Informe de la Practica 3 de Circuitos Electricos. Divisor de Voltaje de Corriente

1. Informe de
Pre-laboratorio de
la Practica Pre III
– laboratorio:
U n i v e r s i d a d F e r m í n T o r o
I n g e n i e r í a E l é c t r i c a
S e m e s t r e 2 0 1 4 / 0 4
C i r c u i t o s E l é c t r i c o s 1
P r o f . J o s é Mo r i l l o
Thomas
Turkington
C.I. 20488982

2. Actividad Nro. 1: Divisores de Tensión
1. Analice el siguiente circuito, donde: R1 = 1,5 KΩ, R2 = 2,5 KΩ,
R3 = 2,2 KΩ, R4 = 6,2K Ω, R5 = 560 Ω
Circuito Nro.1
2. Determine el voltaje VA, y VR1, I. Y R total.
Calculo de RT:
R45= 6200 + 560 = 6760 Ohm.
R23 = 2500 + 2200 = 4700 Ohm
R23,45 =
1
1
4700
+( 1
)
6760
= ퟐퟕퟕퟐ 푶풉풎
RT = 1500 + 2772 = 4272 Ohm.
RT = 4272 Ohm
Calculo de Itotal:
IT = 15 V / 4272 Ohm = 3.511 mA

3. IT = 3.511 mA
Calculo de VR1: (Ley de Ohm)
VR1 = 3.511 mA * 1500 = 5.267 V
VR1= 5.27 V
El voltaje total es de 15 V, y en VR1 hay una caída de tensión de 5.267 V. Por
tanto, en VA, el voltaje será igual al voltaje total menos la caída de tensión
en VR1. Entonces:
VA = VT - VR1 = 15V – 5.267 V = 9.733 V
VA = 9.73 V
3. Con el valor de VA, aplique divisor de tensión y calcule VR2 y VR3,
VR4 y VR5.
VR2 = VA * (R2/(R2+R3)) = 9.733(2500/(2500+2200)) = 5.177 V = 5.18 V
VR3 = VA * (R3/(R2+R3)) = 9.733(2200/(2500+2200)) = 4.556 V = 4.56 V
VR4 = VA * (R4/(R4+R5)) = 9.733(6200/(6200 + 560)) = 8.927 V = 8.93 V
VR5= VA * (R5/(R4+R5)) = 9.733(560/(6200 + 560)) = 806.28mV = 806mV
4. Con estos datos, haga una tabla donde se reflejan el consumo de
potencia de cada resistencia (y el total del consumo) y la potencia que
entrega la fuente.

4. BALANCE DE POTENCIAS
Elementos Activos Elementos Pasivos (P = V2 / R)
P = E * I = 15V * 3.511 mA
= 52.67 mW
P1 = V1 ^ 2 / R1 = (5.267 V )^2 / 1500Ω = 18.49 mW
P2 = V2 ^ 2 / R2 = (5.177 V)^2 / 2500 Ω = 10.72 mW
P3 = V3 ^ 2 / R3 = (4.556 V)^2 / 2200 Ω = 9.44 mW
P4 = V4 ^ 2 / R4 = (8.927 V)^2 / 6200 Ω = 12.85 mW
P5 = V5 ^ 2 / R5 = (0.80628 V)^2 / 560 Ω = 1.16 mW
Σ 푷 = ퟓퟐ. ퟕ 풎푾 Σ 푷 = ퟓퟐ. ퟔퟔ = ퟓퟐ. ퟕ 풎푾
5. Indique varias aplicaciones prácticas del divisor de tensión. De
ejemplos.
En una resistencia en serie, el divisor de voltaje nos permite calcular el voltaje
en cada una de las resistencias sin conocer previamente la intensidad de
corriente. Hay varias aplicaciones practicas en la electrónica que utilizan este
metodo.
 Potenciometros
Un potenciómetro es una resistencia variable que se puede utilizar para crear un
divisor de voltaje ajustable.
En el interior del potenciómetro hay una sola resistencia y una aguja, la cual corta
la resistencia en dos y se mueve para ajustar la relación entre las dos mitades.
Externamente hay por lo general tres pines: dos pines conectados a cada extremo
de la resistencia, mientras que el tercero se conecta a la aguja del potenciómetro.
Si los pines de los extremos se conectan a una fuente de voltaje (uno a tierra y el
otro a la fuente), la salida en el pin central imitará un divisor de voltaje. Girando la
aguja del potenciómetro hasta el final en una dirección, el voltaje de salida puede
ser cero; girando hacia el otro lado, el voltaje de salida se aproximará al de entrada;
si la aguja está en la posición media significa que el voltaje de salida será la mitad
del de la entrada.
Los potenciómetros vienen en una gran variedad de paquetes, y tienen muchas
aplicaciones. Se pueden utilizar para crear un voltaje de referencia, ajustar las
estaciones de radio, medir la posición en un joystick, o en muchas otras
aplicaciones que requieren un voltaje de entrada variable

5.  Lectura de Sensores Resistivos
Muchos sensores en el mundo real son dispositivos sensibles de constitución
simple. Una fotocelda es una resistencia variable, que produce una resistencia
proporcional a la cantidad de luz que detecta. Otros dispositivos como los sensores
de flexión, resistencias sensibles a la fuerza (galgas) y termistores, también son
resistencias variables.
Resulta que para los microcontroladores (al menos los que tienen convertidores
de analógico a digital -ADC-) es más sencillo medir el voltaje que la resistencia.
Pero, mediante la adición de otra resistencia a los sensores resistivos, podemos
crear un divisor de voltaje para poder sensar este. Una vez conocida la salida del
divisor de voltaje, podemos calcular la resistencia del sensor.
 Cambios de nivel
Sensores más avanzados pueden transmitir sus lecturas utilizando interfaces
seriales, como UART, SPI, o I2C. Muchos de esos sensores operan a un voltaje
relativamente bajo, con el fin de conservar energía. Por desgracia, no es raro que
estos sensores de bajo voltaje se interconecten con un microcontrolador que
funciona con un voltaje superior. Esto conduce a un problema de cambio de nivel,
que tiene varias soluciones entre ellas el divisor de voltaje.
Por ejemplo, un acelerómetro ADXL345 permite un voltaje máximo de entrada de
3.3 V, por lo que si tratamos de interactuar con un Arduino (generalmente
operando a 5 V), será necesario hacer algo para reducir la señal de 5V a 3.3V. ¡Un
divisor de voltaje! Todo lo que se necesita es un par de resistencias cuya relación
dividirá una señal de 5V a 3.3V. Las resistencias en el rango de 1 kΩ – 10kΩ son
generalmente las mejores para tal aplicación, se debe tener en cuenta que esta
solución sólo funciona en una dirección. Un divisor de voltaje por sí solo nunca
será capaz de modificar un voltaje bajo a uno más alto.
6. Estudie el circuito mostrado a continuación con la resistencia de carga
indicada. Deduzca la ecuación para el cálculo de la tensión. y explique

6. cómo debe ser la relación entre la resistencia de carga y la resistencia
R2 del circuito.
Circuito Nro.2
Entiendo que la “resistencia de carga” es “RL”. Si es asi, entonces:
1. Calculamos la resistencia equivalente de R2 y RL:
R2L = 1 / [(1/1kΩ) + (1/1kΩ)] = 500 Ω
2. La tensión en R2 y RL será igual, ya que están en paralelo. Por tanto
podemos simplificar el circuito de esta manera:

7. Donde la resistencia de 500 Ω es la resistencia equivalente de R2 y
RL.
3. Si hallamos la tensión en R2L, esta será la tensión en R2 y en la
resistencia de carga RL. Aplicando el divisor de tensión:
푉2퐿 = 푉푇표푡푎푙 × (
푅2퐿
푅1 +푅2퐿
).
V2L sera la misma tensión que en R2 y RL, por tanto podemos decir:
푽푳 = 푉푇표푡푎푙 × (
푅2퐿
푅1 +푅2퐿
) = 20 푉 × (
500
) = ퟔ. ퟔퟕ 푽.
1000+500

8. Comprobamos lo antes dicho con la medición de los voltajes con el
programa simulador. Se nota que el voltaje en RL es en realidad 6.67
V, y es igual que en R2.
La relación entre R2 y RL debe ser que su voltaje es igual, ya que se
encuentran en paralelo. No importa si hay una diferencia en el valor de
R2 o de RL, el voltaje en amas resistencias, aumentara o disminuirá de
forma correspondiente, pero el uno siempre será igual que el otro.

9. Actividad Nro. 2: Divisores de Corriente
Analice el siguiente circuito, donde R1=470Ω,
R2=820Ω R3=220Ω R4=620Ω R5=560Ω y R6=1.8kΩ
Circuito Nro.3
1. Simplifique totalmente el circuito y determine R total, I. VR1 y VR2.
Req12= R1 + R2 = 470 + 820 = 1290Ω
Req56 = R5 + R6 = 1800 + 560 = 2360 Ω
1
Req4,56 =
1
620
+( 1
)
2360
= 491Ω
Req3, 456 =
1
1
220
+( 1
491
)
= 152Ω
RT = Req12 + Req3456 = 1290 + 152 = 1442Ω
IT = 12V/1442 = 8.32 mA
VR1 = IT * R1 = 8.32 * 470 = 3.91 V
VR2 = IT * R2 = 8.32 * 820 = 6.82 V
VR3 = VR4 = VT - VR1 – VR2 = 12 V – 3.91 V – 6.82 =

10. 2. Con el valor de I., calcule I3 y IX por divisor de corriente.
La regla de divisor de corriente (RDC) se usa para determinar que tanto de la
corriente que entra en un nodo se divide entre los diversos resistores en paralelo
conectados al nodo. En este caso, la corriente I3 pasa por R3, y la corriente Ix pasa
por la resistencia equivalente R456, que ya hemos calculado. Aplicando la regla:
푰ퟑ = 퐼푇 × (
푅456
푅3 +푅456
) = 8.32 × (
491
) = ퟓ. ퟕퟓ 풎푨
220+491
푰풙 = 퐼푇 × (
푅3
푅3 +푅456
) = 8.32 × (
220
) = ퟐ. ퟓퟖ 풎푨
220+491
3. Con estos datos, haga una tabla donde indique el consumo y entrega
de potencia.
BALANCE DE POTENCIAS
Elementos Activos Elementos Pasivos (P = I2 * R)
P = E * I
= 12V * 8.32 mA
= 99.84 mW
P1 = (I ^ 2) * R1 = (8.32 mA )^2 * 470Ω = 32.54 mW
P2 = (I ^ 2) * R2 = (8.32 mA )^2 * 820 Ω = 56.76 mW
P3 = (I3 ^ 2) * R3 = (5.75 mA)^2 * 220 Ω = 7.27 mW
P456 = (Ix ^ 2) * R456 = (2.58 mA)^2 * 491 Ω = 3.27 mW
Σ푷 = ퟗퟗ. ퟖ 풎푾 Σ푷 = ퟗퟗ. ퟖퟒ = ퟗퟗ. ퟖ 풎푾
Nota: La potencia P456 se calcula con la corriente Ix y la resistencia
equivalente R456.