LABORATORIO N° 06CONEXIÓN MIXTA, DELTA - ESTRELLA

I. OBJETIVOS:

Determinar las características de los circuitos eléctricos cuando los elementos están en conexión mixta.

Establecer las relaciones equivalentes entre la conexión Estrella y Triangulo.

II. FUNDAMENTO TEORICO :

TRANSFORMACIÓN DELTA-ESTRELLAA menudo surgen situaciones en análisis de circuitos en que los

resistores no están en serie ni el paralelo. Considere el circuito puente

siguiente:

¿Cómo hacemos para combinar o reducir los resistores R1 hasta R6 cuando los resistores no están en serie ni en paralelo?Muchos circuitos del tipo mostrado en la figura anterior pueden ser simplificados usando redes equivalentes de tres terminales. Están la red en estrella Y o T y la red en delta o pi

Formas de la red en estrella:

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Formas de la red en delta:

TRANSFORMACIÓN DE DELTA A ESTRELLA Supongamos que es más conveniente trabajar con una red en estrella en un lugar donde el circuito contiene una configuración en delta.

Superponemos una red en estrella sobre la red en delta existente y encontramos los resistores equivalentes R1, R2 y R3 en la red en estrella.

Para obtener los resistores equivalentes R1, R2 y R3 en la red en estrella, comparamos las dos redes y nos aseguramos que la resistencia entre cada par de nodos en la red en delta sea la misma que la resistencia entre el mismo par de nodos en la red en estrella.

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No es necesario memorizar estas ecuaciones. Para transformar una red delta a estrella creamos un nodo extra n y seguimos esta regla de conversión:

Cada resistor en la red en estrella es el producto de los resistores en las dos ramas adyacentes en la red en delta, dividido por la suma de los tres resistores en delta.

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III. EQUIPOS E INSTRUMENTOS: FUENTE DE ALIMENTACIÓN DE C.C:

Es un circuito electrónico que provee corriente eléctrica directa para el funcionamiento de otros circuitos electrónicos (amplificadores, receptores de radio, receptores de TV, computadoras, teléfonos, etc.) dicha corriente eléctrica es impulsada por una fuerza electromotriz o voltaje de una polaridad definida (positiva o negativa).Una fuente de alimentación también puede estar constituida por una batería o conjunto de pilas, las cuales proveen corriente directa constante hasta que se agoten.

PROTOBOARD:

El protoboard o breadboard (en inglés) es un tablero con orificios conectados eléctricamente entre sí, habitualmente siguiendo patrones de líneas, en el cual se pueden insertar componentes electrónicos , cables para el armado, prototipo de circuitos electrónicos y sistemas similares. Está hecho de dos materiales, un aislante, generalmente un plástico, y un conductor que conecta los diversos orificios entre sí. Uno de sus usos principales es la creación y comprobación de prototipos de circuitos electrónicos antes de llegar a la impresión mecánica del circuito en sistemas de producción comercial.

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RESISTORES DE CARBÓN :

Hay muchos tipos de resistencias de ambos tipos fijas y variables. El tipo más comúnmente usado en electrónica es la resistencia de carbón. Se fabrican en diferentes tamaños físicos con límites de disipación de potencia, normalmente desde 1 vatio hacia abajo hata 1/8 vatio. Los valores de resistencias y tolerancias se pueden determinar con el código de colores estándar de resistencias.

MULTITESTER DIGITAL: Los multitester digitales se caracterizan por poseer una pantalla numérica que da automáticamente la lectura con punto decimal, polaridad y unidad (V, A o *). En general, los multímetros digitales ofrecen mejor exactitud y resolución que los multímetros análogos y son más confiables y fáciles de usar. Un multitester digital típico se compone básicamente de una pantalla, una perilla selectora y los bornes para conectar la puntas de prueba. En muchos casos, la perilla selectora es sustituida por interruptores del tipo a presión (push-button).MODELO: TM-178

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IV. DATOS EXPERIMENTALES :

Tabla #01:

R4

1kΩ

R2

1kΩ

R30.56kΩ

R14.7kΩ

V112 V

R(KΩ) I(mA) V(V)

R1 4.7 0.5 2.39

R2 1 4.78 4.78

R3 0.56 4.25 2.39

R4 1 4.78 4.78

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TABLA # 02:

R6

2.2kΩ

R5

4.7kΩ

R31kΩ

R1

1kΩ

R21kΩ

R4

0.56kΩ

V112 V

N R(KΩ) I(mA) V(V)

R1 1 0.83 0.83

R2 1 2.22 2.22

R3 1 1.35 1.35

R4 0.56 2.9 1.62

R5 4.7 0.52 2.44

R6 2.2 3.51 7.72

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TABLA # 03:

R7

2.2kΩ

R8

4.7kΩ

RA0.33kΩ

RC

0.33kΩ

R12

0.56kΩ

V212 V

RB

0.33kΩ

N R(KΩ) I(mA) V(V)

RA 0.33 3.55 1.17

RB 0.33 0.52 0.178

RC 0.33 3.05 1.01

R4 0.56 3.05 1.67

R5 4.7 0.52 2.44

R6 2.2 3.55 7.81

V. PROCEDIMIENTO:

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1. Armar el circuito siguiente y determinar la corriente que pasa por cada elemento y anotar en la tabla 03.

R4

1kΩ

R2

1kΩ

R30.56kΩ

R14.7kΩ

V112 V

R(KΩ) I(mA) V(V)

R1 4.7 0.5 2.39

R2 1 4.78 4.78

R3 0.56 4.25 2.39

R4 1 4.78 4.78

2. Armar el circuito siguiente y determine la corriente que pasa por la fuente de tensión y anótelo en la tabla 04.

R6

2.2kΩ

R5

4.7kΩ

R31kΩ

R1

1kΩ

R21kΩ

R4

0.56kΩ

V112 V

Aplicando la 2da ley de Kirchhoff:

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I 3

I 2I 1

En la malla 1:

−12+7.9 ∙ I 1−I 2−4.7∙ I 3=0

7.9 ∙ I 1−I 2−4.7∙ I 3=12

En la malla 2:

3 ∙ I 2−I 1−I 3=0

En la malla 3:

6.26 ∙ I3−4.7 ∙ I 1−I 2=0

Al resolver las ecuaciones:

⇒ I 3=12

3.892=3.08mA

∴ I 2=0.73 ∙ I3=0.73×3.08=2.25mA

∴ I 1=1.18 ∙ I 3=1.18×3.08=3.63mA

N R(KΩ) I(mA) V(V)

R1 1 0.83 0.83

R2 1 2.22 2.22

R3 1 1.35 1.35

R4 0.56 2.9 1.62

R5 4.7 0.52 2.44

R6 2.2 3.51 7.72

3. Ahora arme el circuito de la figura siguiente, donde RA, RB y RC son equivalentes estrella de R1, R2 y R3 delta y mida la misma corriente total, del paso anterior y anótelo en la tabla 04.

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R7

2.2kΩ

R8

4.7kΩ

RA0.33kΩ

RC

0.33kΩ

R12

0.56kΩ

V212 V

RB

0.33kΩ

Aplicando la 2da ley de Kirchhoff:

En la malla I a:

−12+7.56 ∙ I a−5.03∙ I b=0

7.56 ∙ I a−5.03∙ I b=12 …………(1)

En la malla I b:

5.92 ∙ I b−5.03 ∙ I a=0

I b=5.035.92

I a ……………………………. (2)

Sustituimos (2) en (1):

7.56 ∙ I a−5.03( 5.035.92

I a)=12

I a=3.65mA ; Entonces: I b=3.10mA

N R(KΩ) I(mA) V(V)

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I a

I b

RA 0.33 3.55 1.17

RB 0.33 0.52 0.178

RC 0.33 3.05 1.01

R4 0.56 3.05 1.67

R5 4.7 0.52 2.44

R6 2.2 3.55 7.81

VI. CALCULOS Y RESULTADOS: CUESTIONARIO: 1. Desarrolle en el programa de simulación los pasos 1,2 y 3 compare los

valores obtenidos en forma experimental con los obtenidos por desarrollo virtual

PASO N° 1:

MIDIENDO CON EL VOLTIMETRO:

MIDIENDO CON EL AMPERIMETRO:

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Comparando los valores obtenidos en forma experimental y del programa virtual :

Valores R(KΩ)

Valor Experimental

Valor Teórico ( Pr. Virtual)

Error de la Corriente Error del voltaje

R(KΩ) I(mA) V(V) I(mA) V(V) EA ER(%) EA ER(%)

R1 4.7 0.5 2.39 0.511 2.401 0.011 2.15 0.011 0.46

R2 1 4.78 4.78 4.801 4.799 0.021 0.44 0.019 0.4

R3 0.56 4.25 2.39 4.289 2.401 0.039 0.91 0.011 0.46

R4 1 4.78 4.78 4.8 4.799 0.02 0.42 0.019 0.4

PASO N° 2:

MIDIENDO CON EL VOLTIMETRO:

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MIDIENDO CON EL AMPERIMETRO:

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Comparando los valores obtenidos en forma experimental y del programa virtual :

Valores R(KΩ)

Valor Experimental

Valor Teórico ( Pr. Virtual)

Error de la Corriente Error del voltaje

R(KΩ) I(mA) V(V) I(mA) V(V) EA ER(%) EA ER(%)

R1 1 0.83 0.83 0.848 0.848 0.018 2.12 0.018 2.12

R2 1 2.22 2.22 2.247 2.247 0.027 1.20 0.027 1.20

R3 1 1.35 1.35 1.398 1.398 0.048 3.43 0.048 3.43

R4 0.56 2.9 1.62 3.095 1.734 0.195 6.30 0.114 6.57

R5 4.7 0.52 2.44 0.549 2.582 0.029 5.28 0.142 5.50

R6 2.2 3.51 7.72 3.647 8.019 0.137 3.76 0.299 3.73

PASO N° 3:

MIDIENDO CON EL VOLTIMETRO:

MIDIENDO CON EL AMPERIMETRO:

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Comparando los valores obtenidos en forma experimental y del programa virtual :

Valores R(KΩ)

Valor Experimental

Valor Teórico ( Pr. Virtual)

Error de la Corriente Error del voltaje

R(KΩ) I(mA) V(V) I(mA) V(V) EA ER(%) EA ER(%)

RA 0.33 3.55 1.17 3.651 1.205 0.101 2.77 0.035 2.90

RB 0.33 0.52 0.178 0.549 0.181 0.029 5.28 0.003 1.66

RC 0.33 3.05 1.01 3.102 1.024 0.052 1.68 0.014 1.37

R4 0.56 3.05 1.67 3.103 1.737 0.053 1.71 0.067 3.86

R5 4.7 0.52 2.44 0.549 2.58 0.029 5.28 0.140 5.43

R6 2.2 3.55 7.81 3.652 8.034 0.102 2.79 0.224 2.79CORRIENTE ERROR DE CORRIENTE

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IT(mA) IE(mA) EA ERCONEXIÓN DELTA 3.647 3.51 0.137 3.76CONEXIÓN ESTRELLA 3.652 3.55 0.102 2.79

VII. OBSERVACIONES: Hemos logrado nuestro objetivo principal que fue, aprender a instalar

una relación equivalente entre la conexión Estrella y Triangulo. La determinación de voltajes y corrientes de los resistores de una

conexión mixta (DELTA-ESTRELLA), se determinaron tanto teóricamente como experimentalmente (multitester).

VIII. CONCLUSIONES:

a) Un aprendizaje muy valioso que se obtuvo de esta práctica es también el armar circuitos en conexión mixta (delta-estrella) ya mencionados. De la misma forma se aplicaron las fórmulas que fueron comprobadas.

b) Se aprendió a hacer mediciones de voltajes y corrientes eléctricas estableciendo la conexión mixta.

c) Los valores reales de voltaje y corriente variaron con respecto los nominales.

IX. RECOMENDACIÓN: Nunca se debe intentar de medir alta tensión con un voltímetro

común porque se corre el riesgo de recibir una descarga eléctrica. Previamente a la conexión de un voltímetro se debe conocer

aproximadamente el valor de la tensión ya que estos aparatos están diseñados para diferentes rangos de voltaje(por ejemplo hasta 300 voltios,100 voltios, ó 1.5 K.V, 300 voltios o 3 KV,etc.)

X. BIBLIOGRAFIA: Circuitos eléctricos de Joseph A. Edminister Stanley Wolf; Instrumentación y Mediciones Electrónicas Charles M. Gilmore, Instrumentos de Medidas Eléctricas.

XI. LINCOGRAFIA: Manual de prácticas de laboratorio circuitos eléctricos I

Lic. E. Serafín Gutiérrez Atoche. http://exa.unne.edu.ar/fisica/electymagne/LABORATORIOS/L1_INST/

L1_INST.htm http://en.wikipedia.org/wiki/Multimeter

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