. En vez de ello, la corriente comienza a crecer con una tasa

que sólo depende del valor de L en el circuito.

Sea la corriente en cierto momento t después de que se cerró el interruptor S1, y

sea su tasa de cambio en ese instante. La diferencia de potencial a

través del resistor en ese momento es:

Y la diferencia de potencial a través del inductor es

Aplicamos la ley de mallas de Kirchhoff, comenzando en la terminal negativa

y avanzando en sentido antihorario alrededor del circuito:

Se despeja y se encuentra que la tasa de aumento de la corriente es:

Desarrollando la ecuación se obtiene la corriente en un circuito RL

Donde:

(Constante de tiempo para un circuito RL)

En un tiempo igual a , la corriente alcanza el 86% de su valor final; en el tiempo llega al 99.3% y en 10t llega al 99.995%.

PUENTE DE WHEATSTONE

El puente de Wheatstone es un instrumento de gran precisión que puede operar en

corriente continua o alterna y permite la medida tanto de resistencias óhmicas como

de sus equivalentes en circuitos de comente alterna en los que existen otroselementos como bobinas o condensadores (impedancias).


5/20

FUNCIONAMIENTO

Para determinar el valor de una resistencia eléctrica bastaría con colocar entre sus

extremos una diferencia de potencial (V) y medir la intensidad que pasa por ella (I),

pues de acuerdo con la ley de Ohm, R=V/I. Sin embargo, a menudo la resistencia

de un conductor no se mantiene constante -variando, por ejemplo, con latemperatura y su medida precisa no es tan fácil. Evidentemente, la sensibilidad del

puente de Wheatstone depende de los elementos que lo componen, pero es fácil

que permita apreciar valores de resistencias con décimas de ohmio.

Se cumple:

3. MATERIALES

Osciloscopio tektronix

Generador de señales tektronix

Resistencias

Condensadores

Bobinas

Protoboard


6/20

4. CIRCUITOS A IMPLEMENTAR

CIRCUITO 1

RESULTADOS:

CIRCUITO RC

HZ R C Tiempo desubida

Tiempo de

bajada

Vpp PERIODO VRMS

65 1K 1uf 2.19ms 2.19ms 5v 15.3ms 2.15v

80 1K 1uf 2.18ms 2.18ms 4.98v 12.5ms 2.06v

100 1K 1uf 2.14ms 2.14ms 4.93v 10ms 1.95v

130 1K 1uf 2.02ms 2.02ms 4.79v 7.69ms 1.77v

160 1K 1uf 1.87ms 1.87ms 4.58v 6.24ms 1.61v

200 1k 1uf 1.65ms 1.65ms 4.24v 5ms 1.42v


7/20

Grafica de las señales con el condensador


8/20

CIRCUITO RL

Grafica de las señales con la bobina

HZ R L Tiempode subida

Tiempo

de bajada

Vpp PERIODO VRMS

100 1K 198.8mH 4.95ms 4.95ms 9.88v 10ms 405mv

200 1K 198.8mH 2.45ms 2.45ms 9.88v 5ms 999mv

300 1K 198.8mH 1.62ms 1.62ms 9.75v 3.33ms 1.23v

400 1K 198.8mH 1.2ms 1.2ms 9.86v 2.5ms 1.41v

420 1K 198.8mH 1.14ms 1.14ms 9.73v 2.38ms 1.46v

500 1K 198.8mH 945us 946us 9.86v 2ms 1.57v


9/20

PUENTE DE WHEASTHO

NE

CIRCUITO CON R

Grafica de las señales con la resistencia:

HZ R1 R2 Tiempo desubida

Tiempo de

bajada

Vpp PERIODO VRMS

100 1K 10k 1.8us 1.8us 4.55v 10ms 2.27v

200 1K 10k 3us 3us 4.55v 5ms 2.27v

300 1K 10k 1.8us 18us 4.55v 3.33ms 2.27v

400 1K 10k 1.8us 1.8us 4.55v 2.5ms 2.27v

500 1K 10k 1.8us 1.8us 4.55v 2ms 2.27v

600 1k 10k 1.8us 1.8us 4.55v 1.67ms 2.27v


10/20

CIRCUITO 2


11/20

CIRCUITO CON EL CONDENSADOR

Grafica de las señales con el condensador:

HZ R C Tiempo desubida

Tiempo de

bajada

Vpp PERIODO VRMS

65 1K 1uf 2.19ms 2.19ms 5v 15.3ms 2.15v

80 1K 1uf 2.18ms 2.18ms 4.98v 12.5ms 2.06v100 1K 1uf 2.14ms 2.14ms 4.93v 10ms 1.95v

130 1K 1uf 2.02ms 2.02ms 4.79v 7.69ms 1.77v

160 1K 1uf 1.87ms 1.87ms 4.58v 6.24ms 1.61v

200 1k 1uf 1.65ms 1.65ms 4.24v 5ms 1.42v


12/20

CIRCUITO CON LA BOBINA

RESULTADOS

Grafica de las señales con la bobina:

HZ R L Tiempode subida

Tiempo

de bajada

Vpp PERIODO VRMS

140 10K 680mH 1.8us 1.8us 186mv 7.14ms 10.0mv

200 10K 680mH 1.8us 1.8us 192mv 5ms 11.8mv

300 10K 680mH 1.65ms 1.65ms 186mv 3.33ms 14.5mv

470 10K 680mH 1.04ms 1.04ms 187mv 2.13ms 18.3mv

510 10K 680mH 963us 963us 186mv 1.96ms 19.2mv

600 10K 680mH 816us 816us 186mv 1.67ms 20.5mv


13/20

CIRCUITO EN R

HZ R1 R2 Tiempo desubida

Tiempo de

bajada

Vpp PERIODO VRMS

100 10K 3.3k 1.8us 1.8us 24.8mv 10ms 12.4mv

200 10K 3.3k 3us 3us 24.8mv 5ms 12.4mv

300 10K 3.3k 1.8us 18us 24.8mv 3.33ms 12.4mv

400 10K 3.3k 1.8us 1.8us 24.8mv 2.5ms 12.4mv

500 10K 3.3k 1.8us 1.8us 24.8mv 2ms 12.4mv

600 10k 3.3k 1.8us 1.8us 24.8mv 1.67ms 12.4mv


14/20

Grafica de las señales con la resistencia:


15/20

5. PUENTE DE WHEASTHONE

CIRCUITO A IMPLEMENTAR

CIRCUITO 1

CALCULOS:

R1=25KΩ

R2=20K Ω

R3=40K Ω

R4=10K

Se cumple:

50kΩ


16/20

SIMULACION:

RESISTENCIA TENSION

R1=25kΩ 0.83v

R2=20kΩ 0.87vR3=40kΩ 0.67v

R4=20kΩ 0v

Rx=50kΩ 0.83v

CIRCUITO 2

R1=10KΩ

R2=10KΩ

R3=3.3KΩ

R4=10K

Se cumple:


17/20

SIMULACION:

RESISTENCIA TENSION

R1=10kΩ 1.02v

R2=4.7kΩ 0.48v

R3=3.3kΩ 0.48v

R4=10kΩ 0v

Rx=7.02kΩ 1.02v

6. CONCLUCIONES

En un circuito RC conectado a una fuente de voltaje, una resistencia influye

en el tiempo en que se carga un capacitor.

El guarda una relación inversamente proporcional a la carga y descarga.

Cuando el capacitor se carga completamente no hay paso de corriente por

este y en la resistencia el voltaje es cero.

El puente de wheatstone es una muy buena herramienta para conocer

resistencias desconocidas aproximadamente.

Los valores de las resistencias calculados son aproximadamente iguales que

los simulados y experimentados.

Facilidad para encontrar el valor de una resistencia desconocida a través del

puente de wheatstone.


18/20

7. BIBLIOGRAFIA

Física tomo 2, editorial Lumbreras Física 1 autor , Humberto Neira Física experimental I , Centro de gravedad, Toribio Córdova

Circuitos eléctricos I y II, Ing. F. López. A

8. ADJUNTADAS

Para una señal ( f= 200 Hz) con la resistencia 3.3k Ω.

Señal en la resistencia.Señal de la fuente.

Se puede ver que están en fase ya ambas empiezan en el mismo punto de origen


19/20

Para una señal ( f= 200 Hz) con un condensador 100nF.

Señal en el condensador.

Señal de la fuente.Desfase.

Se puede notar que ambas señales se encuentran desfasadas.


20/20

Para una señal ( f= 200 Hz) con una bobina de 680mH.

Señal en el condensador.Señal de la fuente.Desfase.

Se puede notar que ambas señales se encuentran desfasadas.

Informe de Dispositivos electronicos

Documents

Transcript of Informe de Dispositivos electronicos