PRACTICA N° 2

IDENTIFICACIÓN Y CONSTRUCCIÓN DE UN CIRCUITO ELÉCTRICO SIMPLE

I. INTRODUCCION

Un circuito eléctrico es un conjunto de elementos que unidos de forma adecuada permiten el recorrido de la electricidad a través de un conductor, desde la fuente de energía hasta su lugar de consumo. Las partes de un circuito eléctrico son: Fuente de energía, conductor, fuente de consumo e interruptor.En esta práctica construiremos un circuito eléctrico simple e identificaremos cada una de sus partes, información que es muy útil para comprender y resolver problemas en nuestra carrera como ingenieros.

II. OBJETIVOS

1. Identificar los elementos de un circuito eléctrico y determinar sus características eléctricas.

2. Construir un circuito eléctrico simple.

III. FUNDAMENTO TEORICO

Un circuito es una red eléctrica (interconexión de dos o más componentes, tales como resistencias, inductores, condensadores, fuentes, interruptores y semiconductores) que contiene al menos una trayectoria cerrada. Los circuitos que contienen solo fuentes, componentes lineales (resistores, condensadores, inductores), y elementos de distribución lineales (líneas de transmisión o cables) pueden analizarse por métodos algebraicos para determinar su comportamiento en corriente directa o en corriente alterna. Un circuito que tiene componentes electrónicos es denominado un circuito electrónico. Estas redes son generalmente no lineales y requieren diseños y herramientas de análisis mucho más complejos.

Las partes que constituyen un circuito eléctrico son:

Componente: Un dispositivo con dos o más terminales que puede fluir carga dentro de él. En la figura se ven 9 componentes entre resistores y fuentes.

Nodo: Punto de un circuito donde concurren varios conductores distintos. A, B, D, E son nodos. Nótese que C no es considerado como un nodo puesto que es el mismo nodo A al no existir entre ellos diferencia de potencial o tener tensión 0 (VA - VC = 0).

Rama: Conjunto de todos los elementos de un circuito comprendidos entre dos nodos consecutivos. En la figura 1 se hallan siete ramales: AB por la fuente, AB por R1, AD, AE, BD, BE y DE. Obviamente, por un ramal sólo puede circular una corriente.

Malla: Un grupo de ramas que están unidas en una red y que a su vez forman un lazo. Fuente: Componente que se encarga de transformar algún tipo de energía en energía

eléctrica. En el circuito de la figura hay tres fuentes, una de intensidad, I, y dos de tensión, E1 y E2.

Conductor: Comúnmente llamado cable; es un hilo de resistencia despreciable (idealmente cero) que une los elementos para formar el circuito.

En los domicilios, industrias, se utilizan circuitos eléctricos, ya sea para prender un foco, funcionar un motor, cargar un celular, distribuir la energía eléctrica, calentar agua, etc.En un circuito eléctrico, se maneja las siguientes magnitudes físicas, conocidas como magnitudes eléctricas:

Corriente (I): Desplazamiento de electrones libres a través de un conductor.Unidad: Amperio (A)

Voltaje (V): Denominado tensión eléctrica. Es la cantidad de fuerza electromotriz (FEM) que impulsa a los electrones en un conductor.Unidad: Voltio (V)

Resistencia (R): Grado de oposición que ofrece un cuerpo al paso de la corriente.Unidad: Ohmio ()

IV. MATERIALES Y METODOS

a) Materiales

Interruptor simple de 10 A. 03 Metros de conductor N° 14

AWG. 02 Focos de 100 watt. 02 Socket para focos. Un tomacorriente simple.

Un cargador de celular en desuso.

Un alicate de electricista. Un desarmador plano. Un desarmador tipo estrella.

b) Metodología

Tomando en cuenta la teoría de los circuitos eléctricos e instrucciones de seguridad, observar todos los materiales e identificamos algunas características de ellos y a que parte de un circuito corresponde. Así como también construimos el siguiente circuito:

V. RESULTADOS

En primer lugar verificamos las condiciones en las que se encuentran las herramientas y el equipo que instalaremos.

Procedemos a armar el circuito, conectando los cables al sócate y también al interruptor, utilizando también cinta aislante.

Finalmente conectamos nuestro circuito, con la supervisión del profesor, al tomacorriente y verificamos su correcto funcionamiento.

VI. DISCUSIONES

1. J. C. Álvarez, en el libro “Introducción al análisis de circuitos eléctricos” concluyo que un circuito eléctrico es un conjunto de componentes eléctricos interconectados entre los que puede circular una corriente eléctrica. Los componentes eléctricos que forman los circuitos son: resistencias, condensadores, bobinas, fuentes de tensión y fuentes de corriente. Un circuito eléctrico se puede representar gráficamente mediante un esquema eléctrico.

En la práctica logramos construir y hacer funcionar satisfactoriamente un circuito simple usando una fuente de tensión (corriente alterna), conductores (cables), un interruptor y un receptor (foco).

2. J. C. Álvarez, en el libro “Introducción al análisis de circuitos eléctricos” concluyo que los elementos de un circuito se clasifican generalmente en dos tipos: Activos: son los que "producen" energía y se denominan fuentes o generadores. Las fuentes de corriente o las fuentes de tensión son ejemplos de elementos activos. Los dispositivos activos proporcionan al circuito energía eléctrica.Pasivos: son los que "utilizan" la energía eléctrica durante su funcionamiento y se denominan consumidores o cargas, como: resistencias, condensadores y bobinas. Un elemento pasivo no genera energía; o bien la consume transformándola en calor, como ocurre en las resistencias, o bien la almacena, pudiendo posteriormente entregarla, como ocurre con los condensadores, donde la energía se almacena en forma de energía electrostática (campo eléctrico) y las bobinas, donde la energía se almacena en forma de energía electromagnética.

En la práctica logramos identificar los elementos que forman un circuito simple, y comprobar la resistencia del foco, la cual era de 50 Ω, utilizando el Voltímetro.

VII. CONCLUSIONES

1. Identificamos los elementos de un circuito eléctrico y determinamos sus características eléctricas.

2. Construimos un circuito eléctrico simple con un foco como receptor.

VIII. RECOMENDACIONES

1. Se recomienda revisar el buen estado de los materiales y herramientas antes de realizar la práctica.

2. Se recomienda no conectar el circuito a la corriente eléctrica sin la supervisión del profesor.

IX. CUESTIONARIO

1. ¿Cuáles son los elementos del circuito construido?

En el circuito construido en clase tenemos:

Un aporte o fuente de tensión, que en este caso es el enchufe que proporciona

acceso directo a una fuente de corriente alterna.

Los conductores que permiten la circulación de la corriente eléctrica desde la

fuente hasta el elemento receptor, en este caso son cables de TW 14 AWG color

amarillo.

Un interruptor, utilizado para interrumpir el curso de la corriente eléctrica.

Un receptor, en este caso un foco que absorbe la energía eléctrica y la convierte

en energía luminosa.

2. ¿Cuáles son las características de los elementos del circuito construido?

La fuente de tensión era corriente alterna de 220v y 50Hz.

El interruptor era uno simple de 10a 250v.

El conductor es un cable TW 14 AWG color amarillo de cobre electrolítico recocido,

sólido, comprimido e aislado con cubierta de PVC. Tiene alta resistencia dieléctrica a la

humedad, productos químicos y grasas, al calor hasta la temperatura de servicio y es

retardante a la llama.

El receptor, en este caso el foco, era de 100w.

3. ¿Cuál es el uso del circuito construido?

Cada vez que se acciona un interruptor, se cierra un circuito eléctrico y se genera el

movimiento de electrones a través del cable conductor. Las cargas que se desplazan

forman parte de los átomos que se desean utilizar, mediante las correspondientes

transformaciones; por ejemplo, cuando la energía eléctrica llega a una enceradora, se

convierte en energía mecánica, calórica y en algunos casos luminosa, gracias al motor

eléctrico y a las distintas piezas mecánicas del aparato.

En este caso el circuito construido convierte la energía eléctrica en luminosa.

4. Construya un circuito usando el cargador de celular y responda las preguntas

anteriores

En el circuito usando el cargador de celular tenemos una fuente de tensión, la cual sería

el transformador Adaptor modelo STC-A22O501200U8 que convierte la corriente alterna

entrante (100-240v, 50-60Hz) en corriente constante (5.0v). Los conductores son los

cables del cargador/transformador, los cuales no tienen especificaciones a simple vista.

Y finalmente tenemos el receptor que es la batería de un teléfono inalámbrico de nickel

metal marca Megalite modelo HHR-P104 Tipo 29, con un voltaje de 3.6v y un amperaje

de 830 mah metal.

En este caso el circuito convierte la corriente alterna en constante para no dañar el

receptor.