PRACTICA 1 \" INTRODUCCION AL SOFWARE NECESARIO PARA EL ANALISIS DE CIRCUITOS \" Desarrollo de la practica

PRACTICA 1
"INTRODUCCION AL SOFWARE NECESARIO PARA EL ANALISIS DE CIRCUITOS"
Desarrollo de la practica:

Simulación del circuito 1.1:





Simulación del circuito 1.2:







Simulación del circuito 1.3:



Análisis.
Imprima los tres circuitos donde se muestren los valores del voltaje o de corriente que se han encontrado. Compare los resultados con los problemas 15.1, 15.2 y 15.3 del libro "Circuitos Eléctricos" de Joseph A. Edminister.

Visualizar el voltaje en R5 ( V(3,4)) en el circuito 1.1.

Voltaje obtenido en la simulacion: 73.07 Volts.

Voltaje del libro: 73.07 Volts.




Visualizar la corriente I(R4) en el circuito 1.2.







Corriente en R4 obtenida de la simulacion: 11.23 A.

Corriente en R4 del libro: 11.23 A.




Visualizar las corrientes I(R1), I(R3) e I(R5) en el circuito 1.3.
Corrientes obtenidas en la simulacion:
I (R1) = -1.306 A.
I(R3) = 3.171 A.
I (R5) = 10.45 A.





Corrientes del libro:
I (R1) = -1.306 A.
I(R3) = 3.172 A.
I (R5) = 10.45 A.

Conclusiones:
La realización de circuitos eléctricos mediante software de simulación es una gran forma de aprender a manipular el circuito físico sin errores, ya que una vez realizada la simulación puedes darte cuenta de los errores sin la necesidad de echar a perder los elementos físicos que supondrían un gasto extra. Aparte las simulaciones realizadas tienen muy poco margen de error al realizar mediciones de los diferentes parámetros sean voltajes, corrientes o resistencias de los diferentes arreglos y eso nos da un margen de trabajo en la práctica con el circuito físico.
PRACTICA 2
"CONOCIMIENTO DEL TABLERO DE EXPERIMENTACION DEL LABORATORIO Y MEDIDAS DE SEGURIDAD"

Hoja de resultados:



Análisis.
Si el óhmetro está alimentado con una batería de 9 volts ¿cuál es la corriente que circula por cada una de las personas? Use los resultados de los procedimientos 5 y 6.
I=VR
Para la persona 1:
R=0.65 MΩ
I=VR= 9 V0.65 MΩ=13.84 μA.

Para la persona 2:
R=0.87 MΩ
I=VR= 9 V0.87 MΩ=10.34 μA.

Para la persona 3:
R=0.26 MΩ
I=VR= 9 V0.26 MΩ=34.61 μA.

Para la persona 4:
R=0.15 MΩ
I=VR= 9 V0.15 MΩ=60 μA.

Para la persona 5:
R=0.27 MΩ
I=VR= 9 V0.27 MΩ=33.33 μA.
¿Cómo es el efecto de esta corriente en el cuerpo humano? Con respecto a la tabla de "Efectos de varios niveles de corriente en el cuerpo humano".
No es dañina para la salud debido a que no entra en el umbral de percepción de los seres humanos.
Investigue y escriba 10 reglas de seguridad que se deben de observar en el laboratorio.

No trabajar solo en el laboratorio.
No usar cables en mal estado, siempre revisar los cables antes de la realización de la práctica.
Utilizar siempre instrumentos con conexión a tierra física.
No consumir alimentos y bebidas dentro del laboratorio.
No utilizar por ningún motivo dispositivos celulares dentro del laboratorio.
No utilizar el equipo y materiales si se estuvo en contacto con agua y o se encuentre empapado.
Evitar colocar sobre las mesas de trabajo materiales innecesarios (mochilas, ropa, etc.).
Entrar a la hora establecida y sin retraso al laboratorio.
Evitar el uso de cables que no sean aptos para los diferentes equipos del laboratorio.
Mantener la disciplina en todo momento dentro del laboratorio.


Conclusiones:
Esta práctica nos ayudo a relacionarnos con nuestro medio de trabajo, en este caso la mesa de trabajo que contiene los tableros de control y medición. Es muy importante tener ese conocimiento ya que si no nuestras prácticas podrían salir mal por no tener dicho conocimiento y a la vez vimos y pudimos manejar el que será nuestro instrumento de medición más importante el multimetro.





PRACTICA 3
"MEDICION DE VOLTAJES DE CA Y CD CON MULTIMETROS"
Hoja de resultados






Simulación.
Circuito serie.












Circuito paralelo
Como podemos observar en las simulaciones realizadas hay mínimas variaciones en los resultados obtenidos físicamente entre los que destacan:
Circuito serie
Corriente Practica: 3.5 mA.
Corriente Simulada: 3.33 mA.


Circuito paralelo
Corrientes en R1, R2 y R3 prácticas: 3 mA
Corrientes en R1, R2 y R3 simuladas: 2.99 mA.

Voltaje Practico: 2.94 Volts.
Voltaje Simulado: 2.99 Volts.
Análisis.
Use los resultados de los procedimientos 3, 4 y 5 para responder lo siguiente: ¿Cómo es la corriente en un circuito serie? ¿Cómo son las caídas de voltaje, en las resistencias, en el circuito serie?

La corriente en todo el se divide por el numero de resistencias.
Las caídas de voltaje tienen el mismo valor para cada resistencia y la sumatoria total de las resistencias es el voltaje inicial de entrada.

Use los resultados de los procedimientos 7, 8 y 9 para responder lo siguiente: ¿Cómo es la caída de voltaje en un circuito paralelo? ¿Cómo son las corrientes, en las resistencias, en el circuito paralelo?

La suma de las caídas de voltaje es igual a cero y es diferente en todas las resistencias.
Las corrientes en el circuito paralelo se dividen por el número de resistencias y la sumatoria da como resultado la corriente inicial de entrada.

Conclusiones.
En esta práctica se aprendió a calcular los voltajes y las corrientes características de los circuitos paralelo y serie. Así como a diferenciar que el voltaje en un circuito paralelo se divide según las resistencias que tenga el circuito y a la vez se observo que la suma del voltaje en un circuito cerrado siempre será igual a cero.







PRACTICA 4
"GENERADOR DE FUNCIONES Y OSCILOSCOPIO"
Hoja de resultados




Simulación.
Circuito propuesto:






Todas las experimentaciones se realizaron con los parámetros anteriormente fijados en el generador de funciones.
Procedimiento 2:
Posición 1 Volt / división.













Procedimiento 3:
Posición 2 Volt / división.











Procedimiento 4:
Posición 5 Volt / división.









Procedimiento 5:
Posición 1 mseg / división.












Procedimiento 6:
Posición 0.5 mseg / división.









Procedimiento 7:
Posición 0.2 mseg / división.












Procedimiento 8: Repita los procedimientos del 2 al 4 para una señal cuadrada y una señal triangular. Aquí solo observe las señales.
Señal triangular:

Procedimiento 2:
Posición 1 Volt / división.







Procedimiento 3:
Posición 2 Volt / división.







Procedimiento 4:
Posición 5 Volt / división.






Señal cuadrada:


Procedimiento 2:
Posición 1 Volt / división.



Procedimiento 3:
Posición 2 Volt / división.







Procedimiento 4:
Posición 5 Volt / división.





Observaciones.
Tanto en las simulaciones correspondientes de los procedimientos 2, 3 y 4 de las señales senoidal, triangular y cuadrada, se tienen claras diferencias con lo obtenido en el laboratorio respectos a las mediciones de las divisiones correspondientes, yo personalmente lo quiero achacar al simulador usado "Electronics Workbench", ya que los resultados del laboratorio estuvieron correctas y en cambio el simulador se adapta de acuerdo a las necesidades del usuario.
Así mismo también quiero aclarar que en los procedimientos 5, 6 y 7 que son con respecto al tiempo por división se pueden medir los ciclos por medio de las flechas 1 y 2, en color rojo y azul respectivamente.
Análisis.
A partir de la posición de la perilla del vertical VOLT/DIV, y las divisiones que ocupa la señal pico a pico, obtenidas en los procedimientos 2, 3 y 4. ¿Cómo calcula el voltaje, pico a pico de la señal?
El voltaje se calcula contando desde el eje 0 hacia arriba el numero de divisiones que ocupa la señal y multiplicándolo por el parámetro de medición (1 volt/div, 2 volt/div, 5 volt/div.) para los números enteros y las decimales se miden con las subdivisiones que existen en cada división, en este caso 5 subdivisiones existentes en cada división y multiplicándolas por 0.2.
El voltaje pico a pico se calcula contando desde la parte negativa de la señal observada en el osciloscopio hacia arriba usando el método antes mencionado.
A partir de la posición de la perilla del horizontal TIME/DIV, y las divisiones que ocupa un ciclo completo, obtenidas en los procedimientos 5, 6 y 7. ¿Cómo calcula la frecuencia de la señal?
La frecuencia de la señal (f) se calcula dividiendo f=1T donde T es el periodo observado en el osciloscopio contando las divisiones y subdivisiones correspondientes en el eje horizontal que comprendeun ciclo.

Conclusiones.
Esta práctica nos ayuda mucho ya que podemos trabajar y observar el funcionamiento de los aparatos utilizados (generador de funciones y osciloscopio), así como aprender a medir los parámetros característicos de la señal observada en el osciloscopio.








PRACTICA 5
"ELEMENTOS BASICOS PASIVOS RLC"
Hoja de resultados


Simulaciones.
Circuito propuesto:









Procedimiento 3:
Calcular voltaje V1.

Voltaje observado en la simulación: 380 mV.
Voltaje práctico: 360 mV.

Procedimiento 4:
Visualice los dos canales y observe las formas de ondas de V y V1(voltaje y corriente).

.
Procedimiento 5:
Visualice los dos canales y observe las formas de ondas de V y V1 (voltaje y corriente), cuando la señal es una onda cuadrada y triangular.

Señal cuadrada.







Señal triangular.










Procedimiento 6:
Cambie la resistencia por el capacitor y repita los procedimientos 2 y 3.

Procedimiento 2:









Voltaje observado en la simulación: 380 mV.
Voltaje práctico: 320 mV.

Procedimiento 3:









Procedimiento 7:
Mida las divisiones que ocupa un ciclo y también mida las divisiones de desfase solo en las ondas senoidales.

.








Ciclo observado en la simulación: 8.4 divisiones.
Voltaje práctico: 8.2 divisiones.
Desfase en simulación: 2 divisiones.
Desfase práctico: 2 divisiones.
Angulo de desfase simulado: ϕ=2 x 3608.4=85.71°
Angulo de desfase practico: ϕ=2 x 3608.2=87.80°

Procedimiento 8:
Visualice los dos canales y observe las formas de ondas de V y V1 (voltaje y corriente), cuando la señal es una onda cuadrada y triangular.

Señal cuadrada.















Señal triangular.









Procedimiento 9:
Cambie el capacitor por la bobina y repita los procedimientos 2, 3, 7 y 8.

Procedimiento 2:









Voltaje observado en la simulación: 320 mV.
Voltaje práctico: 340 mV.


Procedimiento 3:








Procedimiento 7:
Mida las divisiones que ocupa un ciclo y también mida las divisiones de desfase solo en las ondas senoidales.

.








Ciclo observado en la simulación: 8 divisiones.
Voltaje práctico: 8.4 divisiones.
Desfase en simulación: 1.8 divisiones.
Desfase práctico: 1.9 divisiones.
Angulo de desfase simulado: ϕ=1.8 x 3608=81°
Angulo de desfase practico: ϕ=1.9 x 3608.4=81.°
Procedimiento 8:
Visualice los dos canales y observe las formas de ondas de V y V1 (voltaje y corriente), cuando la señal es una onda cuadrada y triangular.




Señal cuadrada.

Señal triangular.










Análisis.
Con el V1, que se obtuvo en el procedimiento 3 calcule la corriente del circuito. I pico = V1/100.

Ipico = V1100= 360 mV100=3.6 mA.

De acuerdo a los resultados de los procedimientos 4 y 5 ¿Cómo es la forma de onda de I con respecto a la forma de onda de V? En una resistencia. Para las ondas senoidales, cuadradas y triangulares.

Las formas de onda para I con respecto a la forma de onda de V en la resistencia son iguales en su forma (senoidal – senoidal, cuadrada – cuadrada y triangular – triangular).

Con mayor amplitud y sin desfase en las formas de onda cuadrada y triangular.


Use los resultados de los análisis 1 (amplitud) y 2 (fase) para escribir la expresión matemática de la corriente instantánea, en la resistencia, y compare esta con la calculada teóricamente.


I=VR=360 mV100=3.6 mA.

I=VR=3.6 mV1=3.6 mA.

Con los resultados obtenidos en los procedimientos 6 y 7 calcule la corriente del circuito. Ipico = V1/100. Y el ángulo de fase θ = (360) (div-diferencia-fase / div-ciclo-completo). En el capacitor.

Ipico = V1100= 320 mV100=3.2 mA.

θ=2 x 3608.2=87.80°

Use los resultados del análisis 4 para escribir la expresión matemática de la corriente instantánea, en capacitor, y compare esta con la calculada teóricamente.


De los resultados del procedimiento 8 ¿Cómo es la forma de onda de corriente con respecto a la forma de onda de voltaje? En un capacitor. Para las ondas senoidales, cuadradas y triangulares.

Las formas de onda para I con respecto a la forma de onda de V en el capacitor son iguales en su forma senoidal – senoidal, cuadrada – medio pico y triangular – cuadrada.

Con mayor amplitud y con desfase en las formas de onda senoidal, cuadrada y triangular.

Con el resultado obtenido en el procedimiento 9 calcule la corriente del circuito. Ipico = V1/100. Y el ángulo de fase θ = 360 x div-deferencia-fase /div-ciclo completo. En la bobina.

Ipico = V1100= 340 mV100=3.4 mA.

θ=1.9 x 3608.4=81.42°


Use los resultados del análisis 7 para escribir la expresión matemática de la corriente instantánea, en la bobina, y compare esta con la calculada teóricamente.

Del resultado del procedimiento 9 ¿Cómo es la forma de onda de corriente con respecto a la forma de onda de voltaje? En una bobina, para las ondas senoidales, cuadradas y triangulares

Las formas de onda para I con respecto a la forma de onda de V en la bobina son iguales en su forma senoidal – senoidal, diferentes en las formas cuadrada – triangular y triangular – senoidal.
Con mayor amplitud y con desfase en las formas de onda senoidal, cuadrada y triangular.
Conclusiones.
En esta práctica pudimos aprender cómo funciona el osciloscopio en los arreglos R, R-C y R-L, así cómo medir las corrientes y los voltajes sin la necesidad de un multimetro, solo observando las divisiones en el osciloscopio. Y también se pudo observar el comportamiento de los desfasamientos en las ondas y saber si están retrasadas o adelantadas.

















PRACTICA 7
"REDES DE CORRIENTE DIRECTA"
Hoja de resultados

Simulación.
Circuito propuesto:








Análisis.

Use las mediciones, obtenidas en el procedimiento 2 para calcular las corrientes I1, I2, I3, I4, I5, I6 de los elementos.
I1=V1R1=2.63 V47 Ω=55.95 mA.
I2=V2R2=4.66 V220 Ω=21.18 mA.
I3=V3R3=3.48 V100 Ω=34.8 mA.
I4=V4R4=2.23 V100 Ω=22.3 mA.
I5=V5R5=3.40 V100 Ω=34 mA.
I6=V6R6=1.15 V1 KΩ=1.15 mA.

Simule en el programa para obtener los valores teóricos de las corrientes I1, I2, I3, I4, I5, I6 y los voltajes V1, V2, V3, V4, V5, V6.

Corrientes:



I1=58.98 mA.
I2=22.21 mA.
I3=36.75 mA.
I4=23.42 mA.
I5=35.54 mA.
I6=1.212 mA.

Voltajes:

V1=2.77 V.
V2=4.88 V.
V3=3.67 V.
V4=2.34 V.
V5=3.55 V.
V6=1.21 V.



Compare los resultados teóricos del simulador, de voltaje y corriente con los resultados experimentales de corriente y voltaje. Use la fórmula de cálculo del error.

%ERROR=Valor Teorico-Valor Experimental Valor Teorico X 100

Corrientes:

%ERROR I1=58.98 mA-55.95 mA 58.98 mA X 100=5.13 %

%ERROR I2=22.21 mA-21.18 mA 22.21 mA X 100=4.63%

%ERROR I3=36.75 mA-34.8 mA 36.75 mA X 100=5.30%

%ERROR I4=23.42 mA-22.3 mA 23.42 mA X 100=4.78%

%ERROR I5=35.54 mA-34 mA 35.54 mA X 100=4.33%

%ERROR I6=1.212 mA-1.15 mA 1.212 mA X 100=5.11%

Voltajes:


%ERROR V1=2.77 V-2.63 V 2.77 V X 100=5.05 %

%ERROR V2=4.88 V-4.66 V 4.88 V X 100=4.50%

%ERROR V3=3.67 V-3.48 V 3.67 V X 100=5.17%

%ERROR V4=2.34 V-2.23 V 2.34 V X 100=4.70%

%ERROR V5=3.55 V-3.4 V 3.55 V X 100=4.22%

%ERROR V6=1.21 V-1.15 V 1.21 V X 100=4.95%



Conclusiones.
En esta práctica se puede dar cuenta uno, como la corriente y el voltaje difieren en cada una de las resistencias de acuerdo al arreglo hecho y a su posición dentro del mismo. Existe un porcentaje de error entre la medición teórica y la medición practica y ese porcentaje nos da un umbral de error aceptable cuando no pasa del 15 % de error, en nuestro caso ninguna medición pasa del 5.30 % de error entre ambos parámetros (teórico y práctico).



PRACTICA 8
"ELEMENTOS GENERALES SERIE RL, RC Y RLC EN EL ESTADO SENOIDAL"
Hoja de resultados



Análisis
1.-Use los resultados de los procedimientos 2 y 3 y escriba la expresión de la corriente instantánea (dominio del tiempo) del circuito RC.
It=0.0024sin2π600t+51.420
2.-Transforme los valores de voltaje y corriente del dominio del tiempo a fasores (dominio de la frecuencia) y calcule el valor de la impedancia en el circuito RC.
I=0.0018 500 VR1000=IR=1.8 500
3.-Use los resultados del procedimiento 5 y escriba la expresión de la corriente instantánea (dominio del tiempo), del circuito RL.
It=0.0026sin2π600t-42.850
4.-Transforme los valores de voltaje y corriente del dominio del tiempo a fasores (dominio de la frecuencia) y calcule el valor de la impedancia en el circuito RL.
I=0.0018 -420 VR1000=IR=1.87 -420
5.-Use los resultados del procedimiento 7 y escriba la expresión de la corriente del tiempo a fasores (dominio de la frecuencia) y calcule el valor de la impedancia en el circuito RLC.
It=0.0032sin2π600t+8.57
6.- Transforme los valores del voltaje y corriente del dominio del tiempo fasores (dominio de la frecuencia y calcule el valor de la impedancia en el circuito RLC.
I=0.0028 8.50 VR1000=IR=2.8 8.50

Simulación.
Circuito propuesto:




Circuito RC:








Circuito RL:








Circuito RLC:





Conclusión.
En esta práctica se observó las mediciones y pudimos analizar en el osciloscopio cada uno de los elementos, en el caso de la conexión en serie de la resistencia con el capacitor percibimos un desfasamiento hacia la izquierda, por lo que la corriente se atrasa, en cambio al utilizar la bobina y la resistencia en serie la corriente se ve desfasada hacia adelante y al usar la bobina, la resistencia y el capacitor en serie la corriente aumenta pero se mantiene en la misma fase que el voltaje de entrada.




















PRACTICA 9
"ELEMENTOS GENERALES PARALELO RL, RC Y RLC EN EL ESTADO SENOIDAL"
Hoja de resultados






Análisis
1.- Use los resultados de los procedimientos 2 y 3 y escriba el voltaje instantáneo (dominio del tiempo) del circuito paralelo RC.
vt=3 sen2π 600t+34.28°
it=0.004 sen2π 600t+0°
2.- Transforme los valores de voltaje y corriente del dominio del tiempo a fasores (dominio de la frecuencia) y calcule el valor de la Admitancia en el circuito RC.
Y=IV=0.004 "0°3 "34.28°=0.00142 -34.28° VALOR EXPERIMENTAL
Y=0.00129 -35.3° VALOR TEÓRICO
3.- Use los resultados del procedimiento 5 y escriba la expresión del voltaje instantáneo (dominio del tiempo), del circuito RL.
vt=3 sen2π 600t+34.28°
it=0.004 sen2π 600t+0°
4.- Transforme los valores de voltaje y corriente del dominio del tiempo a fasores (dominio de la frecuencia) y calcule el valor de la impedancia en el circuito RL.
Y=IV=0.004 "0°3 "34.28°=0.00137 -34.28° VALOR EXPERIMENTAL
Y=0.00133 -35.3° VALOR TEÓRICO
5.- Use los resultados del procedimiento 7 y escriba la expresión del voltaje instantáneo (dominio del tiempo), del circuito RLC.
vt=3.6 sen2π 600t+4.34°
it=0.004 sen2π 600t+0°
6.- Transforme los valores de voltaje y corriente del dominio del tiempo a fasores (dominio de la frecuencia) y calcule el valor de la impedancia en el circuito RLC.
Y=IV=0.004 "0°3.6 "2.4°=0.00105 "-4.34° VALOR EXPERIMENTAL
Y=0.001 "-4.8° VALOR TEÓRICO Simulaciones.
Circuito propuesto:










Circuito RC:









Circuito RL:


Circuito RLC:






Conclusiones.
En esta práctica utilizamos el generador de funciones y el osciloscopio para verificar la magnitud y la fase de la corriente en los elementos generales RC, RL y RLC en el arreglo paralelo cuando las fuentes de voltaje de excitación son senoidales. Así se pudo observar y calcular el voltaje y la corriente en dicho arreglo, otra cosa que también pudimos observar fueron el comportamiento de las fases y si estas estaban adelantadas o atrasadas.