Francisco De Avila

ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA

100414_95. FISICA ELECTRONICA

Actividad 3. Trabajo Colaborativo 1 Taller de Simulación Informe Final.

Lesther José Muñoz Lavalle

C.C 72357435

Francisco Javier De Avila Domínguez

C.C 72 344 499

Miller Fornaris

C.C

Freddy Reinaldo Téllez Acuña

Tutor

Universidad Nacional Abierta y a Distancia – UNAD

septiembre 17 de 2014.

OBJETIVOS GENERALES

El objetivo general de la siguiente actividad es aplicar y afianzar los conceptos referentes a las teorías de circuitos eléctricos simples con montajes en serie y paralelo expuestos en la primera unidad del módulo de esta asignatura, esto se logrará mediante el uso de las fórmulas matemáticas requeridas en cada caso para obtener el valor de las incógnitas que se presenten en los circuitos postulados, posteriormente se confrontarán los resultados con los valores obtenidos tras implementar la herramienta base de la actividad o simulador de circuitos eléctricos.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

• Aplicar los conceptos y temática de la primera unidad del módulo de física electrónica de la Unad para hallar matemáticamente los valores de corriente, potencial eléctrico y voltaje en los circuitos propuestos

• Afianzar los conceptos al comprobar resultados confrontados con el uso de la herramienta o simulador virtual de circuitos eléctricos.

• Ampliar los conocimientos y manejo de la herramienta virtual y simulador de circuitos eléctricos.

• Identificar los valores y comportamientos de la corriente, voltaje y potencial eléctrico a través de cada elemento del circuito eléctrico.

Trabajo Sobre las Resistencias Eléctricas

a) En el siguiente circuito determine matemáticamente el valor de la resistencia eléctrica “R”, la cual permite la circulación de una corriente eléctrica de 2Ma (m es mili = 10-3) en dicho circuito en serie.

b) Elija de la tabla anterior una resistencia comercial que pueda ser reemplazada por “R” de tal forma que la corriente del circuito sea igual o menor pero muy aproximada a los 2Ma.

c) Realice las simulaciones con los resultados de “R” encontrados en los 2 ítems anteriores y verifique los valores de la corriente eléctrica del circuito. (debe adjuntar las imágenes obtenidas al informe final )

a) Por la ley de Ohm V=I*R, por ser unas resistencias en serie tenemos que:

V= I*(R+R1), es decir

12V =2Ma*(4,7KΩ +R) entonces, despejamos y hallamos el valor de R

R=(12V/0.002ª)-4.7 KΩ

R= 1,3 KΩ

b) Es por esto que de la tabla escogemos la resistencia siguiente: 1K2Ω

c) Resultado de simulación:

Aplicación de las Leyes de los Circuitos Eléctricos.

Encuentre matemáticamente el voltaje, la corriente y la potencia eléctrica en cada uno de los elementos de los siguientes circuitos eléctricos. Posteriormente verifique los valores obtenidos de voltaje y corriente con el simulador.

a) Circuito serie

A continuación hallaremos los valores de voltaje, corriente y potencia eléctrica en cada elemento del circuito eléctrico:

El valor de la corriente eléctrica desde la fuente y luego de pasar por cada resistencia, el cual es constante a través del circuito se determina de la siguiente manera:

Vtotal= Rtotal * I, entonces

I = Vtotal/ Rtotal

Rtotal= R1 +R2, donde R1 = 15 kΩ y R2= 5 kΩ, entonces Rtotal= 20 kΩ

Vtotal= 20V

I = 20V / 20 kΩ= 1Ma

I = 1Ma

Ahora hallaremos el valor de la tensión o voltaje a través de los elementos del circuito, es decir las resistencias R1 Yr2,

Vn= Rn * I

VR1= R1 * I = 15 kΩ * 1Ma, entonces VR1= 15 V

VR2= R2 * I = 5 kΩ * 1Ma, entonces VR2= 5 V

Luego hallaremos el valor del potencial eléctrico a través de los elementos del circuito y el potencial total:

P= Vtotal * I = 20V * 1Ma, P= 20 W

PR1= VR1 * I = 15V * 1Ma, PR1= 15 W

PR2= VR2 * I = 5V * 1Ma, PR2= 5 W

A continuación se usará el simulador para comprobar el voltaje en R1

A continuación se usará el simulador para comprobar el voltaje en R2

A continuación usaremos el simulador para comprobar el valor de la corriente en el circuito en serie:

b) Circuito Paralelo

A continuación nos disponemos a encontrar los valores de la corriente, voltajes y potencial a través de cada uno de los elementos del circuito eléctrico:

Primero sabemos que por tratarse de un montaje de un circuito simple en paralelo, el voltaje que pasa por los nodos y por las resistencias es el mismo, y por esto nos dispondremos a hallar el valor de las corrientes que pasan a través de las resistencias de la siguiente manera:

Para hallar el valor de las corrientes aplicamos Ley de Ohm

I = V * R, entonces

I1 = V * R1 =20V / 3900Ω = 0,0051282051282051 A, I1=5.1282 Ma

I2 = V * R2 =20V / 1000Ω = 0,02 A, I2=20 Ma

Ahora para hallar el potencial eléctrico total y empleado por cada elemento del circuito podemos usar la siguiente ecuación tras determinar el valor total de la corriente a través del circuito Itotal la cual resulta de sumar las corrientes I1 y I2 así, Itotal = I1 + I2 = 5.1282Ma +20Ma, Itotal = 25.1282Ma:

Ptotal = V * Itotal

Ptotal= 20 V * 25.1282 Ma= 20 V * 0,0251282 A = 0,502564 W, Ptotal= 0,502564 W

De la misma manera hallaremos el potencial eléctrico a través de cada elemento del circuito

P1 = V * I1

P1= 20 V * 5.1282 Ma= 20 V * 0,0051282 A = 0,102564 W, P1= 0,102564W

P2 = V * I2

P2= 20 V * 20 Ma= 20 V * 0,02 A = 0,4 W, P2= 0,4W

A continuación usaremos el simulador para comprobar los valores de la corriente que atraviesa cada elemento de circuito:

Primero comprobaremos la corriente que pasa a través de la resistencia R1

Ahora comprobamos la corriente a través de la resistencia R2

Por ultimo comprobamos el voltaje constante en diferentes puntos

CONCLUSIONES Y ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS

Del desarrollo de la anterior actividad y después de realizar y analizar los ejercicios propuestos, podemos concluir que en los montajes de circuitos simples en serie, el valor de corriente es constante a través de los elementos que lo conforman, además el valor de la resistencia total es la suma de todos los elementos o resistencias instalados en el montaje mientras que en los circuitos con montaje en paralelo, el valor de la tensión o voltaje es constante y el del inverso de la resistencia total es la suma del inverso del valor de las resistencias instaladas en el montaje. De igual manera se pudo corroborar los datos al confrontar el valor hallado con el método matemático y el obtenido tras realizar la experiencia mediante el uso de la herramienta virtual con el simulador de circuitos eléctricos. También logramos afianzar y corroborar como se emplea el aparato de medida en la herramienta, donde vemos que para hallar tensión se emplea el equipo de medida puenteando antes y después del tramo que queremos analizar y para tomar corrientes, se instala en serie dentro del circuito en el tramo que queremos probar.

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