Fuentes de Voltaje y de Corriente

7/24/2019 Fuentes de Voltaje y de Corriente

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Laboratorio N 01: Fuentes de voltaje y de corriente

FUENTES DE VOLTAJE Y DECORRIENTE

1. RESUMENEn la siguiente prctica de laboratorio nos familiarizamos con

diferentes instrumentos utilizados en el curso de Electrotecnia talescomo el protoboard resistencias el!ctricas y fuentes de voltaje y decorrientes "ue en el curso de F#sica $$$ fue muy empleado para lasdiferentes prcticas de laboratorio%

&on ayuda del protoboard y algunas resistencias condeterminado valor se arm' dos clases de circuitos uno con fuente devoltaje y otro con fuente de corriente "ue en este caso es adaptandola fuente de voltaje( para as# obtener datos e)perimentales ycompararlos con datos estimados por clculos%

Finalmente concluimos "ue e)iste un pe"ue*o margen de errorentre estas dos cantidades%

2. FUNDAMENTO TERICO

Fuente de Voltaje:

Es un dispositivo "ue convierte la tensi'nalterna de la red de suministro en una o

varias tensiones prcticamente continuas"ue alimentan los distintos circuitos delaparato electr'nico al "ue se conecta +ordenador televisorimpresora router etc%,% Las fuentes de alimentaci'n paradispositivos electr'nicos pueden clasi-carse bsicamente comofuentes de alimentaci'n lineal y conmutada% Las lineales tienenun dise*o relativamente simple "ue puede llegar a ser mscomplejo cuanto mayor es la corriente "ue deben suministrar sinembargo su regulaci'n de tensi'n es poco e-ciente% .na fuenteconmutada de la misma potencia "ue una lineal ser ms

pe"ue*a y normalmente ms e-ciente pero ser ms compleja ypor tanto ms susceptible a aver#as%

La fuente se compone de cuatro blo"ues principalmente:/ransformador ecti-cador Filtro y egulador o Estabilizador%

Funcionamiento:

El /ransformador proporciona una tensi'n alterna senoidalaumenta o disminuye la amplitud de una tensi'n alternamantiene la frecuencia y proporciona aislamiento galvnico%

El ecti-cador proporciona una se*al pulsante compuestade una se*al continua y rizada%


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El Filtro proporciona una se*al continua reduce el rizado dela tensi'n a#sla la componente alterna de la continua yasegura un comportamiento lineal% El egulador tratan de mantener una tensi'n estable en la

carga con una realimentaci'n negativa "ue detectavariaciones de tensi'n de salida% En algunos casos suelenusarse Estabilizadores pero sus caracter#sticas de salida nosuelen ser muy buenas%

Fuente de corriente

3dems de fuentes de tensi'n tenemos tambi!n fuentes decorriente% .na fuente de corriente ideal es la "ue nos suministrauna intensidad constante independientemente del valor de la

tensi'n en sus bornes% En la realidad esto no se cumple y unafuente de corriente real estar constituida por una fuente decorriente ideal con una resistencia interna conectada en paralelo%4i utilizamos una fuente de corriente real para alimentar a unaresistencia c la corriente a la salida de la fuente real es menor"ue la corriente entregada por la fuente ideal ya "ue parte sepierde por la resistencia interna%

Icc=Ii+Ic

Icc= VR1

+ VRc

Ic=IccIi

V= Icc

1

R i+ 1

R c

En la comparaci'n entre fuente o generador de tensi'n real yfuente o generador de intensidad real podemos apreciar "uemientras "ue en el primero nos interesa "ue la resistencia internai sea muy pe"ue*a para "ue la ca#da de tensi'n interna y enconsecuencia la p!rdida de energ#a sea pe"ue*a( en el segundopor el contrario la resistencia interna i debe ser muy grandepara "ue la intensidad "ue se derive por ella $ i sea pe"ue*a paradisminuir la perdida de energ#a interna% 5ara evitar p!rdidas deenerg#a entre generadores no debemos acoplar en paralelofuentes de tensi'n "ue tengan distintas fuerzas electromotricesE ni acoplar en serie fuentes de intensidad con diferente $cc%


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FIGURA N 01: 7enerador de corriente real

3. INSTRUMENTOS Y MATERIALES

- .na fuente de voltaje: ajustable a 108

FIGURA N 02: Fuente de voltaje

9 resistencias de ; 100 =>0 1? 10?%

FIGURA N 03: esistencias el!ctricas


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=


9 .n 8@< +mult#metro digital o anal'gico,

FIGURA N 04: Ault#metro digital +8@


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B


Fuente de oltaje

El circuito mostrado en la -gura N 0 representa una fuentede voltaje y su resistencia % 3ntes de medir cual"uiervoltaje o corriente realizamos una estimaci'n de los valoresa medir a trav!s de clculo matemtico% Estimamos elvoltaje de la carga para cada una de las resistencias listadas

en la /abla N01 y registramos los datos%

FIGURA N 0!: Fuente de voltaje

3rmamos el circuito de la -gura anterior usando los valores

de dados en la /abla N01% Aedimos y ajustamos la fuentede voltaje a 108% 5ara cada valor de medimos yregistramos 81%

Fuente de corriente

3rmamos el circuito de la -gura N0> el cual actCa comouna fuente de corriente bajo ciertas condiciones% Estimamosy anotamos la corriente de carga para cada uno de losvalores de la resistencia de carga en la /abla N 02%


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FIGURA N 0": Fuente de corriente

Aontamos el circuito de la -gura N0> medimos y

ajustamos la fuente de voltaje a 108% 5ara cada valor de Lmedimos y anotamos $L%

#i$e%o

4eleccionamos una resistencia interna para el circuito dela -gura N 0 para obtener una fuente de voltaje -rme

para toda resistencia de carga mayor "ue 1?% 5or falta detiempo no se mont' en laboratorio pero Dicimos unestimado de dicDa y voltaje de carga la cual se muestraen la /abla N06%

4eleccionamos una resistencia interna para el circuito dela -gura N 0> para obtener una fuente de corriente -rmepara toda resistencia de carga menor "ue 100% 5or falta detiempo no se mont' en laboratorio pero Dicimos unestimado de dicDa y corriente de carga la cual se muestraen la /abla N06%


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5. DATOS EXPERIMENTALES

&a'la N 01: Fuente de voltaje

Re$i$tencia V()$timado V(*edido0 10%00 8 10%00 8

10 % 8 10%00 81B0 %B 8 %0 820 %2= 8 %60 8

&a'la N 02: Fuente de corriente

Re$i$tencia I()$timado I(*edido

0 10%00 m3 % m310 % m3 %0 m36 %0 m3 %0 m31B0 %>0 m3 %0 m3

&a'la N 03: Gise*o

&i+o de ,uente Re$i$tencia antidad *edidaFuente de voltaje 10 H %B 8

Fuente de corriente


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6. ANALISIS ,RESULTADOS Y DISCUSIN

&$&.$/@ I 01: Fuente de voltaje

En el circuito I01 de la -gura 0 para poder calcular elvoltaje estimado de recaer sobre la resistencia de carga (tenemos "ue Dacer un divisor de tensi'n

R+R carga

VRcarga=Vcc Rcarga

eemplazando los valores de int de la tabla NJ1 en la

ecuaci'n y con el dato "ue la carga es de 10 ?H y

"ue 8

cces de 10 v obtenemos los valores de voltaje

estimado los cuales son registrados en la tabla NJ1

&$&.$/@ I 01: Fuente de corriente

En el circuito I02 de la -gura 0> para poder calcular lacorriente estimada "ue circula por la resistencia de

carga( tenemos "ue obtener una resistencia e"uivalentede una asociaci'n de resistencias en serie yposteriormente calcular la corriente con la ley de oDm%

+RcargaR .=R

Vcc=I R


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eemplazando los valores decarga de la tabla NJ1

y con el dato "ue la int es de 1 ?H reemplazamos enla ecuaci'n de resistencia e"uivalente y obtenemos este

valor para diferentes resistencias de carga y "ue 8cces de 10 v reemplazamos en la ecuaci'n de oDm

obtenemoslos valores de corriente estimada loscuales son registrados en la tabla NJ1

G$4EK@

o &$&.$/@ I 01: Fuente de voltaje

&on la ecuaci'n de divisor de tensi'n y con los

datos de 8cc es de 10 v entonces para "uefuncione como una fuente de voltaje -rme debe de

entregar el de 8cc (VRcarga=9.90 v ) para

una resistencia de carga de 1?H

R+R carga

VRcarga=Vcc Rcarga

despejando la ecuaci'n:

=Vcc R carga

VRcargaRcarga

R

eemplazado datos obtenemos :

=10 v (1103

)9.90 v

1103

R


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10


=10R

. CONCLUSIONES

Gespu!s de realizada esta prctica de laboratorio podemosincluir o inferir lo siguiente:

o En la -gura N0 "ue es referente a la fuente de voltaje

"ue para una carga de 10?H necesitamos unaresistencia interna menor igual "ue 1B0H para poderobtener una fuente de voltaje -rme%

o En la -gura N0 "ue es referente a la fuente de voltajeobservamos "ue si aumentamos o disminuimos el valorde la resistencia interna el voltaje o diferencia depotencial "ue recae sobre la resistencia de cargadisminuye o aumenta respectivamente( en otraspalabras observamos una dependencia inversamenteproporcional entre la resistencia interna y la resistencia

de carga%o En la -gura N0> actCa como fuente de corriente

por"ue los valores de la corriente "ue circula por laresistencia de carga es apro)imadamente el mismo "uebrindar#a una fuente de corriente en serie con la mismacorriente de carga%

o En la -gura N0> actCa como fuente de corriente -rmepara resistencias de carga menores igual a 10 H pues sies mayor la corriente "ue circula por esta es menor a loestimado para una fuente de corriente -rme

o @bservamos "ue los valores "ue en las tablas NJ 1 y NJ2 los valores de voltajes y corrientes estimados


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+ valores te'ricos , di-eren de los valores medidos puesesto se da por los errores de medici'n Dumanos ycalibraci'n de instrumentos y e"uipos (pues contbamoscon un volt#metro y amper#metro anal'gico el cual

genera un mayor margen de error en las mediciones "ueun instrumento de medici'n digital %o 5ara obtener una fuente de voltaje -rme para una carga

igual o mayor "ue 1?H se necesita una resistenciainterna menor igual "ue 10 H para "ue el voltajeentregado Dacia la carga se el del voltajesuministrado por la fuente %


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!. REFERENCIAS "I"LIO#R$FICAS

LINCO#RAF%A

Dttp:MMmi?rog%comMconceptos9basicosMparte9iM169i"ue9es9

una9fuente9de9voltaje%Dtml Dttp:MMDyperpDysics%pDy9

astr%gsu%eduMDbaseesMelectricMvisource%Dtml

Dttp:MM%uco%esMgruposMgiieMcirebMteoriaMtemaO01Mtem

aO01O12%pdf

"I"LIO#RAF%A

4ears% Pemans?y% F#sica .niversitaria% Gecimosegunda

Edici'n% 8olumen 2% 5earson Educaci'n% A!)ico% 2010%
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