Trabajo colaborativo 1 Fisica Electronica UNAD.

Actividad colaborativa 1

Física electrónica

Presentado a:

Hugo Orlando Perez Navarro y grupo colaborativo 71

Presentado por:

Luis Carlos Sánchez Vargas

Programa de Ingeniería de Sistemas

Marzo 1 de 2015

Universidad nacional Abierta y a Distancia UNAD

Medellín

Desarrollo del trabajo

Fase1: Descarga e instalación del software de simulación

Kicad es un software CAD para la plataforma GNU/Linux con licencia GPL que permite simular circuitos eléctricos. Debido a que pertenece a los repositorios de Ubuntu su instalación es muy simple.

En el centro de software de Ubuntu digitamos Kicad, el cual nos arrojará la versión más reciente y estable disponible en el servidor.

[pic 3]

Damos clic en instalar para iniciar el proceso. [pic 4]

El sistema nos arrojará una ventana emergente para autenticarnos como administradores (usuario root) y permitir la instalación.

[pic 5]

Finalmente al cabo de pocos minutos la aplicación queda instalada y disponible para ser usada.

[pic 6]

Al llamar la aplicación nos arroja un menú principal para usar el software según varias opciones de diseño.

[pic 7]

Para nuestro caso de simulación de circuitos hacemos clic en el ícono [pic 8] llamado EsSchema

Por último se nos abre una plantilla con varios menús para el ejercicio de diseño.

[pic 9]

Fase 2: 1. Trabajo sobre resistencias eléctricas

1. De acuerdo a las imágenes mostradas y teniendo en cuenta el código de colores, determine los valores de R1 y R2.

Según la siguiente  tabla anexa tenemos para cada una de las resistencias:

[pic 10]

Fuente: Adaptado de internet

[pic 11]R1: Amarillo-Gris-Rojo—Dorado

48x 100 = 4800 Ω  ±5% → 4K8 Ω

[pic 12] R2: Rojo-Rojo-Rojo—Dorado

 22 x 100 = 2200 Ω  ±5% → 2K2 Ω

1. ¿Cuál es el valor de la fuente de alimentación V1?

[pic 13] Circuito 1

Para hallar el voltaje que alimenta el circuito debemos primero hallar la resistencia total del circuito. Puesto que estamos hablando de resistencias en serie la resistencia total es igual a la suma de resistencias:

RT = R1 + R2

RT = 4800 + 2200 = 7000 Ω → 7K Ω

De acuerdo a la ley de Ohm podemos hallar el voltaje de la fuente conociendo la corriente que circula en el circuito y la resistencia total:

V = I * R  =  0,002 A x 7000 Ω = 14 V

1. ¿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.

De acuerdo a la siguiente figura tenemos:

[pic 14]

Solamente R2 es comercial con 2K2 Ω

R1 no es comercial,  con un valor de 4700 Ω ó 4K7 Ω dicha resistencia está entre dos valores comerciales 4K7 Ω ← R1 → 5K1Ω

Debido a que la corriente NO puede ser mayor a los 2 mA según condiciones del ejercicio y que además ésta es afectada inversamente por la resistividad del circuito según la ley de Oh, debemos elegir una R de mayor valor; en este caso la resistencia a elegir es 5K1 Ω → 5100 Ω

La resistencia total es RT = R1 + R2

RT = 5100 + 2200 = 7300 Ω → 7K3 Ω

De acuerdo a ley de Ohm I = V / R

I = 14 V / 7300 Ω = 1,92 mA

1. 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.

Los colores la resistencia elegida en el punto c) para reemplazar a R1 es de 5K1 Ω. Llevando este valor a código de colores tenemos:

5 (Verde) 1 (Marron) x 100 (Rojo)

[pic 15]                                                            Tomado de http://www.lu1ehr.com.ar/Calcuresi.html

1. 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.

Simulación para circuito 1 resistencia original

[pic 16]

Simulación para circuito 2 resistencia comercial

Fase 2: 2. Aplicación de las leyes de los circuitos eléctricos

Se adquirieron las siguientes resistencias:

[pic 17] R1: Marrón-Negro-Naranja—Dorado

10 x 1000 = 10000 Ω  ±5% → 10K Ω

[pic 18]   R2: Rojo-Rojo-Naranja—Dorado

22 x 1000 = 22000 Ω  ±5% → 22K Ω

[pic 19]   R3: Amarillo-Violeta-Rojo—Dorado

47 x 100 = 4700 Ω  ±5% → 4K7 Ω

Circuito serie

1. De las resistencias adquiridas ¿Cuáles debo elegir de modo que consuma la menor corriente posible en el siguiente circuito?

[pic 20] Circuito 2

Según la ley de Georg Simon Ohm, La corriente (I) que atraviesa un circuito es directamente proporcional a la diferencia de potencial (V) que alimenta dicho circuito. La relación directa entre la corriente y el voltaje  es determinada por un coeficiente de proporcionalidad que Ohm llamó resistividad. Lo anterior se expresa bajo la siguiente fórmula:

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