INTRODUCCIÓN

Podemos definir fuente de alimentación como aparato electrónico modificador de la electricidad que convierte la tensión alterna en una tensión continua.

Remontándonos un poco en la historia describiremos que en la industria no se contaba con equipos eléctricos, luego se empezaron a introducir dispositivos eléctricos no muy sofisticados por lo que no eran muy sensibles a sobretensiones, luego llegaron los equipo más modernos que necesitaban de bajos voltajes y por lo tanto eran muy sensibles a sobretensiones, cambios bruscos o ruido en las tensiones de alimentación por lo que se ha iniciando la construcción de fuentes de alimentación que proporcionaran el voltaje suficiente de estos dispositivos y que garanticen la estabilidad de la tensión que ingresa al equipo.

Hoy en día los equipos electrónicos, en su mayoría, funcionan con corriente continua, así, el dispositivo que convierte la corriente alterna a corriente continua, en los niveles requeridos por el circuito electrónico a alimentar, se llama fuente de alimentación.

En resumen la función de una fuente de alimentación es convertir la tensión alterna en una tensión en una tensión continua.

Existen básicamente dos tipos de fuente de alimentación:

• La fuente conmutada• La fuente regulada

Cada una con sus características, sus ventajas y desventajas. Se utiliza una de ellas de acuerdo al uso final que van a tener, es decir; según los requerimientos de estabilidad y rendimiento que tenga la carga a alimentar.

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FUENTES DE ALIMENTACION D.C.

I. OBJETIVOS

Conocer y utilizar los equipos de laboratorio del curso. Medir la resistencia interna de una fuente de D. C.

II. MATERIALES

Multímetro: Un multímetro, también denominado tester o multitester, es un instrumento eléctrico portátil para medir directamente magnitudes eléctricas activas como corrientes y potenciales (tensiones) o pasivas como resistencias, capacidades y otras. Las medidas pueden realizarse para corriente continua o alterna y en varios márgenes de medida cada una. Los hay analógicos y posteriormente se han introducido los digitales cuya función es la misma

Fuente D.C.: Adapta un voltaje AC o alterno a un patrón directo, o sea de polaridad, voltaje e intensidad fijos a la salida con un polo positivo y uno negativo. Para ello adapta primero el voltaje a través de un transformados o resistor, después ya con el voltaje adecuado, lo hace pasar por un grupo de diodos (uno, dos o cuatro diodos e disposición específica) para permitir pasar hacia una sola salida las partes de voltaje positivo y dejar otro polo como referencia, tierra o negativo. El voltaje finalmente se regula con capacitores o reguladores con circuito integrado para eliminar variaciones de tal voltaje.

Miliamperímetro: Es un aparato para medir corriente eléctrica, en un rango muy pequeño

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Potenciómetro: Un potenciómetro es un resistor cuyo valor de resistencia es variable. De esta manera, indirectamente, se puede controlar la intensidad de corriente que fluye por un circuito si se conecta en paralelo, o la diferencia de potencial al conectarlo en serie. Normalmente, los potenciómetros se utilizan en circuitos de poca corriente.

Protoboard: Una placa de pruebas, también conocida como protoboard o breadboard, es una placa de uso genérico reutilizable o semipermanente, usado para construir prototipos de circuitos electrónicos con o sin soldadura. Normalmente se utilizan para la realización de pruebas experimentales. Además de los protoboard plásticos, libres de soldadura, también existen en el mercado otros modelos de placas de prueba.

Extensión y conectores: Un conector eléctrico es un dispositivo para unir circuitos eléctricos, pueden ser los llamados bananos o cables; nosotros usamos cables delgados ya que trabajamos en el protoboard.

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PUENTE DE WHEATSTONE

Un puente de Wheatstone. es un instrumento eléctrico de medida inventado por. Samuel Hunter Christie en 1832, mejorado y popularizado por Sir Charles Wheatstone en 1843. Se utiliza para medir resistencias desconocidas mediante el equilibrio de los brazos del puente. Estos están constituidos por cuatro resistencias que forman un circuito cerrado, siendo una de ellas la resistencia bajo medida.

En la Figura 1 vemos que, Rx es la resistencia cuyo valor queremos determinar, R1, R2 y R3 son resistencias de valores conocidos, además la resistencia R2 es ajustable. Si la relación de las dos resistencias del brazo conocido (R1/R2) es igual a la relación de las dos del brazo desconocido (Rx/R3), el voltaje entre los dos puntos medios será nulo y por tanto no circulará corriente alguna entre esos dos puntos C y B.Para efectuar la medida lo que se hace es variar la resistencia R2 hasta alcanzar el punto de equilibrio. La detección de corriente nula se puede hacer con gran precisión mediante el galvanómetro A.La dirección de la corriente, en caso de desequilibrio, indica si R2 es demasiado alta o demasiado baja. El valor de la F.E.M. (E) del generador es indiferente y no afecta a la medida.

Cuando el puente está construido de forma que R3 es igual a R2, Rx es igual a R1 en condición de equilibrio. (Corriente nula por el galvanómetro).

Asimismo, en condición de equilibrio siempre se cumple que:

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Si los valores de R1, R2 y R3 se conocen con mucha precisión, el valor de Rx puede ser determinado igualmente con precisión. Pequeños cambios en el valor de Rx romperán el equilibrio y serán claramente detectados por la indicación del galvanómetro.De forma alternativa, si los valores de R1, R2 y R3 son conocidos y R2 no es ajustable, la corriente que fluye a través del galvanómetro puede ser utilizada para calcular el valor de Rx siendo este procedimiento más rápido que el ajustar a cero la corriente a través del medidor.

III. EXPERIMENTACIÓN

PROCEDIMIENTO

a. Mida el valor de cada uno de los resistores.b. Implementamos el Ckto. N°1 y medimos el valor de la resistencia equivalente en los

terminales ab

Tabla N°1

R R1 R2 R3 R4 R5 R6R medida 200Ω 300 Ω 470 Ω 560 Ω 1K Ω 2K ΩR practica 219 Ω 329.3 Ω 495 Ω 560 Ω 983 Ω 1.985k Ω

R ab teórico.

2304.147 Ω

R ab práctico.

2634 Ω

Resistencia equivalente teórico: 2304.147 ΩResistencia equivalente practico: 2634 Ω

PUENTE RESISTIVO BALANCEADO

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Procedimiento:

a. Implementamos el Ckto. N°2 con los valores especificados.b. Medir los valores R ab para los siguientes valores R: 1K, 2.2K, 5K y 10K.c. Finalmente mida el valor de R ab sin la presencia de R.

Tabla Nº 2

R 0K 1K 2.2K 5K 10KR ab teórico 3597.12 3597.12 3597.12 3597.12 3597.12R ab practico 3.121k 2.83k 2.919k 3.002k 3.054k

Medida de la resistencia interna de la fuente:

2° Método:

Implemente el Ckto. N°4a, mida el voltaje sin carga (Vsc) anote este valor. Implemente el Ckto. N°4b y mida los valores de (Vcc) e (Icc) con carga. Ri = (Vsc – Vcc) / I(cc)

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Tabla Nº 3

V (sc) V (cc) I (cc) Ri (fuente)Valor teórico 5v 5v 1mA 0 RValor práctico 5.002 V 4.995 V 1.2 mA 5.83 R

IV. CUESTIONARIO FINAL

1. Calcular en forma teórica el valor de la Resistencia equivalente del circuito N°1; compare con el valor hallado en forma práctica y exprese la diferencia en error porcentual.Resistencia equivalente teórica: 65.43kΩResistencia equivalente practica: 64.3 kΩ

Ckto. Nº1

R ab teórico = 2304.147

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R ab practico = 2634

Error porcentual = Rab teorico−Rab practico

Rab teoricox 100%=2304.147−2634

2304.147x100%=−14%

2. Calcular en forma teórica el valor de la resistencia equivalente del circuito N°2; compare con el valor hallado en forma práctica y exprese la diferencia en error porcentual.

Ckto. Nº2 Para R= 0

Rab teórico = 3597.12

Rab practico = 3.121k

Error porcentual = ¿3597.12−3.121k

3597.12∗100%=13.23%

Para R= 1K

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Rab teórico = 2.8kRab practico = 2.83k

Error porcentual = ¿2.8k−2.83k

2.8 k∗100%=−1.071%

Para R= 2.2k

Rab teórico = 2.92kRab practico = 2.919k

Error porcentual = ¿2.92k−2.919k

2.92k∗100%=3.42%

Para R= 5k

Rab teórico = 3kRab practico = 3.002k

Error porcentual = ¿3k−3.002k

3k∗100%=−0.066%

Para R= 10k

Rab teórico = 3.1kRab practico = 3.054k

Error porcentual = ¿3.1k−3.054 k

3.1k∗100%=1.48%

3. A qué atribuye las diferencias entre los valores hallados en forma teórica y practica (Referencia a pregunta 1 y 2).

Las diferencias entre ambos casos se deben a lo estudiado en esta experiencia, nos referimos a que en lo ideal nuestras fuentes no presentan ninguna resistencia que interfiera ni en serie ni paralelo con las demás resistencia y por lo tanto no existe ninguna caída de tensión.

Caso contrario presentan los resultados en el laboratorio y como explicamos en el informe previo, existe una resistencia interna que influye en los resultados esta presencia hace que existe una diferencia mostrada en porcentajes en las preguntas anteriores.

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4. En el circuito N°2 analice y explique el porqué son iguales los valores de R ab para:

a. Valores diferentes de (R)

A este arreglo se le denomina puente wheatstone aunque se usa regularmente para medir resistencias. En este caso permite explicar el resultado obtenido teóricamente. La relación que existe entre las resistencias R1 Y Rx es la misma que la de R2 y R3 lo que da como resultado que no exista tensión entre C y B. Con lo que se explica que no importa cuál sea la resistencia que se ubique entre estos puntos.

b. Sin (R) Puente Wheatstone

5. Determine el valor de la resistencia interna de la fuente D.C. hallada; explique el método utilizado.

V(sc) V(cc) I(cc) RiVt 5 5 1mA 0Vp 5.002 4.995 1.2mA X

X=5.002−4.9951.2×10−3

=5.83

Para hallar la resistencia equivalente se usa la ley de mallas de kirchoff así igualamos el voltaje de la resistencia colocada mas el voltaje de la resistencia interna debería ser igual al de la fuente como conocemos la intensidad podemos hallar R interna.

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V. CONCLUSIONES

Se uso el concepto de Puente de Wheatstone, como en el siguiente circuito, donde se cumple que R1*R3 = R2*Rx

Tener en cuenta el efecto de carga ya que este disminuye el voltaje real a medida que la resistencia aumente.

Saber utilizar los instrumentos de medición y propiciar su correcto uso.

VI. BIBLIOGRAFIA

Circuitos Eléctricos // Dorf Svoboda // 6ta Edición

http://electronica.uteq.edu.mx/practicas/electronicas

http://es.wikipedia.org/wiki/Puente_de_Wheatstone

Fundamento de Circuitos Eléctricos // Charles K. Alexander – Matthew N. O. Sadiku

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