Medición de Tensiones y Corrientes en C.C. y C.A

Circuitos I

Informe

Medición de Tensiones y Corrientes en C.C. y C.A.

1. Objetivos

1. Adquirir habilidad en el uso y aplicación de voltímetros y amperímetros análogos y digitales.
2. Identificar las características técnicas de los voltímetros y amperímetros análogos y digitales, y las limitaciones en su aplicación.
3. Adquirir destreza en la interpretación y lectura de los instrumentos.
4. Calcular errores de medición.

1. Antecedentes previos a la sesión Experimental

1) Calcular todas las tensiones y corrientes en la red de la figura 1.

Se presenta el siguiente circuito, a partir del cual se deben calcular las tensiones y corrientes de cada una de las resistencias. Los valores teóricos de los elementos son:

[pic 2]

[pic 3]

Fig. 1

1. Calculo de Tensiones:

Del circuito de la Fig. 1 se calculan las tensiones de los nodos V1 y V2, tomando en cuenta que el nodo V1 tiene mayor potencial que el nodo V2.

Para el cálculo se emplea el método de los nodos:

1. Para el nodo V1 se conoce el valor de la tensión

[pic 4]

1. Para el nodo V2 se calcula la tensión respecto al nodo de referencia:

[pic 5]

1. Calculo de corrientes:

Conociendo el valor de las tensiones en las resistencias, aplicando ley de ohm se obtienen las corrientes que pasan por dichas resistencias

[pic 6]

2) Seleccionar y especificar los instrumentos a emplear para medir las tensiones y corrientes en la red señalada en el punto anterior.

Para medir los valores de este circuito fue necesario emplear un voltímetro digital para medir tensiones, y un amperímetro y miliamperímetro, pues las corrientes presentes en el circuito son de dos escalas diferentes: Amperes y mili Amperes.

3) Calcular todas las tensiones y corrientes en la red de la figura 2.

A partir del circuito de la figura 2 se pide calcular las tensiones y corrientes de ambas resistencias. Los valores teóricos de los elementos del circuito son:

 [pic 7][pic 8]

[pic 9]

Fig. 2

Al tratarse de un circuito en serie, la corriente y tensiones pueden ser calculadas directamente por ley de ohm.

Para la corriente  se tiene:[pic 10]

[pic 11]

Luego, para el valor de las tensiones en cada resistencia, aplicando ley de ohm:

[pic 12]

Luego

[pic 13]

Sin embargo, los valores esperados deben ser los eficaces:

4) Seleccionar y especificar los instrumentos a emplear para medir las tensiones y corrientes en la red señalada en el punto anterior.

Para medir correctamente los valores de este circuito se utilizó un voltímetro A.C. el cual mide el valor efectivo o R.M.S. y un amperímetro A.C. de pinza.

5) Establecer la relación entre los valores: máximo y efectivo de una señal senoidal.

Sea  una señal periódica, el valor máximo de esta será su amplitud  y el valor efectivo o R.M.S. viene dado por la expresión:[pic 17][pic 18]

[pic 19]

Para señales sinodales, el valor efectivo está dado por la expresión:

[pic 20]

6) Establecer la relación entre período, frecuencia (cíclica) y frecuencia angular.

La frecuencia cíclica  de una señal periodica se define como la cantidad de oscilaciones por unidad de tiempo, la cual se relaciona con el periodo según la siguiente expresión:[pic 21]

[pic 22]

La relación entre frecuencia cíclica y frecuencia angular está dada por la expresión:

[pic 23]

1. Antecedentes posteriores a la sesión Experimental

Los circuitos trabajados durante la experiencia corresponden a los presentados en las figuras 1 y 2. Al hacer las mediciones, los instrumentos fueron conectados de la siguiente manera:

Circuito 1

[pic 24]

Circuito 2

[pic 25]

Los instrumentos utilizados para esta experiencia fueron:

*Observación: El interruptor SW1 corresponde al interruptor de protección de la fuente del laboratorio.

Del Circuito 1 (fig. 1) se obtuvieron los siguietes valores:

Del Circuito 2 (fig. 2) se obtuvieron los siguientes valores:

1. Análisis de Resultados

1. Confeccionar una tabla comparativa con los valores teóricos y experimentales para el circuito 1.

Para analizar los resultados obtenidos se comparó lo obtenido con lo esperado teóricamente, para ello se calculará el error porcentual con su fórmula:

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