trabajo colaborativo 1

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERÍA CÁLCULO DIFERENCIAL

100414 Física ElectrónicaAct. No 1 – Trabajo Colaborativo

ACT 1: TRABAJO COLABORATIVOFISICA ELECTRONICA

Elaborado Por:

DAIANA JASBLEYDY PINZON AGUDELO

Grupo: 100414_115

Presentado A:

WILMER HERNAN GUTIERREZTutor del Curso

UNIVERSIDAD ABIERTA Y A DISTANCIA UNADJosé Acevedo y Quevedo.

Marzo de 2015



OBJETIVO GENERAL

Llevar a la práctica los conocimientos adquiridos en la unidad uno, identificando y utilizando los diferentes materiales y elementos determinados para la realización de circuitos eléctricos, comprendiente el funcionamiento de los diferentes componentes e instrumentos que se necesitan para poderlos simular y comprobar los resultados obtenidos.

OBJETIVO ESPECIFICOS

Conocer las diferentes unidades de medida de los aparatos eléctricos de medición llevando a cabo cálculos matemáticos con las diferentes ecuaciones para los circuitos en serie y paralelo.

Aprender a manejar el simulador eléctrico demo Electronics Workbench la creación y elaboración de los circuitos eléctricos.

Relacionar las diferentes estructuras de las resistencias y sus variaciones en un circuito como las variaciones de corriente en cada uno de las simulaciones.

Reconocer entre el manejo de corrientes, los voltajes, entre las diferentes partes de un circuito, sus variaciones respecto a su colaboración dentro del simulador.



DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD

FASE 1

Descargar e instalar del software de simulación

FASE 2

Trabajo sobre las resistencias.



a) De acuerdo a las imágenes mostradas y teniendo en cuenta el código de colores, determine el valor de R1 y R2.

R1

1 franja: amarillo (4), primer dígito significativo.2 franja: gris (8), segundo dígito significativo.3 franja: rojo (2), multiplicador (x100) o número de ceros (00)4 franja: dorado, porcentaje de tolerancia de ± 5%Entonces, valor nominal de este resistor es: 4800 ohms ó 4.8 K-ohms

R2

1 franja: rojo (2), primer dígito significativo.2 franja: rojo (2), segundo dígito significativo.3 franja: rojo (2), multiplicador (x100) o número de ceros (00)4 franja: dorado, porcentaje de tolerancia de ± 5%

Entonces, valor nominal de este resistor es: 2200 ohms ó 2.2 K-ohms

b) ¿Cuál es el valor de la fuente de alimentación V1?

Datos:

I=2mA

R1=4.8k Ω

R2=2 .2k Ω

Para poder sacar el valor de la fuente de alimentación corresponidnete V1 debemos calcular lo siguiente:

Rt=4.8k Ω+2.2k Ω



Rt=7k Ω

Después que realizamos estos cálculos, con la fórmula de voltaje que es la siguiente

V 1=I∗R

V 1=2mA∗7kΩ

V 1=14V

c) ¿Son comerciales las dos resistencias? Si no son comerciales cámbielas de tal forma que la corriente no sea mayor pero si muy aproximada a los 2mA que muestra el circuito, teniendo en cuenta que el voltaje V1 conserva el mismo valor.

Los colores de R1 no son comerciales, Por cuestiones prácticas, solo se fabrican ciertos valores normalizados de resistores, de modo que con las combinaciones de estos (resistencias en serie o paralelo) se pueda lograr obtener cualquier valor de resistencia que necesitamos. Los valores comerciales actualmente disponibles en el mercado se muestran en la tabla.



Como ya sabemos la cuarta banda nos indica el valor de tolerancia y como ambas terminan en dorado u oro el nivel de tolerancia seria ±5% y sobre el valor de las resistencias o sea que el valor real oscilaría en este caso para el nuevo y cambiado R1=5,1k ohm ± 0,255 entonces se podría jugar entre los valores 4,845k ohm y 5,355k ohm, lo mismo sucede con R2= 2,2k ohm tolerancia ± 5% =0,11 entonces los valores oscilarían entre 2,09k ohm y 2,31k ohm.

Si queremos que los valores estén por debajo pero muy cerca de 2mA y que el voltaje siga siendo el mismo V=14, entonces los nuevos valores los determine así R1= 5,1k ohm y R2= 2.31k ohm, como podemos darnos cuenta estos nuevos valores están dentro del rango de permisividad.

d) Si fue necesario cambiar una o las dos resistencias dadas para el circuito, indique cual sería el código de colores para la o las resistencias comerciales determinadas en el punto anterior.

De acuerdo a la tabla de colores comerciales la única que merecía el cambio es la R1 :

1 franja: verde (5), primer dígito significativo.2 franja: Marrón (1), segundo dígito significativo.3 franja: rojo (2), multiplicador (x100) o número de ceros (00)4 franja: dorado, porcentaje de tolerancia de ± 5%Entonces, valor nominal de este resistor es: 5100 ohms ó 5.1K-ohms

e) Realice la simulación del circuito mostrando tanto la corriente como la caída de voltaje en cada una de las resistencias, tanto para los valores dados como para los comerciales.

VALORES DADOS



VALORES COMERCIALES

2. Aplicación de las Leyes de los Circuitos Eléctricos.



Se adquirieron en una tienda de componentes electrónicos los siguientes elementos

R1:

Marrón = 1

Negro=0

Naranja =3 (número de ceros)

Dorado = ± 5%

Valor nominal de este resistor es: 10000 ohms ó 10 K-ohms

R2:

Rojo= 2

Rojo=2

Naranja =3 (número de ceros)

Dorado = ± 5%

Valor nominal de este resistor es: 22000 ohms ó 22 K-ohms

R3:

Amarillo= 4

Violeta=7

Rojo =2 (número de ceros)

Dorado = ± 5%

Valor nominal de este resistor es: 4700 ohms ó 4.7 K-ohms

a) Circuito serie

De las resistencias adquiridas ¿cuáles debo elegir, de tal manera que se consuma la menor corriente posible en el siguiente circuito?



Ya observando las 3 resistencias el valor de los ohmios de cada una de las resistencias escogemos la resistencia R1 y R2 teniendo en cuenta que al momento de realizar las ecuaciones para sacar el nivel de corriente estas dos nos indica el menor.

Realice los cálculos de voltaje, corriente y potencia en cada uno de los elementos.

RESISTENCIA:

La resistencia total se encuentra sumando los resistores que están en serie:

R=R1+R2

R=10kΩ+22kΩ

R=32kΩ

CORRIENTE ELECTRICA:

En la corriente serie la corriente eléctrica (I) es la misma en todas las partes del circuito y utilizamos la siguiente ecuación:

I=VR



I= 15V32k Ω

I=0,4687mA

VOLTAJE:

Para poder encontrar el voltaje en cada una de las resistencias, empleamos la ley de Ohm:

V=R∗I

V=32kΩ∗468.8mA

V=15V

V=R1∗I

V=10 kΩ∗468.8mA

V=4,688V

V=R2∗I

V=22k Ω∗468.8mA

V=10.313V

POTENCIA:

Para poder encontrar la corriente correspondiente utilizamos la siguiente formula:

Pfuente=V∗I

Pfuente=15V∗468.8mA

Pfuente=7,032mW (Generados)

PR1=V∗I



PR1=4.688V∗468.8mA

PR1=2.197mW (Consumidos)

PR2=V∗I

PR2=10.313V∗468.8mA

PR2=4.834mW (Consumidos)

Compruebe los cálculos haciendo uso del simulador

VOLTAJE, CORRIENTE Y POTENCIA CON SIMULADOR

Explique la razón por la cual no eligió la resistencia sobrante.

En primera medida se tomó la R1, R2 y R3 para determinar cuál de las 3 tiene menor corriente posible para el circuito serie de esta manera se evidencia que:



R1+R2=468.8 μA

R1+R3 = 1.020 mA



R2+R3=561.8 mA.

De acuerdo a la imagen del simulador evidenciamos que en donde se concentra la menor cantidad de energía es en la Resistencias 1 y 2 correspondientes a 10k Ω y 22k Ω, teniendo en cuenta que a mayor resistencia menor cantidad de corriente.

b) Circuito paralelo

De las resistencias adquiridas ¿cuáles debo elegir, de tal manera que se consuma la mayor corriente posible en el siguiente circuito?.

Ya observando que solo nos quedan las resistencias con el valor de número ohmios de cada una de las resistencias escogemos la resistencia R1 y R3 teniendo en cuenta que al momento de realizar las ecuaciones para sacar el nivel de corriente estas dos nos indica la mayor entre las 3.



Realice los cálculos de voltaje, corriente y potencia en cada uno de los elementos.

Datos:

Voltaje: 12v

R1:10kΩ

R2: 4.7kΩ

CORRIENTE:

Para encontrar la corriente que circula por cada uno de los resistores, empleamos

la fórmula de la ley Ohm: I=VR

I 1=VR1

I 1=12V10 kΩ

I 1=1,2mA



I 2=VR2

I 2=12V4.7kΩ

I 2=2.55mA

I fuente=3.75mA

VOLTAJE:

El voltaje entre par de terminales de un circuito paralelo es solo uno y es igual al voltaje de la fuente de alimentación.

V fuente=12V

V 1=12V

V 2=12V

POTENCIA:

Para encontrar la potencia eléctrica de cada elemento del circuito, podemos emplear cualquiera de las siguientes expresiones.

Pfuente=V∗I f

Pfuente=12V∗3.75mA

Pfuente=45mW (Generados)

P1=V∗I1

P1=12V∗1.2mA

P1=14.4mW (Consumidos)



P2=V∗I 2

P2=12V∗2.55mA

P2=30.6mW (Consumidos)

COMPROBACION DE RESULTADOS SIMULADOR



Explique la razón por la cual no eligió la resistencia sobrante.

De acuerdo a los calculos en el segundo punto pudimos identificar la cantidad de corriente que manejaba la union de las resistencias mediante el simulador, de igual forma indicamos que no elegimos la resintencia sobrante ya que a menor resistencias la corriente es mayor por eso elegimos la R1 de 10kΩ y R2 de 4.7kΩ.



CONCLUSIONES Y ANALISIS DE RESULTADOS

Con el siguiente trabajo se logró un buen manejo del simulador de los circuitos teniendo en cuenta que es importante tener claro que es circuito serie y circuito paralelo, y la composición de simulador de un circuito es esencial para poder determinar la medición de corriente, su voltaje y demás, igualmente logramos comprender que el multímetro es parte esencial para la simulación de cualquier circuito en sus escalas de medición propuestas.



REFERENCIAS

http://www.dcb.unam.mx/users/franciscompr/docs/CC_Resistores.pdf

http://www.dcb.unam.mx/users/franciscompr/docs/CC_Resistores.pdf

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