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Arieh Nachum
Circuitos de CC
LeyesOhm Y Kirchoff
BRD-3121
Scientific Educational Systems
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Arieh Nachum
Circuitos de CC
Leyes
Ohm Y KirchoffBRD-3121
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BRD-3121 – Circuitos de CC, Leyes de Ohm y Kirchoff
I
Contenido
Prefacio ............................................................................................................ II
Capítulo 1 – El Circuito Eléctrico.................................................................. 1
Experimento 1.1 – Resistores y la ley de ohm............................................... 1
1.1.1 El circuito eléctrico, voltaje y corriente ................................................. 1 1.1.2
La ley de ohm ........................................................................................ 3
1.1.3 Resistores ............................................................................................... 5 1.1.4
El multímetro ......................................................................................... 6
Experimento 1.2 – Fuentes de Voltage ........................................................ 13
Experimento 1.3 – Resistores en Serie y Primera Ley de Kirchoff .......... 21
3.1
La ley de Kirchoff’s – la ley del Voltaje ............................................... 21
Experimento 1.4 – Resistores en Paralelo y Segunda Ley de Kirchoff .... 28
4.1
Segunda Ley de Kirchoff’s – la ley de las corrientes ............................. 28
4.2 Divisor de Corriente................................................................................ 29
Experimento 1.5 – Resistores Variables ...................................................... 38
5.1 Potenciómetro y reóstato ........................................................................ 38 5.2
Termistores ............................................................................................. 40
5.3 Resistor Dependiente de la Luz – LDR .................................................. 41
Experimento 6 – Solución de Problemas ..................................................... 51
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II
Prefacio
Los Experimentos en este laboratorio deben ser implementados usando el
entrenador Universal TPS-3100 y la tarjeta BRD-3121.
El módulo incluye los siguientes Instrumentos y componentes:
5 Fuentes de Alimentación: +12VDC, +5VDC, -5VDC, -
12VDC y -12VDC a +12VDC.
2 Voltímetros. Amperímetro. Contador de Frecuencia a I MHZ. Probador Lógico (Alto, Bajo, Abierto, Pulso, Memoria). Analizador lógico con 8 entradas Digitales y entrada de
Disparador.
Osciloscopio de 2 Canales (con Analizador Espectral).
Generador de Funciones (Sinusoidal, Cuadrada, y Triangular). Pantalla Táctil LCD de 3.2 pulgadas de colores. Teclado de 21 teclas para expansión de teclado. 10 Relees internos para inserción de fallas. Conexión USB para PC. Módem Inalámbrico para comunicación con estación de
Control.
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III
Las Tarjetas Del TPS-3100:
Electricity and Electronics
BRD-3121 Ohm and Kirchoff Laws and DC circuits
BRD-3122 Norton, thevenin and superpositionBRD-3123 AC circuits, signals and filters
BRD-3124 Magnetism, electromagnetism, induction and transformers
Semiconductor Devices
BRD-3125 Diodes, Zener, bipolar and FET transistors characteristics and DC circuits
BRD-3126 Bipolar and FET transistor amplifiers
BRD-3127 Industrial semiconductors – SCR, Triac, Diac and PUT
BRD-3128 Optoelectronic semiconductors – LED, phototransistor, LDR, 7-SEG.
Linear ElectronicsBRD-3131 Inverter, non-inverter, summing, difference operational amplifiers
BRD-3132 Comparators, integrator, differentiator, filter operational amplifiers
BRD-3135 Power amplifiers
BRD-3136 Power supplies and regulators
BRD-3137 Oscillators, filters and tuned amplifiers
Motors, Generators and Inverters
BRD-3141 Analog, PWM DC motor speed control, Paso motor control, generators
BRD-3142 Motor control – optical, Hall effect, motor closed controlBRD-3143 AC-DC and DC-AC conversion circuits
BRD-3144 3 Phase motor control
Digital Logic and Programmable Device
BRD-3151 AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR logic components & Boolean algebra
BRD-3152 Decoders, multiplexers and adders
BRD-3153 Flip-flops, registers, and counters sequential logic circuits
BRD-3154 555, ADC, DAC circuits
BRD-3155 Logic familiesMicroprocessor/Microcontroller Technology
BRD-3191 Introduction to microprocessors and microcontrollers
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IV
La tarjeta BRD-3121 está conectada al TPS-3100 a través de un conector de48 pines industrial.
El TPS-3100 tiene un microcontrolador incorporado que identifica (para el
sistema TPS-3100) la tarjeta experimental que se inserto y comienza un
chequeo automático.
La siguiente figura describe la tarjeta experimental BRD-3121.
BRD-3121 Diagrama del panel
B2 B4 B7B6
R1
R2
R3
R4
R5
R6
R8
1K
R9
100
R10
1K
R11
100
R14
1K
R15
5.1K
R13
100
PTC LDR NTC
B8
R16
100K
B5
P1
10K
R12
12K +5V
R17
B3
R7
1K
+12V
+5V
Vvar
B1
100
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V
El método de Experimento:
El sistema utiliza por razones de seguridad una fuente de alimentación
conmutada externa.
La salida de la fuente de alimentación de baja tensión se convierte a los 5voltajes de los reguladores lineales para reducción de ruido.
Dos potenciómetros en el panel se utilizan para fijar el voltaje y la amplituddel generador de funciones.
El sistema desconecta las tensiones en la sobrecarga y la muestra de un masaje
sobre eso.
Las tarjetas insertables están conectadas directamente al sistema sin ningún
tipo de cable plano para eliminar ruido y la reducción de la resistencia.
Los 10 relés que son de tipo “change over” pueden cambiar los componentes
activos y pasivos.
Cada una de la selección de configuración de relés se guarda en una memoriano volátil que se encuentra en la tarjeta insertada.
Los componentes se encuentran en la tarjeta con la impresión de serigrafía del
circuito de análisis y símbolos de los componentes. La parte central de latarjeta experimental incluye todos los diagramas de bloques de circuitos ytodos los puntos de prueba y zócalos tipo banana.
Los componentes protegidos están situados en el lado superior de la placa del
circuito, claramente visible para el estudiante y protegido por una cubiertatransparente resistente.
El conectar la placa del Experimento, se envía un mensaje al TPS-3100, que
incluye el número de la tarjeta y cual de sus bloques son defectuosos.
Si hay un módulo defectuoso (Bx), se visualiza en la pantalla.
La tarjeta experimental se comprueba mientras se está conectado. Por esta
razón, durante la inserción, ningún cable de conexión se debe conectar en latarjeta de Experimento.
5 LED se deben encenderse en la parte superior derecha.
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VI
El sistema incluye 5 salidas de la fuente de alimentación.El sistema comprueba las tensiones y activa los LEDs en secuencia.
12 V - LED rojo
+5 V - LED naranja
-5V - LED amarillo
-12V - LED verde
La tensión de un quinto de voltaje variable (Vvar)es controlada por un potenciómetro deslizante.
El LED de la Vvar es a la vez verde y rojo: cuando la tensión es positiva Vvar
- el color es rojo y cuando es negativo - el color es verde.
No hay salidas para las tensiones de alimentación en el panel de TSP-3100.Las tensiones se suministran sólo en el conector de clavija de 48 pines.
Las placas de Experimentación toman estas tensiones desde el conector de 48
pines.
Pantallas del TPS-3100
El sistema cuenta con 3 pantallas de funcionamiento: DVM, osciloscopio y
fallas.
Pasar de una pantalla a otra se realiza mediante las opciones de clave o degráficos.
El teclado es siempre en la posición de bloqueo numérico.
Las teclas también se pueden utilizar como teclas de función.
Para hacerlo, tendremos que pulsar una vez la tecla Num Lock y luego en latecla deseada. El teclado retorna automáticamente al modo Num Lock.
En la pantalla del osciloscopio, pulsando la tecla Num Lock y luego la tecla
digital cambiará la pantalla a la pantalla de señal digital.
Al pulsar la tecla Num Lock y luego la tecla analógica va a cambiar la pantalla
a la pantalla de señal analógica.
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VII
Pantalla del DVM
DVMV1 [V] V2 [V] 0.00 0.00V2 –V1 [V] I [mA]
0.00 0.0Fout [KHz] Cin [Hz] 5.00 5.00
I (+5V) [mA] I (+12V) [mA]
0 0
I ( –5V) [mA] I ( –12V) [mA]
0 0
Num Lock
V1 es la tensión medida entre V1 de entrada y GND.
V2 es la tensión medida entre V2 entrada y GND.
V2-V1 es la tensión medida entre V1 y V2. Nos permite medir la tensión de
flotación.
I es la corriente medida entre A + y entradas A.
Cin muestra la frecuencia se mide en la entrada de Cin.
El TPS-3100 incluye un generador de funciones.
La frecuencia del generador de funciones se muestra en el campo Fout y se puede configurar con las teclas de flecha o escribiendo los valores requeridos.
La salida de onda cuadrada está marcada con el signo .
Cerca de la salida de señal analógica hay un interruptor de sine / triángle
marcado con las señales / .
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VIII
Pantalla del Osciloscopio
El osciloscopio y los parámetros de visualización (CH1 Volt/div, CH2Volt/div, time base Sec/div, Trigger Channel, Trigger rise/fall, Trigger Level)aparecerán en la parte inferior de la pantalla.
Las teclas de flecha arriba y abajo muestran uno de los campos de abajo.
El campo requerido se puede seleccionar tocándolo y se puede cambiar con lasflechas arriba y abajo.
La amplitud generador de funciones es cambiada por el potenciómetro de
amplitud.
La toma de muestras en la pantalla se puede detener pulsando la tecla NumLock y luego presionando la tecla Stop (Tecla 8).
Realización de una sola toma de muestras se realiza pulsando la tecla Num
Lock y luego pulsando el Single (Tecla 9).
Correr de nuevo la toma de muestras se realiza pulsando la tecla Num Lock y
luego presionando el botón Run (Tecla 7).
CH1 3.0VCH2 3.0V t 50 s CH1 1.0V
Num Lock Analog Run
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IX
Pantalla Digital
Al pulsar la tecla Num Lock y luego la tecla digital en la pantalla del
osciloscopio muestra la pantalla digital.
Compruebe que.
El analizador lógico incluye 8 entradas digitales y una entrada de señal dedisparo.
El controlador espera un pulso de disparo y cuando se encuentra con un pulso
de disparo muestrea las 8 entradas digitales.
Si un pulso de disparo no se encuentra la toma de muestras será de acuerdo ala base de tiempo.
La toma de muestras en la pantalla se puede detener pulsando la tecla Num
Lock y luego presionando la tecla Stop (Tecla 8).
Realización de una sola toma de muestras se realiza pulsando la tecla NumLock y luego pulsando Single (Tecla 9).
Correr de nuevo la toma de muestras se realiza pulsando la tecla Num Lock yluego presionando el botón Run (Tecla 7).
Num Lock Digital Run
t 50 s TRIG
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
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X
La sonda Lógica
El TPS-3100 incluye una sonda Lógica con 5 LEDs que indican el estado deentrada de la sonda lógica (LP) - Alta, Baja, Open (sin conectar), Pulsos y de
memoria (registro de pulso único).
La sonda lógica también tiene un interruptor TTL / CMOS que determina quénivel lógico se selecciona.
Cuando el LP se conecta a un punto con un golpe de tensión (0,8 V para TTL)
o (1.3V para CMOS), la L LED verde debe encenderse.
Cuando el sistema LP está conectado a un punto con un voltaje por encima de2.0V (para TTL) o de 3,7 V (para CMOS), el H LED rojo debe encenderse.
La tensión entre estos niveles se activa el LED OP naranja.
Pantalla de fallas
El TPS-3100 incluye 10 relés para la inserción de averías o para cambiar loscomponentes externos.
La pantalla de errores es seleccionado por las opciones o clave Gráfico.
FAULTS
Please chooseFault No.: 0 – 9
Activated fault Number: 0
Num Lock
Al escribir un número falta y pulsar ENTER opera el relé requerido para elfallo requerido.
Fallo N º 0 significa ausencia de falla.
¿Qué relé crea la falla está inscrita en el controlador de la tarjeta del
Experimento.
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XI
Al entrar un número de falla, el sistema se refiere a la tarjeta controladoraExperimental y pide el número del relé. Después de eso, se ejecuta la falla
requerida.
El controlador de la tarjeta Experimental guarda el último número de falla
registrada en su memoria. Esta memoria es no volátil.
Esto es por qué el sistema no nos permite introducir un número de falla
cuando no hay una tarjeta insertada.
Cuando una tarjeta experimental tiene una falla determinada (distinto de cero)
se registra en su memoria, y está conectada al sistema, un mensaje de
advertencia aparece en la pantalla del sistema.
Esta característica permite al maestro dar a los estudiantes tarjetas ya con lasfallas activadas para la solución de problemas.
Nota:
Se recomienda (a menos que se lo requiera), resetear el numero de falla defalla a cero antes de desconectarla.
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XII
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1
Capítulo 1 – El Circuito Eléctrico
Experimento 1.1 – Resistores y la ley de ohm
Objetivos:
Identificación del resistor.
Medición de resistencia, voltaje y corriente con multímetro.
Implementación de la ley de Ohm.
Equipo requerido
TPS-3100
BRD-3121
Cable banana
Discusión:
1.1.1 El circuito eléctrico, voltaje y corriente
Cada material en el universo se constituye de átomos. Los átomos contienen protones en su núcleo y el mismo número de electrones alrededor del núcleo.En la mayoría de los materiales, estos electrones no pueden abandonar su
lugar. Estos materiales se llaman aisladores. En ciertos materiales, algunos de
los electrones pueden fluir dentro del material. Estos materiales se llaman
conductores de corriente eléctrica o, más corto, conductores. Algunos se
llaman semiconductores.
Una corriente eléctrica es una corriente de cargas eléctricas fluyendo dentro
de un material. No podemos ver una corriente, aunque en muchas ocasiones podemos determinar sus resultados. La mayoría de los metales son
conductores.
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2
Para crear una corriente en un conductor, necesitamos una fuente de cargasque empujará cargas hacia un extremo del conductor, y jalará cargas hacia el
otro extremo. Tal fuente de cargas se llama fuente de voltaje eléctrico.Mientras más grande la fuerza de empuje-atracción, más grande es la corriente
eléctrica que induce. La fuerza que empuja y atrae las cargas se llama voltaje
eléctrico.
La unidad que se utiliza para medir el voltaje es Volt (indicado por la letra V).La unidad utilizada para medir la corriente es Ampere (indicado por la letra A)
que indica la cantidad de cargas que fluyen por segundo.
La corriente que fluye en un conductor produce diferentes fenómenos comocalor o movimiento, etc. Por ejemplo, una lámpara eléctrica se simplemente
un conductor delgado llamado filamento, rodeado por una ampolla de vidrio
transparente sin aire en su interior. La corriente que fluye en el filamento lohace brillar, y esto, a su vez, crea luz. El vacío en la ampolla ayuda a prevenirque el filamento se funda (la fundición sólo ocurre cuando hay oxígeno). Losdispositivos operados por una corriente eléctrica se llaman consumidoreseléctricos o simplemente consumidores. También se refiere a ellos comocargas ya que crean una carga en la fuente de voltaje.
Existen diferentes maneras para generar una fuente de voltaje: químicamente
(una batería), magnéticamente (un generador), térmicamente, piezoeléctricamente y por energía solar. Las primeras dos son las más comunes.
En un circuito eléctrico, utilizamos una fuente de Corriente Continua (CC).
Esta fuente de voltaje eléctrico cuenta con dos terminales. El terminal quesuministra los electrones, se llama terminal negativo, y la terminal que los
recibe se llama terminal positivo.
Para crear corriente es necesario cerrar un circuito eléctrico. Esto significaque hay un conductor o una cadena continua de conductores y consumidores
entre el terminal positivo y el terminal negativo. Si la conexión se interrumpe
en cualquier punto de la cadena, se cesa la corriente.
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3
Para describir un circuito eléctrico, se utilizan los siguientes símbolos:
Figura 1-1
1.1.2 La ley de ohm
Cuando cerramos un circuito con una fuente de voltaje, conductores y
dispositivo eléctrico, se produce una corriente eléctrica.
Figura 1-2
+
-
Electronic
Device
Lamp
Electrical Voltage -
-
M
Switch
Motor
Resistor
Resistor or load
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Los electrones fluyen realmente del terminal negativo a través del circuitohacia el terminal positivo. Debido a razones históricas (los electrones son
invisibles) y debido a que en algunos semiconductores las cargas circulantesson positivas, utilizamos el flujo de corriente convencional. El flujo de
corriente convencional fluye del terminal positivo al terminal negativo.
Figura 1-3
El resistor R indica la resistencia del dispositivo al flujo de corriente.
La unidad de medición de la fuente de voltaje (V) es Volt (V).
La unidad de medición de la corriente (I) es Ampere (A, mA o A).
La unidad de medición de la resistencia del circuito es Ohm (, K , M).
La relación entre V, I y R se constata mediante la siguiente Ley de Ohm:
I
VR es igual a R IV es igual a
R
VI
Por ejemplo:
V = 6V R = 3 I = 2A
V = 10V R = 2K I = 5mA
V = 9V R = 1.5M I = 6 A
Verifícalo.
+
-RV
I
I
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5
1.1.3 Resistores
Un resistor es un componente que tiene el propósito de determinar la corriente
en cierta rama en el circuito eléctrico de acuerdo con la ley de Ohm
dependiendo del valor del resistor y el voltaje en él.
Cada conductor tiene su propia resistencia. La resistencia depende de la
resistividad del material, su longitud y del área de su sección transversal deacuerdo a la siguiente fórmula:
A
lR
- Resistividad.
l -
Longitud en m.
A - Area en mm2.
Cuanto más largo es el conductor más alta es su resistencia. Cuanto mayor essu sección transversal su resistencia es menor.
Los resistores de uso más común vienen en paquetes cilíndricos amarillos con
anillos de 4 colores - tres se encuentran cercanos uno a otro y el cuarto estáligeramente alejado. Los tres anillos cercanos indican el valor del resistor y el
cuarto su tolerancia. La siguiente tabla muestra la conexión entre el colorespecífico y un dígito a partir del cual puede determinarse un valor.
Negro 0
Marrón 1
Rojo 2
Naranja 3
Amarillo 4
Verde 5
Azul 6Morado 7
Gris 8
Blanco 9
Dorado 5%
Plateado 10%
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Para determinar el valor de un resistor, debemos anotar sus colores de talmanera que dorado o plateado sean los últimos. Después, traduciremos los
colores a dígitos. Los primeros dos dígitos indican los primeros dos dígitos enel valor del resistor y el tercero nos indica el número de ceros que debemos
sumar después de los dos anteriores.
En el siguiente ejemplo, los colores del resistor son: marrón, negro y rojo.
Figura 1-4
Esto significa que el valor del resistor es 1 0 y dos ceros; obtenemos 1 0 0 0
Ohm o 1K .
La tolerancia indica qué tan preciso es el valor del resistor. Por ejemplo, si se
mide un resistor de 1K con una tolerancia del 5%, podemos esperar que su
resistencia esté en el rango de 950 a 1050.
1.1.4 El multímetro
El voltaje se mide mediante un voltímetro, la corriente con un medidor deampere y la resistencia con un ohmiómetro. Todos estos instrumentos son
incluidos en el multímetro.
El multímetro digital mide principalmente el voltaje. La corriente se calcula al
medir el voltaje en un resistor interno pequeño. La resistencia se mide alaplicar la corriente conocida al voltaje de carga y de medición.
Para recibir una tolerancia constante de medición, el multímetro trabaja endiferentes rangos. Algunos multímetros cambian los rangos automáticamente
y otros dependen de que el usuario lo haga.
Gold = 5%
Brown = 1 Black = 0
Red = 2
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La conexión de sondas es muy importante. La sonda negra se conecta siempreal tomacorriente común. Otro tomacorriente es para la medición del voltaje y/
o d la resistencia.
Uno o dos zócalos adicionales son para las mediciones de corriente. Uno de
ellos es para la corriente baja y el otro para la corriente alta que se encuentra
generalmente sin protección. Todas las demás salidas están protegidas porfusibles. Todas las mediciones deben iniciarse desde el rango más grande,
para que no haya daños al instrumento. Después, el usuario debe reducir elrango hasta que se alcance la precisión máxima.
Para simplificar el trabajo con unidades grandes y pequeñas, se estableció el
uso de prefijos. Los prefijos más populares son:
PrefijoPico p 0.000000000001 10-12
Nano n 0.000000001 10-9
Micro o u 0.000001 10-6
Mili m 0.001 10-3
Kilo k 1000 103
Mega M 1000000 106
Giga G 1000000000 109
Con base en estas unidades, definimos la unidad de potencia Watt. Un Watt esla potencia desarrollada en la carga cuyo voltaje es igual a un voltio y cuya
corriente es un Ampere. La potencia se calcula al utilizar las siguientesfórmulas:
IVP
Watt puede definirse también como el flujo de energía que suministra un Joule
de energía en un segundo. La energía puede calcularse por:
tPW
La relación entre voltaje, corriente y resistencia se proporciona por una ley
que se llama la Ley de Ohm:
R IV
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La mayor parte de la energía se transforma en electricidad y a partir de laelectricidad forma energía. Debemos saber cómo realizar las mediciones
eléctricas.
En esta actividad, utilizaremos un multímetro para las mediciones eléctricas.
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Preguntas de preparación
1. VR = 12V; R = 2K ; IR =?
(a)
6A(b) 12mA(c)
6mA
(d) 24mA
2. R = 100 ; IR = 20mA; VR =?
(a) 1V
(b) 2V
(c) 4V
(d)
5V
3. VR = 5V; IR = 20A; R =?
(a)
250K
(b) 25K
(c) 2.5M
(d) 500K
4. Los tres primeros colores de una resistencia son marrón, verde y amarillo.¿Cuál es el valor de la resistencia?
(a) 50K
(b)
150
(c) 1.5K
(d)
150K
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Procedimiento:
Paso 1: Conectar el TPS-3100 a la fuente de Alimentación.
Paso 2: Conectar la fuente de alimentación a la corriente.
Paso 3: Encender la unidad. El DVM debe aparecer en la pantalla.
Paso 4: Inserte la tarjeta BRD-3121 al TPS-3100.
Paso 5: Observe la pantalla y compruebe que el nombre de la tarjeta de
Experimento aparecen y no se detecta ninguna falla. .
El BRD-3121 incluye las salidas de suministro de corriente + 12V,
+ 5V y Vvar.
El Vvar es una salida de voltaje variable de la gama – 12V a + 12Vque puede cambiarse mediante el potenciómetro deslizante Vvar en
el TPS-3100.
Paso 6: Identificar seis resistencias en el panel del sistema y rellene la
siguiente tabla (excepto en la columna valor medido). No. Símbolo
delresistor
Primer
Color
Segundo
Color
Tercer
Color
Cuarto
Color
Primer
Digito
Segundo
Digito
Tercer
Digito
Porcentaje
deTolerancia
Valor
Nominal
Valor
Medido
1. R1
2. R23. R3
4. R4
5. R5
6. R6
Paso 7: Implementar el siguiente circuito. Utilice los cables incorporados para las conexiones.
Conectar TP3 a A+ (Terminal del amperímetro en el TPS-3100).
+
-100 5V
A
TP22TP4
TP3TP21A+ A –
V1
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Conectar A – a TP21.
Use otro cable para conectar TP21 a V1.
Conectar TP22 a TP4 (fuente de 5V).
TP4 esta también conectado a GND por eso no tenemos queconectar GND a V1 por el momento.
Paso 8: Verifique que el TPS-3100 en modo de DVM.
Paso 9: Anote el voltaje y la corriente medidos:
V = ______V
I = ______mA
Paso 10: Calcular la resistencia de R1:
___ ΩI
VR
Paso 11: Anote el valor de R6 en la tabla en el Paso 6 y compare este valor
con el valor nominal.
Paso 12: Repita pasos 7-11 con las otras resistencias (R5-R1).
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12
Preguntas de resumen:
1. El valor de R2 es:
(a)
10K (b) 91K
(c)
5.1K
(d) 1K
2. El valor de R3 es:
(a) 10K
(b)
91K
(c)
5.1K (d)
1K
3. El valor de R4 es:
(a) 10K
(b)
91K
(c) 5.1K
(d)
1K
4.
El valor de R5 es:
(a)
10K
(b) 91K
(c)
5.1K
(d) 1K
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13
Experimento 1.2 – Fuentes de Voltage
Objetivos:
Introducción a las fuentes de poder.
Medición de la resistencia interna de una fuente de poder de laboratorio.
Equipo requerido:
TPS-3100
BRD-3121
Cable banana
Discusión:
El instrumento más importante en el laboratorio eléctrico y electrónico es la
fuente de poder. Su nombre no significa que produce electricidad - convierte
CA (corriente alterna) desde el tomacorriente en el cuarto a voltaje CC
(corriente continua) en sus salidas.
Cada fuente de poder eléctrica puede representarse ya sea como fuente devoltaje o como una fuente de corriente. La fuente de voltaje produce un voltaje
más o menos constante en sus salidas, y la fuente de corriente impulsacorriente más o menos constante a través de su carga. Como aprenderemosmás adelante, la diferencia de estas definiciones es sólo simbólica.
Una fuente de voltaje ideal produce el mismo voltaje independientemente de
su carga. Si cortocircuitarás una fuente de voltaje ideal, la corriente seríainfinita:
0
V
R
VI
Nada en la naturaleza es infinito, por tanto, la fuente de voltaje ideal no existe.
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14
Una fuente de voltaje práctica puede representarse como una fuente de voltajeideal con una resistencia interna:
Figura 1-5
A una fuente de voltaje óptima se refiere con frecuencia como a voltaje de
circuito abierto.
Ahora puedes ver que la corriente máxima no es infinita - es el voltaje de
circuito abierto dividido por la resistencia interna. La resistencia interna esgeneralmente muy pequeña por lo que la corriente del cortocircuito es
generalmente grande. Las fuentes de poder modernas cuentan con sistemasespeciales que previenen el daño a las fuentes de poder y el circuito conectado
a ella al limitar la corriente.
+
-
r
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Preguntas de preparación
1. ¿Cuál será la tensión medida en el siguiente circuito cuando EMF = 5V
y r = 2?
(a) 10V
(b)
5V(c) 1V(d)
4V
2.
¿Cuál será la tensión medida en el siguiente circuito cuando EMF = 5V,
r = 2 y I = 2A?
(a) 10V(b)
5V
(c) 1V(d)
4V
r
E
I
V
r
E
I
LoadV
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3. ¿Cuál será la corriente medida en el siguiente circuito cuando EMF = 5V
and r = 2?
(a) 5A(b)
2A
(c) 2.5A
(d)
1A
r
E
I
A
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Procedimiento:
Paso 1: Conectar el TPS-3100 a la fuente de Alimentación.
Paso 2: Conectar la fuente de alimentación a la corriente.
Paso 3: Encender la unidad. El DVM debe aparecer en la pantalla.
Paso 4: Inserte la tarjeta BRD-3121 al TPS-3100.
Paso 5: Observe la pantalla y compruebe que el nombre de la tarjeta de
Experimento aparecen y no se detecta ninguna falla. .
El BRD-3121 incluye las salidas de suministro de corriente + 12V,
+ 5V y Vvar.
El Vvar es una salida de voltaje variable de la gama – 12V a + 12Vque puede cambiarse mediante el potenciómetro deslizante Vvar en
el TPS-3100.
Paso 6: El BRD-3121 incluye el modulo B3 que simula 5V de voltaje fuentecon resistencia interna r.
Mida la salida de voltaje de 5V conectando las salidas V1 y GNG.
Vopen = _____V
El Multímetro en el modo de medición de tensión tiene una
resistencia muy grande – casi no fluye corriente.
Esto significa que cuando sólo el voltímetro está conectado a lafuente de alimentación, lo podemos ver como un estado de circuito
abierto. Así, el voltaje de circuito abierto ahora es 5V.
Paso 7: Desconectar las salidas de B3 de V1 y GND y conectarlas a A+ y
A – .Esto medirá la Ishort-circuit.
mA ____ I circuitshort
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La Resistencia interna:
K ____ I
Vr
circuitshort
circuitopen
¿Qué hemos medido? Cada fuente de tensión tiene una resistenciainterna, que no podemos ver, pero se puede sentir sus resultados.
Cuando una fuente de voltaje no es conectada a un consumidoreléctrico, corriente no fluyen a través de la resistencia interna y
tensión eléctrica no se está desarrollando sobre ella (conforme a laley de Ohm).
Por lo tanto la tensión de salida es igual a la tensión interna de lafuente.
Cuando un consumidor eléctrico está conectado a una fuente de
voltaje, fluye corriente en el circuito. Esta corriente también fluye através de la resistencia interna y provoca que una tensión eléctrica
caiga sobre ella. La tensión entre sondas de la fuente (la tensión quellegará a los consumidores) será igual a la tensión interna (EMF)
menos la caída de tensión en la resistencia interna.
Cuanto mayor la resistencia interna es, la tensión que llega alconsumidor es menor. Deseamos que la resistencia interna sea tan
pequeña como sea posible.
Cuando conectamos un medidor de corriente sin un consumidoreléctrico entre sondas del generador eléctrico de viento, nos provoca
toda la caída de tensión en la resistencia interna. Lo que nos permitemedir la resistencia interna:
circuitshort
circuitopen
I
Vr
E Vopen-circuit
Vopen-circuit = EMF
r
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Paso 8: Implementa el siguiente circuito usando los componentes de B3:
Anota la corriente medida:
I = ___ mA
Paso 10: Calcular la resistencia total del circuito usando la siguiente formula:
____ I
V5
I
VR Total
Paso 11: Calcular la resistencia interna usando la siguiente formula:
____ 7R R r Total
Paso 12: Compare los dos resultados de la resistencia interna.
Paso 13: Si nosotros podríamos elegir la resistencia interna de la fuente dealimentación, cual elegiríamos – la más grande o la más pequeña.
+
-5V
A
R7
1K
r
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Preguntas de resumen:
1. Cual es el voltaje medido en el circuito abierto?
(a)
4V(b)
4.5V
(c) 5V(d) 5.5V
2. Como usted calcula la resistencia interna de celdas solares?
(a) circuitshortcircuitopen IV
(b) circuitshort
circuitopen
I
V
(c) circuitopen
circuitshort
V
I
(d)
circuitshort
circuitopen
V
I
3. Cual es el valor de la resistencia interna de r?
(a) 100
(b)
200
(c)
1K
(d)
2K
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Experimento 1.3 – Resistores en Serie y
Primera Ley de Kirchoff
Objetivos:
Divisor de voltaje.
Primera Ley de Kirchoff.
Equipo requerido:
TPS-3100
BRD-3121
Cable banana
Discusión:
3.1 La ley de Kirchoff’s – la ley del Voltaje
Los cambios de tensión alrededor de cualquier lazo cerrado deben sumar a
cero.
No importa qué camino toman a través de un circuito eléctrico, si vuelve a su punto de partida que debe medir la misma tensión, restringir el cambio neto
alrededor del bucle sea cero.
Voltaje es la energía potencial eléctrica por unidad carga, la ley de voltaje puede verse a ser una consecuencia de la conservación de la energía.
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3.2 Divisor de voltaje
Cuando conectamos resistores en serie, obtenemos un divisor de voltaje.
Esto es muy común en los circuitos electrónicos.
Figura 1-6
La corriente a través de R 1 es igual a la corriente a través de R 2.
IR1 = IR2 = I
El voltaje de fuente V se divide entre VR1 y VR2.
)R R (IR IR IV
VVV
2121
2R 1R
Los resistores en el divisor de voltaje se conectan en serie.Su resistencia total es igual a:
2R 1R
2R V2R I2V
2R 1R
1R V1R I1V
R
V
2R 1R
VI
2R 1R I
VR
t
t
+
-V
R 1
R 2
I
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De la misma forma, podemos encontrar las reglas para n resistores en serie.
Figura 1-7
n21
11
n21t
n21
R R R
R VV
R R R R
R R R VI
n21
nn
n21
22
R R R
R VV
R R R
R VV
+
-V
R 1
R 2
I
Rn
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Preguntas de preparación
1. Cual es la corriente en el siguiente circuito?
(a) 10.9mA(b)
109mA
(c)
1.09mA(d)
12mA
2.
En el circuito de la pregunta 1, cual será el voltaje en R1?
(a)
1.09V
(b) 10.9V(c)
1.1V
(d) 12V
3.
En el circuito de la pregunta 1, cual será el voltaje en R 2?
(a)
1.09V
(b) 10.9V(c)
1.1V
(d) 12V
12V
R1
1K
R2
100
I
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Procedimiento:
Paso 1: Conectar el TPS-3100 a la fuente de Alimentación.
Paso 2: Conectar la fuente de alimentación a la corriente.
Paso 3: Encender la unidad. El DVM debe aparecer en la pantalla.
Paso 4: Inserte la tarjeta BRD-3121 al TPS-3100.
Paso 5: Observe la pantalla y compruebe que el nombre de la tarjeta de
Experimento aparecen y no se detecta ninguna falla. .
El BRD-3121 incluye las salidas de suministro de corriente + 12V,
+ 5V y Vvar.
El Vvar es una salida de voltaje variable de la gama – 12V a + 12Vque puede cambiarse mediante el potenciómetro deslizante Vvar en
el TPS-3100.
Paso 6: Use los componentes B1 y B4 para implementar el siguientecircuito.
Paso 7: Anote el voltaje de VR9 medido:
VR9 = V2 = ____V
Paso 8: Calcule el voltaje en el resistor R 8:
VR8 = V1 – V2 = ____V
+
-12V
1K
100
R8
R9
AA+ A –
V1
V2
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Paso 9: Anote el voltaje de la fuente:
V = V1 = ____V
Paso 10: Anote la corriente medida:
I = ____mA
Paso 11: Verifique la relacion:
656
6R
5
5R
R R
V
R
V
R
V
Esta formula calcula la corriente del circuito.
Paso 12: Compare la corriente calculada con la medida.
Paso 13: Calcule la resistencia total del circuito:
____ I
1VR Total
Es igual a 1.1K ?
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Preguntas de resumen:
1. Cual es la corriente del siguiente circuito?
(a)
10.9mA
(b) 109mA
(c)
1.09mA(d) 12mA
2.
En el circuito de la pregunta 1 cual será el voltaje en R8?
(a)
1.09V
(b) 12V(c)
1.1V
(d) 10.9V
3.
En el circuito de la pregunta 1 cual será el voltaje en R9?
(a) 1.1V(b)
10.9V
(c) 1.09V(d)
12V
12V
R8
1K
R9
100
I
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Experimento 1.4 – Resistores en Paralelo y
Segunda Ley de Kirchoff
Objetivos:
Divisor de corriente.
Segunda Ley de Kirchoff.
Redes mixtas.
Equipo requerido:
TPS-3100
BRD-3121 Cable banana
Discusión:
4.1 Segunda Ley de Kirchoff’s – la ley de las
corrientes
La corriente eléctrica en amperios que entra en cualquier cruce en un circuito
eléctrico es igual a la corriente que sale.Esto puede verse a ser sólo una declaración de conservación de carga.Ya que no se perderá ninguna carga durante el proceso de flujo alrededor del
circuito, la corriente total en cualquier sección del circuito es la misma.Junto con la ley de voltaje, esta ley es una poderosa herramienta para el
análisis de circuitos eléctricos.
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4.2 Divisor de Corriente
Cuando conectamos resistores en paralelo, obtenemos un divisor de
corriente. Esto es muy común en los circuitos electrónicos.
Figura 1-8
El voltaje en R 1 es igual al voltaje en R 2.
VR1 = VR2 = V
La corriente I de la fuente se divide en I1 e I2.
I = I1 + I2
+
-V R 1 R 2
I
I1 I2
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Los resistores en el divisor de corriente están conectados en paralelo. Suresistencia total es igual a:
21
21
t
21t
21
1
212
21
2
2
21
2
211
21
1
1
21
21
21
21
21
2
2
1
1
R R
R R R
R
1
R
1
V
I
R
1
R R
R I
)R R (R
R R I
R
VI
R R
R I
)R R (R
R R I
R
VI
R R
R R IV
R R
R R V
R
1
R
1VI
R
VI
R
VI
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De la misma forma podemos encontrar las reglas para n resistores en paralelo.
Figura 1-9
n21t
n1
R 1
R 1
R 1
R 1
R
1
2R
1
R
1VI
1
1R
VI
n
n
2
2R
VI
R
VI
+
-V
R 1
I
I1
R 2
I2 In
Rn
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Procedimiento:
Paso 1: Conectar el TPS-3100 a la fuente de Alimentación.
Paso 2: Conectar la fuente de alimentación a la corriente.
Paso 3: Encender la unidad. El DVM debe aparecer en la pantalla.
Paso 4: Inserte la tarjeta BRD-3121 al TPS-3100.
Paso 5: Observe la pantalla y compruebe que el nombre de la tarjeta de
Experimento aparecen y no se detecta ninguna falla. .
El BRD-3121 incluye las salidas de suministro de corriente + 12V,
+ 5V y Vvar.
El Vvar es una salida de voltaje variable de la gama – 12V a + 12Vque puede cambiarse mediante el potenciómetro deslizante Vvar en
el TPS-3100.
Paso 6: Use los componentes B1 y B6 para implementar el siguientecircuito.
Paso 7: Ajuste el voltaje variable a +3V.
Paso 8: Anote el voltaje medido:
V1 = ____V
Paso 9: Calcule IR10:
mA _____ K 1
VI 110R
+
-Vvar 3V
A
R 10 R111001K
V1
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Paso 10: Calcule IR11:
mA _____ 100
VI 111R
Paso 11: Mida la corriente total:
IT = ____mA
Paso 12: Verifica si:
IT = IR10 + IR11
Paso 13: La Segunda Ley de Kirchoff expresa que la suma de las corrientes
que llegan a un nudo de un circuito eléctrico y las que salen deél, es nula. Si una corriente sale de un nudo se incluye en la suma
con el signo negativo.
En el caso de las salidas, tomaremos el nudo en donde R 10 y R 11
están conectados al signo más de la fuente de poder. La corriente dela fuente de poder llega a este nudo, por tanto, I T debe tomarse con
el signo positivo. Las corrientes del resistor están saliendo del nudo, por ende, deben ser tomadas con los signos negativos.
Verifica si:
IT – IR10 – IR11 = 0
+
-3V
A
R10 R111K 5.1K
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Paso 14: Ahora ya tenemos un aparato para calcular cualquier red deresistores sea serial o paralela.
Calcula la resistencia del circuito B7.
Cuando encuentro redes de resistencia mixta complicadas es fácilcalcular la resistencia total en pasos: en primer lugar encontrar parte
de la red que se puede reconocer como una simple conexión – ya seaen serie o en paralela.
Sustituir esa parte como una resistencia con valor igual a laresistencia total de esa parte. Usted obtendrá un nuevo circuito, que
es exactamente igual a la anterior, pero tiene menos componentes y por lo tanto, es más sencillo. Encontrar otra parte esa conexión es
familiar y proceder de esta forma.
En nuestro caso, es obvio que los resistores R14 y R15 se conectanen paralelo. La resistencia resultante está conectada en serie con
R13.
La resistencia total de la red es::
R T = ____
R13
R15R14
100
1K 5.1K
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Paso 15: Conecta el circuito B7 a +5V y mide la corriente y voltaje total.
V = _____V
I = _____mA
Paso 16: Calcula la resistencia del circuito:
I
VR
Paso 17: Compara la resistencia medida con la calculada.
A
R14
1K
R15
5.1K
V1100
R13
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Preguntas de resumen:
1. Cual es la corriente del siguiente circuito?
(a) 33mA(b)
3.3mA
(c)
330mA(d)
30mA
2.
En el circuito de la pregunta 1 cual seria la corriente que fluye en R10?
(a)
3mA
(b) 30mA(c)
0.6mA
(d) 6mA
3.
En el circuito de la pregunta 1 cual seria la corriente que fluye en R11?
(a) 3mA
(b) 30mA(c) 0.6mA
(d)
6mA
9VR10
1KR11
100
I
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Experimento 1.5 – Resistores Variables
Objetivos:
Introducción a los resistores variables. Resistencia dependiente de la temperatura.
Resistencia dependiente de la luz.
Equipo requerido:
TPS-3100
BRD-3121 Cable banana
Discusión:
5.1 Potenciómetro y reóstato
Algunas veces, necesitamos un resistor cuyo valor no está disponible entre los
componentes estándar. En este caso, utilizamos un resistor variable, opotenciómetro. Por lo general, el potenciómetro consta de tres conductores y
una perilla para ajustar su resistencia. La siguiente figura muestra la conexión
interna del potenciómetro:
Figura 1-10
El conductor central se llama común, porque su resistencia se midegeneralmente entre ese conductor y uno de los otros conductores. Es evidente
que la resistencia entre los conductores exteriores es constante e independienteen la posición del conductor común. Por otro lado, la resistencia entre elconductor común y uno de los conductores exteriores puede ajustarse al girar
la perilla (o mover el manubrio en algunos potenciómetros):
R Common
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Figura 1-11
Es fácil ver que los dos resistores medidos entre el conductor común y los dos
conductores exteriores se complementan. Esto significa que su suma siempreda R. Cuando los conductores exteriores se conectan a una fuente de voltaje,
el voltaje en el conductor común es proporcional a la posición de su contactodentro del potenciómetro, utilizando así un divisor de voltaje variable.
Un resistor variable puede obtenerse al utilizar un potenciómetro con uno delos conductores exteriores desconectado. El valor del potenciómetro no debeser inferior a la resistencia máxima requerida.
Algunos potenciómetros sirven para transferir energía variable a la carga. Porlo general, presentan baja resistencia y se llaman reóstatos. El BRD-3121
cuenta con dos resistores variables, uno es un reóstato y el otro es un potenciómetro común.
Los potenciómetros tienen normalmente una resistencia más grande y son
hechos de cobre; los reóstatos tienen poca resistencia y son hechos de acero.
El siguiente circuito proporciona un ejemplo para el uso de un resistor variableen la aplicación de voltaje variable a la carga:
Figura 1-12
R
R
0
R
0
R
R
½ R
½ R
+
-
LoadR
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40
5.2 Termistores
El termistor es un resistor, que cambia su resistencia según la temperatura.
Cada materia en la naturaleza tiene electrones, que se mueven alrededor del
núcleo del átomo. En un material conductor, algunos de los electrones son loselectrones libres, que pueden moverse de átomo a átomo y cambiar lugarescon otros electrones libres. Más electrones libres en el material lo harán más
conductor y menos resistente eléctricamente.
La calefacción de un resistor es prácticamente la transferencia de energía alconductor. El electrón es el elemento, que recibe esta energía y amplifica su
velocidad.
En algunos resistores, más electrones son liberados de los átomos cuando
éstos se calientan y su resistencia disminuye. Estos resistores se llamanresistores de Coeficiente Negativo de Temperatura o NTC.
Hay algunos resistores en los que la temperatura influye en ellos en formainversa. Cuando se calientan, los electrones constantes (no los libres) vibran
más. Estas vibraciones influyen y perturban el movimiento libre de loselectrones y de esta manera la conducción cae y la resistencia aumenta. Este
tipo de resistores se llama PTC (Coeficiente Positivo de Temperatura).
Ambos nombres provienen de una fórmula que describe el valor del resistorque depende de la temperatura:
R = R o + C(T – To)
En esta fórmula, R es la resistencia a una temperatura determinada T, R 0 es laresistencia a una temperatura específica T0, generalmente temperatura
ambiente: +20°C. C es el coeficiente de temperatura y es positivo en PTC ynegativo en NTC.
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Para conseguir un interruptor, que se está alternando según la temperatura,conectamos el termistor en serie a otro resistor en uno de los métodos
siguientes:
Figura 1-13
El resistor R se adapta al valor del termistor, dependiendo del voltaje que
deseamos conseguir en la temperatura ambiente.
Cuando la temperatura está aumentando, los voltajes VA y VD aumentarántambién y cuando la temperatura está disminuyendo, los voltajes VB y VC
también disminuirá.
Compruebe esto.
En vez de usar el resistor constante R, podemos utilizar un potenciómetro paradeterminar el voltaje deseado en la temperatura ambiente.
5.3 Resistor Dependiente de la Luz – LDR
La luz que incide sobre un resistor puede también transferir energía al resistor.Algunos resistores son muy sensibles a la luz y aumentan su conducción (más
electrones libres). Un componente basado en esta clase de resistor se llama
LDR (Resistor Dependiente de la Luz).
R
NTC
AV
R
NTC
BV
R
PTC
CV
R
PTC
DV
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Para conseguir un voltaje dependiente de luz, conectamos el LDR con otroresistor en uno de los métodos siguientes:
Figura 1-14
El resistor R se adapta al valor de LDR, dependiendo del voltaje que deseamos
conseguir en un cierto estado de luz (obscuridad, luz completa o luz regular).
En vez de usar el resistor constante R, podemos utilizar un potenciómetro paradeterminar el voltaje deseado en la luz del cuarto.
Cuando la luz en el LDR está aumentando, el VA de los voltajes aumentarátambién y cuando la luz en el LDR está disminuyendo, los voltajes VB
también disminuirán.
R
LDR
AV
R
NTC
BV
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Preguntas de preparación
1. En el siguiente circuito, el regulador está en la posición central.
Cual es el valor de Vo?
(a)
6V
(b)
10V(c)
5V
(d) 4V
2. En el siguiente circuito, el regulador está en la posición central.
Cual es el valor de Vo?
(a)
5.9V
(b) 10V
(c) 5V(d)
4.1V
Vo R1
10K 10V
Vo R110K 10V
12K
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3. En el siguiente circuito, que pasa con el valor de Vo cuando latemperatura sube?
(a) No hay cambio(b)
baja
(c) sube
(d)
Sube y después baja
4.
En el siguiente circuito, que pasa con el valor de Vo cuando la
temperatura sube?
(a) No hay cambio
(b) baja(c)
sube
(d) Sube y después baja
Vo
R
V
NTC
Vo
R
V
PTC
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Procedimiento:
Paso 1: Conectar el TPS-3100 a la fuente de Alimentación.
Paso 2: Conectar la fuente de alimentación a la corriente.
Paso 3: Encender la unidad. El DVM debe aparecer en la pantalla.
Paso 4: Inserte la tarjeta BRD-3121 al TPS-3100.
Paso 5: Observe la pantalla y compruebe que el nombre de la tarjeta de
Experimento aparecen y no se detecta ninguna falla. .
El BRD-3121 incluye las salidas de suministro de corriente + 12V,
+ 5V y Vvar.
El Vvar es una salida de voltaje variable de la gama – 12V a + 12Vque puede cambiarse mediante el potenciómetro deslizante Vvar en
el TPS-3100.
Paso 6: Use los componentes B1 y B5 para implementar el siguientecircuito.
Paso 7: Ajuste Vvar a voltaje de salida de 10V (medido por V1).
Paso 8: Rote la perrilla del potenciómetro y observe los voltajes en V1.Verifique que puede obtener todos los voltajes en el rango de 0 a 10
voltios (medido por V2).
Paso 9: Rote la perrilla del potenciómetro en sentido anti reloj (CCW) almáximo.
El voltaje medido debe ser 0V.
P
10K
Vvar10V
V1
V2
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Paso 10: Rote la perrilla del potenciómetro en sentido reloj (CW) al maximo.
El voltaje medido debe ser 10V.
Paso 11: Divida la rotación del potenciómetro en 5 rangos, varié la posición
del potenciómetro entre estos rangos y anote el voltaje medido:
Posición del
Potenciómetro
Posición
Max.
CCW
Entre Max.
CCW y
Centro
Posición
Centro
Entre
Centro
y Max. CW
Posición
Max. CW
V2
V2/V1
Paso 12: Verifique que los cambios en los voltajes medidos son lineares con
los rangos de las mediciones.
Paso 13: Conecte una resistencia de 12K al potenciómetro de acuerdo al
siguiente circuito:
Paso 14: Divida la rotación del potenciómetro en 5 rangos, varié la posicióndel potenciómetro entre estos rangos y anote el voltaje medido:
Posición del
Potenciómetro
Posición
Max.
CCW
Entre Max.
CCW y
Centro
Posición
Centro
Entre
Centro
y Max. CW
Posición
Max. CW
V2
V2/V1
Paso 15: Verifique que los cambios en los voltajes medidos son lineares con
los rangos de las mediciones.
R12
12K
Vvar
10V
V1
V2 Load
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Paso 16: Implemente el siguiente circuito usando los componentes B8.
Paso 17: Cambie Vvar hasta que V1 es igual a 10V.
Paso 18: Mida el voltaje V2 el voltaje sobre el NTCNTC.
Paso 19: Calcule la resistencia del NTC de acuerdo a la siguiente formula:
2V1V
R 2VR 16NTC
Explique como se llego a esta formula.
Paso 20: Suponiendo que el NTC no ha sido tocado, su temperatura es igual a
la temperatura de ambiente, aproximadamente 20 C.
Si tienes un termómetro en la habitación, puedes determinar más
precisamente la temperatura.Anota:
R o = _____
To = _____ C
Paso 21: Toque el resistor NTC y observa que el voltaje baja. Espere hasta
que los números dejan de cambiar.Esto significa que la resistencia se ha calentado a la temperatura de
tu cuerpo.
Calcule y anote las lecturas
R = _____
T = 34 C
R16
100K Vvar
10V
V1
V2
NTC
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Paso 22: Ahora puedes calcular el coeficiente de temperatura del resistor:
o
o
TT
R R C
C = ____ K /C
El resultado va a ser negativo ya que R es mas grande que R o.
Paso 23: Repita los pasos 16-22 con un resistor PTC:
R o = ___
To = ___ C
R = ___
T = 34 C
C = ___ /C
Paso 24: Usa el mismo método para calcular la resistencia del LDR.
R light = ___
Paso 25: Cierra la ventana del LDR's con tu dedo.
Mida y calcula la resistencia una vez más:
R dark = ___
Paso 26: Pon tu dedo a cierta altura del LDR.
La resistencia debe ser entre los valores obtenidos en los pasos
anteriores.
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Preguntas de resumen:
En el siguiente circuito la perrilla esta en el centro cual es el valor de Vo?
(a)
6V
(b) 10V
(c)
5V(d) 4V
En el siguiente circuito la perrilla esta en el centro cual es el valor de Vo?
(e)
5.9V
(f) 10V(g)
5V
(h) 4.1V
Vo R1
10K 10V
Vo R1
10K 10V
12K
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2. Que pasa con el valor de Vo cuando la temperatura baja?
(a)
No hay cambio
(b) baja(c)
sube
(d) Sube y después baja
3.
Que pasa con el valor de Vo cuando la temperatura baja?
(a) No hay cambio(b)
baja
(c) sube
(d) Sube y después baja
Vo
R
V
NTC
Vo
R
V
PTC
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Experimento 6 – Solución de Problemas
Objetivos:
Solucionar problemas en circuitos eléctricos.
Equipo requerido:
TPS-3100
BRD-3121
Banana wires
Discusión:
El TPS-3100 incluye 10 relés para inserción de fallas o para activarcomponentes externos.
La pantalla de fallas es seleccionada por medio de la tecla Options/Graph.
FAULTS
Please choose
Fault No.: 0 – 9Activated fault
Number: 0
Num Lock
Tipiando un número de falla y presionando ENTER activa el relé de la falla
seleccionada.
Fault No. 0 significa no falla.
El relé que active la falla seleccionada se registra en el controlador de la
tarjeta de experimentación.
Cuando el número de falla es ingresado, el sistema accede el procesador de latarjeta de experimentación para recibir el numero del relé, y activa la falla
seleccionada.
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El controlador de la tarjeta de experimentación guarda la ultima fallaregistrada en su memoria, esta memora es no volátil.
De esta forma el sistema no nos permite insertar una falla si no hay una tarjetade experimentación insertada en la base.
Cuando una tarjeta de experimentación tiene una falla (fuera de o) grabada ensu memoria es insertada en una base, un mensaje aparece en la pantalla de la
base.
Esta opción permite al instructor dar tarjetas de experimentación a los
alumnos con diferentes fallas insertadas.
Nota:
Se recomienda (a menos que se lo requiera), resetear el numero de falla de
falla a cero antes de desenchufarla.
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Procedimiento:
Paso 1: Conectar el TPS-3100 a la fuente de Alimentación.
Paso 2: Conectar la fuente de alimentación a la corriente.
Paso 3: Encender la unidad. El DVM debe aparecer en la pantalla.
Paso 4: Inserte la tarjeta BRD-3121 al TPS-3100.
Falla No. 1:
Paso 5: Use los componentes B1 y B4 para implementar el siguiente
circuito.
Paso 6: Entre falla no. 1.
Cual es la falla?
(a)
R8 esta desconectado.
(b) R9 esta en cortocircuito a GND.(c)
R9 esta desconectado.
(d) No hay voltaje de la fuente.
+
-12V
1K
100
R8
R9
AA+ A –
V1
V2
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Falla No. 2:
Paso 7: Use los componentes B1 y B6 para implementar el siguientecircuito.
Paso 8: Entre falla no. 2.
Cual es la falla?(a)
R10 esta desconectado.
(b) R11 esta en cortocircuito a GND.(c)
R11 esta desconectado.
(d) No hay voltaje de la fuente.
Falla No. 3:
Paso 9: Conectar el circuito B7 a +5V y mida la corriente y voltaje total.
Paso 10: Entre falla no. 3.
Cual es la falla?
(a) R13 esta desconectado.(b)
R14 esta desconectado.
(c) R15 esta desconectado.(d)
No hay voltaje de la fuente.
A
R14
1KR15
5.1K
V1100
R13
5V
+
-Vvar 3V
A
R 10 R111001K
V1
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Falla No. 4:
Paso 11: Conectar el circuito B7 a +5V y mida la corriente y voltaje total.
Paso 12: Entre falla no. 4.
Cual es la falla?
(a) R13 esta desconectado.(b)
R14 esta desconectado.
(c) R15 esta desconectado.
(d)
No hay voltaje de la fuente.
Falla No. 5:
Paso 13: Implemente el siguiente circuito usando componentes B8.
Paso 14: Entre falla no. 5.
Cual es la falla?(a) R16 esta desconectado.
(b) PTC esta en cortocircuito a GND.(c) PTC esta desconectado.(d)
No hay voltaje de la fuente.
R16
100K Vvar
10V
V1
V2
PTC
A
R14
1KR15
5.1K
V1100R13
5V
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Falla No. 6:
Paso 15: Implemente el siguiente circuito usando componentes B8.
Paso 16: Entre falla no. 6.
Cual es la falla?(a)
R16 esta desconectado.
(b) PTC esta en cortocircuito a GND.(c)
PTC esta desconectado.
(d) No hay voltaje de la fuente.
Falla No. 7:
Paso 17: Use los componentes B1 y B5 para implementar el siguiente
circuito.
Paso 18: Entre falla no. 7.
Cual es la falla?
(a) La perilla esta desconectado.(b) El centro esta en cortocircuito a GND.(c)
El terminal bajo del potenciómetro esta desconectado.
(d) No hay voltaje de la fuente.
R16100K
Vvar
10V
V1
V2
PTC
+
-P
10K Vvar
V1
V2
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Falla No. 8:
Paso 19: Use los componentes B1 y B5 para implementar el siguientecircuito.
Paso 20: Entre falla no. 8.
Cual es la falla?(a)
La perilla esta desconectado.
(b) El centro esta en cortocircuito a GND.(c)
El terminal bajo del potenciómetro esta desconectado.
(d) No hay voltaje de la fuente.
+
-P
10K Vvar
V1
V2