Lab. De Circuitos Y Medición

Lab. De Circuitos Y
Medición
Ing. Daniel R. Ramírez Rebollo
Reglas importantes

No comida

No bebida

Mochilas y ropa en el estante

No groserías

Respeto

Puntualidad
Material Necesario

Multímetro Digital

Fuente de alimentación

Tabla de prototipaje o Protoboard

Varios ( resistencias, capacitors, etc )

Pinzas de punta

Pinzas de corte

Cable AWG 22 o 24 y/o cables dupont

Cuaderno de notas

Computadora, tablet o similar.
Practica 1
Objetivos

Familiarización con el equipo:

Protoboard

Fuente de Alimentación

Multimetro

Osciloscopio

Generador de señales

Repaso notación científica e in
genieríl

Distinción entre Exactitud, Precisión
y Resolución de un instrument de
medición.
Desarrollo

Teórico y práctico

Ejercicios

Teórico y práctico
Placa de prototipaje o protoboard

Generalmente consta de tres secciones, una central y dos externas paralelas.

Las secciones paralelas externas sirven como punto común para el voltaje y la
tierra. En general todos estos puntos están conectados entre sí, de modo que
es posible accede a voltaje o tierra en cualquiera de los puntos.

La sección central esta separada físicamente por un pequeño valle, el cual
delimita dos subsecciones cada una independiente. Al contrario que en las
secciones anteriores estas subsecciones funcionan muy diferente.
A
1
2
3
4
B
C
D
Protoboard
http://godoyjuan.blogspot.mx/p/uso-del-protoboard.html
Fuente de Alimentación


Necesitaras pedir:

Cable de alimentación

Cables banana-caiman ( según necesites )
Consta de dos fuentes variables y una fija
Generador de funciones

Todas las funciones tienen una representación matemática

Necesitaras pedir :


Cable para generador de funciones o BNC-caiman

Cable de alimentación
Nos permíte generar funciones de diversa naturaleza con parámetrods
variables a nuestras necesidades
Osciloscópio

Herramienta muy importante pues nos permíte observer las señales en un
Sistema, no solo medirlas como un multímetro (DMM) lo haría.

Consta de uno o más canals de adquisición una pantalla de visualización de
señales, puertos de comunicación, Puerto USB para guarder capturas de
pantalla o datos.

Una de las herramientas más versátiles en los laboratorios.

Necesitaras:

Cable de alimentación

Cables BNC ( según los que ocupes )
Cantidades y sus notaciones
Notación Científica

El exponent no debe ser múltiplo
de algún número
Notacíón ingenieríl

El exponent siempre es múltiplo de
tres

45,000,000,000

23,000

4.5E10

23E3

.45E11

45,000,000,000

45E9
Ejercicios

1,500

1.23E3

.0234

2E-3

170

4.39E7

63,200,000

54.7E6

.000059

27E-9
Ejercicios

5.2E6 + 1.7E6

X o / -->
+,-

1.7E3 X 2E6

+o-
+ , - y E=E

20 / 4E3

12E3 – 900

48E3 / 4E6
-->
Familiarización con el équipo

Exactitud: Se refiere a que tan
lejos reside cada una de las
mediciones hechas en comparación
con el valor original.

Precisión: Es la repetibilidad de las
mediciones, tiene que ver con la
varianza de la medición.

Resolución: Es el cámbio mas
pequeño que el aparato de
medición puede detectar.

Para que una medición pueda ser
tomada como fiable, esta debe ser
exacta y repetible.
Ejercicio

Investigar estos tres datos en el
equipo de laboratorio.

Y calcular las posibles diferencias
en los valores que puede haber al
medir 200mV y 20V con el
osciloscopio y el multímetro

Medir:
Voltaje
2.2
5.0
9.65
15.0
Fuente
DMM escala
20v
DMM escala
200V
Resistencias
Ejercicios
Valor
27@10%
56@10%
180@5%
390@10%
680@5%
1.5k@20%
3.6k@10%
7.5k@5%
10k@5%
47k@10%
820k@10%
2.2M@20%
B1
B2
B3
B4
Ejercicios
Valor
22@10%
58@5%
150@5%
330@10%
560@5%
1.2k@5%
2.7k@10%
8.2k@5%
10k@5%
33k@10%
680k@10%
5M@20%
Minimo
Máximo
Medido
Desviación
Practica 2
Objetivos

Comprobar ley de ohm

Comprobar Ley de voltaje de
Kirchhof

Comprobar Ley de corriente de
Kirchhof
Desarrollo

Mediante un circuito compuesto de
una Fuente de voltaje y una
Resistencia

Mediante un circuito con diversas
resistencias en serie, midiendo los
diversos voltajes

Mediante un circuito con una
configuración en paralelo midiendo
sus corrientes
Circuito DC básico

Necesitaremos:
I.
Construir circuito

1k
II.
E= 2v I=? Teórica y práctica

6.8k
III.

33k
Repetir para todas los voltajes de
la table
IV.
Hacer lo mismo con las tres
resistencias
V.
Crear gráficas con los datos
obtenidos
Tabla
Volts
0
2
4
6
8
10
12
I Teórica
I Medida
Desviación
Circuito en série

Necesitaras

1k

2.2k

3.3k

6.8k
I.
Usando todas las resistencias y
E=10v, calcular la I teórica y
medirla.
II.
Usando la ley de Ohm usar la I
teórica y calcular los voltajes en las
resistencias llenando la tabla
correspondiente.
III.
Ahora medir con el multímetro el
voltaje en cada resistencia.
IV.
Usando las mismas resistencias pero
E=20v, calcular los voltajes en las
resistencias con la formula del
divisor de voltaje.
V.
Ademas calcular el voltaje en los
puntos Vac y Vb
Tablas
I Teórica
Voltaje
I en punto A
I en punto B
I en punto C
Teórico
Medido
Desviación
Teórico
Medido
Desviación
R1
R2
R3
Voltaje
R1
R2
R3
R4
Vac
Vb
Circuito DC en paralelo

Será necesario:

1k

2.2k

3.3k

6.8k

Usando las resistencias de 1k, 2,2k y E=8v,
determiner los voltajes en A,B y C teóricos,
Medir los vfoltajes en los mismo puntos en los
que se calculo y llenar la table correspondiente.

Aplicar la ley de Ohm para calcular las
Corrientes en R1 y R2 así como la corriente
total.

Medir las Corrientes entre el punto AB ademas
de las Corrientes en cada una de las resistencias
presents en el circuito. Calcular de forma
teórica y comparer con los valores medidos.

Ahora con el circuito no. 2 , 1k, 2.2k, 3.3k, 6.8k
y E=10v determiner de forma teórica las
Corrientes a travez de cada una de las
resistencis ademas dela corriente total y la que
pasa por el punto X, confirmer que esta sea la
suma de las Corrientes que pasen por R3 y R4
Tablas
Corriente
Teórico
Medido
Desviación
Voltaje
Teórico
Medido
Va
R1
Vb
R2
Vc
Total
Corriente
Corriente
R1
R2
Total
Teórica
R1
R2
R3
R4
Total
Ix
Teórica
Medida
Desviación
Práctica 3

Reducción de circuitos

Ley de V y C de Kirchhoff

Teórico y práctico

1k

2.2k

4.7k

6.8k
Desarrollo

Determina el voltaje A, B y C con
respecto a tierra. Llena la tabla y
posteriormente mide esos voltajes
para compararlos con los
calculados. E= 10

Determina los voltajes en A, B y C
después , E=20 y mide los voltajes
en los mismo puntos para poder
determinar si hay similitud entre
los calculados y los medidos.

Aplica el teorema de corriente de
Kirchhoff en el nodo B y calcula las
corrientes de todo el circuito.
Llena la tabla.

Aplica el teorema de corriente de
Kirchhoff en los nodos B, C, y E,
Llena la tabla.
Voltaje
Teórico
Medido
Desviación
Teórica
Medida
Desviación
Va
Vb
Vc
Corriente
R1
R2
R3
Voltaje
Teórico
Medido
Desviación
Vb
Vc
Se cumplen las leyes de Kirchhoff ?
Que puedes concluir de los voltajes
entre las diversas resistencias ?
Si se agregara una Resistencia de 10k
en paralelo en ambos circuitos que
sucedería ?
Vd
Ve
Corriente
Fuente
R1
R2
Teórica
Medida
Desviación

1k

2.2k

3.3k

6.8k

10k

22k
Construir los circuitos y llenar las tablas
correspondientes
Voltaje
Teórico
Medido
Desviación
Teórica
Medida
Desviación
Va
Vb
Vc
Vd
Corriente
R1
R2
R3
R4
Voltaje
Va
Vb
Vab
Teórico
Medido
Desviación
Práctica 4

Necesitaras

10k pot

100k pot

1k

4.7k

47k

DESARROLLO
I.
Para el primer circuito primero rota el
potenciómetro al máximo en el sentido
contrario de las manecillas del reloj, mide la
resistencia de A a W, después de W a B,
registra los datos en la tabla asignada.
II.
Ahora rota el potenciómetro a las diferentes
posiciones que están en dicha tabla y registra
los resultados.
III.
Ahora construye el circuito dos, con E= 10v y
el pot de 10k dejando Rl sin conectar registra
las mediciones que da el punto W a tierra en
lo que respecta al voltaje, varía en todas las
posiciones que se te indica. Posteriormente
usa Rl = 47k, 4.7k y 1k
IV.
Grafica los voltajes de los experimentos del
punto tres para todas las resistencias [Voltaje
vs Posición]
V.
Repetir los pasos anteriores con el pot de
100k
Circuitos
Posicion
RAW
RWB
RAW + RWB
CCW
¼
1/2
3/4
CW
Posicion
CCW
¼
½
¾
CW
VWB Open
VWB 47k
VWB 4.7k
VWB 1k
Posicion
CCW
1/4
1/2
3/4
CW
IL 1k
IL 4.7k
Practica 5

Necesitaras

4.7k

10k

.1μF

1μF

.22μF

1mH

10mH

Objetivos: Uso de capacitores e
inductores, además de que se
comprobara la forma de sumarlos
en serie y paralelo.

Uso de capacitor y su modelo
matemático, para comprobar lo
que se ha presentado en teoría en
la clase de circuitos.
Capacitores e Inductores

Medir con el multímetro los valores
de los capacitores y de los inductores
para anotarlos en las tablas
correspondientes.

Conecte los capacitores en serie y
mídalos como lo dice la tabla número
dos. (haga todas las combinaciones)

Considerando el primer circuito , con
E=5v mida los voltajes en cada uno
de los capacitores y regístrelos,
serían los mismo de manera teórica?

Usando el segundo circuito con E=10v
R1=4.7k R2=10k, C=.1μF, L=1mH, este
alcanzara el equilibrio en menos de
un segundo,determine el voltaje en
cada elemento y registre.
Tablas
Circuito 2
Rcoil
Comnfiguración
.1 µF
X
.1 µF serie .22 µF
.22 µF
X
.1 µF paralelo .22 µF
Componente
Experimental
1 mH
1 mH serie 10 mH
10 mH
1 mH paralelo 10 mH
Circuito 1
Voltaje
VC1
VC2
Teórico
Experimental
Desviación
Circuito RLC
Teórico
Experimental Desviación
Voltage
VR1
VR2
VC
VL
Teórico
Experimental Desviación
Circuito RC
C
+
R
A: v1_1
B: r1_2
20.00 V
17.50 V
15.00 V
12.50 V
10.00 V
7.500 V
5.000 V
2.500 V
0.000 V
0.000ms
2.500ms
5.000ms
7.500ms
10.00ms
12.50ms
15.00ms
Práctica 6

Objetivos

Se necesitara:

Reafirmar uso de osciloscopio

Capacitores de 0.1µF, 10 µF

Reafirmar uso de generador de
funciones

Resistencias de 1KΩ, 100Ω, 10kΩ

1 Relevador de 12 VCD o 24 VCD

Implementación de circuito de
segundo orden
Circuitos
L
R
C
B
+
A

Analice la curva, determine todos los
parámetros Mp, tr, tp, ts, y td , .

Determine el valor de la inductancia por
medio del análisis de la grafica y verifique
la función de transferencia del sistema.

Analice la curva y determine todos los
parámetros Mp, tr, tp, ts, td y determine
el valor de la función de transferencia
del sistema.
Práctiva 7

Necesitaras

Resistencias de 1K.

Capacitores de 1uF, 0.33uF

Relevador de 12 o 24VCD.

Objetivos

Comprender el funcionamiento de
un filtro

Diseñar un filtro
Desarrollo

Arme el circuito de la Figura 1.

Encuentre las características teóricas
de este filtro.

Varié la frecuencia y haga una gráfica
de amplitud de la señal. Utilice los
siguientes valores: 30, 60, 120, 200,
300, 400, 500, 600, 700, 800, 900,
1000, 1500 y 2000Hz.

Compare los resultados teóricos con
los prácticos y explique.

Cambie la señal de entrada por una
cuadrada con las mismas
características y compare resultados.

Cambie el valor de la capacitancia
por uno mayor ( mayor a 1 µF ) y
repita los incisos anteriores.
R1
1k
V1
-10/10V
C1
0.3uF
L1
10 Hz
Desarrollo parte 2

Diseñe un circuito descrito por
cada inciso y pruébelo usando los
valores del inciso 1. Explique sus
resultados teóricos y prácticos:

Filtro paso bajas con FC = 400Hz.

Filtro paso altas con FC = 800Hz.

Filtro paso banda de frecuencias
300 a 800Hz.

La frecuencia de corte del filtro es
aquella donde la amplitud de la
señal de entrada cae hasta un
70.7 % de su valor máximo. Esto
ocurre cuando XL = R = 2πFC L
(reactancia inductiva = resistencia)

Si XL = R, la frecuencia de corte
será: FC = R / 2πL

La banda de frecuencias por
debajo de la frecuencia de corte se
llama Banda de atenuación, y la
banda de frecuencias por encima
de FC se llama Banda de paso
Práctica 8

Transformador comercial de
120/12 VAC o 120/24 VAC 1A.

Resistencia de 5.6KΩ 15W, 2
resistencias de 15Ω a 15W o 20W

Capacitor electrolítico de 2200µF,
1000µF 35V ,330nF, 100µF, 100nF,
10nF

4 Diodos rectificadores 1N4007 o
1N4001

CI LM7805, LM7905 y LM317

Potenciómetro de 10K

Objetivos

El alumno aprenderá cómo se
comporta el transformador y una
de las aplicaciones más usuales.

El alumno aprenderá el
funcionamiento de un puede de
diodos y su aplicación.

El alumno aprenderá el uso de un
regulador de voltaje.
Desarrollo

Lo primero a realizar será identificar el
devanado primario y secundario del
transformador, para realizar esto se
medirá la impedancia de los dos
devanados, el que presente mayor
impedancia será el primario y el que
presente una menor será el secundario.

Se conectará el primario del
transformador que se tenga en el
laboratorio (120/24 o 120/12) al variac y
conectarás al secundario una resistencia
de carga de 5 K. (Figura 1).

Medirás el voltaje en el primario y en el
secundario, y con ellos obtendrás la
relación de vueltas del transformador.
Calcularás la relación de vueltas del
transformador de forma teórica y lo
compararás con el que se obtuvo en forma
práctica.
Ejercicio 2


El devanado primario es donde se
conectara la alimentación de 110V
AC por lo que si se realizara una
mala conexión o si se conecta el
devanado secundario en vez del
primario se producirá un corto
circuito.
Una vez que se ha identificado el
devanado primario y el secundario
armar el siguiente circuito (Figura
3).
127VAC V1
T1
60 Hz
A
D1
1N4001
B
R1
5k
Continuacion ejercicio 2
Conectar el osciloscopio en los
puntos A y B y obtener la grafica

Posteriormente conectar un
capacitor de 100uF como se
muestra en la Figura 4.

Nuevamente conectar el
osciloscopio en los puntos A y B y
obtener la grafica

Sustituir el capacitor de 100 µF por
uno de 1000µF y de nuevo obtener
la grafica.

Explique sus resultados.
127VAC V1
T1
60 Hz
A
D1
1N4001
B
+

C1
R1
5k
Ejercicio 3

Armar el siguiente circuito y
comprobar que el voltaje regulado
sea el que marca el regulador de
voltaje. Utilizar un LM7805 y
alimentar el circuito con la salida
de voltaje del ejercicio previo.
Practica 9

Resistencia de 1Ω, 10Ω, 100 Ω,
330 Ω

Capacitores de 1nF, 10nF, 100nF,
1µF, 10µF

Relevador de 24V CD

El alumno determinara la potencia
aparente y reactiva así como
interpretará lo que significa el
factor de potencia en las
aplicaciones reales.
Carga Inductiva
Determinar el ángulo de
desfasamiento entre la Tensión y
la Corriente así como el FP del
circuito
NO DATA
AC A
R2
1
V1
60 Hz
NO DATA
AC V

L1
Carga capacitiva
Determinar el ángulo de
desfasamiento entre la Tensión y
la Corriente así como el FP
NO DATA
AC A
R2
1
60 Hz
+
V1
NO DATA
AC V

C1
1uF
Carga LC en serie

Determinar el ángulo de
desfasamiento entre la Tensión y la
corriente así como el FP

Calcule el valor del capacitor para
corregir el factor de potencia del
circuito a 0.95.
NO DATA
AC A
V1
R1
1
C1
1uF
60 Hz
L1
Preguntas

¿Qué nos indica la potencia
aparente y la potencia reactiva?

¿Qué ventajas presenta corregir el
factor de potencia?

¿Cuáles son las aplicaciones
prácticas?

Si la carga fuera puramente
capacitiva, ¿Qué se tiene que
hacer para corregir el factor de
potencia?
Práctica 10

1. Energizar un sensor LM35,
verificar su funcionamiento.

2. Utilizar el sensor LM 35 para
controlar el encendido de un led a
través de un transistor.
Experimento 1
Experimento 2
Práctica 11

Material

L293D

4 push buttons

4 resistencias de 1k

2 motores de 8v o 5v

Objetivos

Comprender el funcionamiento del
circuito integrado

Controlar dos motores por
separado con señales digitales
Circuito
Procedimiento

To control M1

To control M2

If S1 and S2 is pressed, M1 will not
rotate.

If S3 and S4 is pressed, M2 will not
rotate.

If S1 and S2 is released, M1 will not
rotate.

If S3 and S4 is released, M2 will not
rotate.

If S1 is pressed and S2 is released,
M1 will rotate in one direction.

If S3 is pressed and S4 is released,
M2 will rotate in one direction.

If S1 is released and S2 is pressed,
M1 will rotate in opposite
direction.

If S3 is released and S4 is pressed,
M2 will rotate in opposite
direction.
Práctica 12

Necesitaras:

LM741

LM324

TL084

6 Resistencias de 10k

1 Resistencia de 100k

2 baterías de 9v

3 cables caimán caimán

3 o 4 electrodos para EMG

Objetivo: hacer nuestro propio
sensor de EMG
Procedimiento

Conectar de la siguiente maneta
las baterías para poder obtener
una alimentación de +9v y -9v.
Diseño y cableado

Conectar el amplificador
operacional de tal manera que
funcione para amplificar la señal
de entrada en un factor de 201.

Tome todas las resistencias a un
valor de 10k excepto R2, que valor
debe tener esta resistencia?
Prueba

Conecte a Vi2 a tierra y Vi1 a la
salida de su generador de3
funciones.

Aplique una señal senoidal con
amplitud baja con una frecuencia
de 1Khz
Uso con Electrodos

Saque sus electrodos y conéctelos
de la siguiente manera.

Con ayuda del osciloscopio observe
la salida del circuito.
GND
Vi1
Vi2
Resultados

Coloque el osciloscopio en
divisiones de 500ms, Que observa?

Que tipo del filtro cree que
ayudaría a obtener una señal
mucho más limpia? Construyalo.
Filtro

Seleccione R de tal manera que la
frecuencia de corte del filtro sea
de 10 Hz aproximadamente.
Sabiendo que el valor del capacitor
es de 1uF.
Práctica 12 parte 2

Necesitaras

1N4148 diodes

LM324

10 kΩ

Resistencias varias para el
“envelope detector” ( ver
siguiente filmina para calcularlas y
poder comprarlas)
Envelope detector y rectificador

Construir circuito según la figura
13.34 y 13.35 del libro sedra and
Smith.

Usar las siguientes formulas para
calcular el valor de los
componentes

Ganancia = -R4/R3 esta debe estar
entre -10 y -20

fc = 1/(2πR4C) la frecuencia de
corte debe estar en el rango de
.5Hz y 2 Hz
Display de leds

Se necesitara :

LM339

1 capacitor de .1uF

R1=1kΩ

R2= pot de 1KΩ

R= 1.2 kΩ aproximadamente

1 pot de 100kΩ

4 leds ( pueden ser de un solo color
o alguna convinacion de verdes
amarillos y rojos.
LM339
LM339

Conecta el pin V+ al pin de 9V
positivos y el pind GND al pin de 9V
negativos.

La manera en la que funciona es,
Si V+ > V- esta apagado, pero si V+
< V- se prende.
Libro Sedra Smith

Link para el libro Sedra Smith:

https://www.google.com.mx/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&s
qi=2&ved=0CBwQFjAA&url=https%3A%2F%2Fathena.ecs.csus.edu%2F~bransone
%2Fpub%2Febooks%2FMicroelectronic%2520Circuits.pdf&ei=5Bk5VZ6EDcnosAW
ExoHoBA&usg=AFQjCNEr91AO7DOa1KnxCvKgTXGZWunlQw&sig2=427bEa7wFs0
wkMeQI_ylVw&bvm=bv.91427555,d.b2w

Pag 619 del PDF