Ingenieria electrica ss14

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Preparación para la actividad colaborativa
1. Contesta las siguientes preguntas:
a. ¿Qué produce al campo gravitacional?
b. ¿Qué produce al campo eléctrico?
c. ¿Qué produce al campo magnético?
d. ¿Qué establece el principio de conservación de la energía?
e. ¿Qué establece el principio de conservación de la carga?
f. Completa los espacios en blanco de la tabla de variables relacionada con los campos
eléctricos:
Variables relacionadas con los campos eléctricos
Variable
Carga
eléctrica
Flujo
eléctrico
Densidad
de flujo
eléctrico
Permitividad
Intensidad
de campo
eléctrico
Símbolo
Unidad
Símbolo
g. ¿Cuánto vale la permitividad en el vacío?
h. Completa los espacios en blanco de la tabla de variables relacionadas con los campos
magnéticos:
Variables relacionadas con los campos magnéticos
Variable
Flujo
magnético
Densidad
de flujo
magnético
Permeabilidad
Intensidad de
campo
magnético
Símbolo ΦE
B
Unidad Weber Wb/m2 Henry/m
Símbolo Wb Tesla H/m
2. Define: ¿cuánto vale la permeabilidad en el vacío?
Durante la actividad colaborativa
3. Reúnanse en equipos, y resuelvan los siguientes problemas:
a. ¿Qué corriente circula por un conductor por el que pasan 100C durante 5s?

b. ¿Qué diferencia de potencial está presente dentro de un campo eléctrico, si
para mover una carga de 10mC, se realiza un trabajo de 100mJ?
c. ¿Qué potencia se disipa si circula una corriente de 2A a través de una
diferencia de potencial de 12V?
d. Indiquen con una X la casilla que corresponda con la fuente indicada:
Controlada Fuente de Diagrama
Sí No Voltaje Corriente

4. Relacionen las columnas de acuerdo a su definición.
Red
eléctrica
Pueden ser las fuentes, resistencias, capacitores, inductores, transformadores,
diodos, transistores, amplificadores operacionales, etc.
Circuito Se le llama a la interconexión entre dos o más elementos eléctricos.
Elemento
de circuito
Cuando se aplica una diferencia de potencial V, entre las terminales de un
elemento resistivo con resistencia R, circula por el elemento una corriente I,
que es directamente proporcional al voltaje aplicado e inversamente
proporcional a la resistencia.
Ley de Ohm
La corriente que para por un conductor genera una intensidad de campo
magnético H cerrado alrededor de él, y la expresión matemática que lo
representa está dada por la fórmula:
Ley de
Ampere
El signo menos en la ley de Faraday nos indica que la corriente inducida
circula de acuerdo al campo magnético, que se opone a crecimiento o
decrecimiento del campo magnético inductor.
Ley de
Faraday
Se le llama así si la red formada por dos o más elementos forma una
trayectoria cerrada.
Ley de Lenz
La fuerza electromotriz (fem) inducida en un conductor que forma un
circuito cerrado —cuando pasa en medio de él un flujo magnético que varía
con el tiempo— está dada por la fórmula:
1. Observa el siguiente circuito y menciona cuántos nodos, mallas, ramas, lazos, fuentes
independientes y fuentes dependientes existen.
2. Coloca tu respuesta en la tabla adjunta.

Figura 1. Circuito de observación
Nodos Mallas Ramas Lazos
Fuentes
independientes
Fuentes
dependientes
3. Calcula la resistencia equivalente entre las terminales a y b del siguiente circuito:
Figura 2. Circuito para el cálculo de la resistencia equivalente
4. En el circuito anterior, ¿qué voltaje hay que conectar entre las terminales a y b para
que circule una corriente a través de la resistencia ?
5. En el circuito anterior, calcula los voltajes, la corriente y la potencia de la fuente de
voltaje y de cada resistencia, utilizando la LVK y la ley de Ohm:
a. Registra los valores en las tabla adjunta.
b. Demuestra que la potencia entregada por la fuente es igual a la potencia
disipada por las resistencias.
Voltaje Corriente Potencia de la
fuente
Potencia de las
resistencias
Fuente de 10 V

Totales
Tabla 1. Valores calculados de voltaje, corriente y potencia
5. Da la expresión matemática de la corriente i(t) que circula por una resistencia con las
siguientes características:
1. Longitud,
2. Sección transversal de área
3. Hecho con plata cuya resistividad
4.
Objetivo:
Distinguir el equipo de instrumentación utilizado en el laboratorio, y explicar su operación.
Identificar las normas de seguridad, el reglamento y políticas aplicables al curso de laboratorio.
Procedimiento:
a. Conocer todo el equipo (instrumentación y software), con el que se trabajará a lo largo
del curso.
b. Conocer el equipo de instrumentación.
c. Conocer las normas y medidas de seguridad, en el laboratorio, como el peligro de una
descarga eléctrica, qué hacer antes de la práctica de laboratorio, y qué hacer durante
la práctica de laboratorio
d. Describir el objetivo de cada una de las prácticas de laboratorio.
e. Conocer las políticas de trabajo y evaluación del curso.
Resultados:
a. Comenten con su instructor sobre las características más relevantes de los equipos de
instrumentación, disponibles en el laboratorio.
b. Comenten con su instructor sobre cuáles instrumentos de medición se encuentran
disponibles, en el simulador de circuitos electrónicos utilizado en tu laboratorio. Realiza
una simulación en donde utilices, al menos, 4 de estos instrumentos.
c. Conocer las normas de seguridad, y su aplicación en caso de peligro.
Reúnanse en equipos y realicen el procedimiento

Explicación:
En esta práctica de introducción al laboratorio de electrónica tendrás la oportunidad de
conocer todo el equipo, con el que trabajarás a lo largo del curso, así como las herramientas
de software, que utilizarás para el desarrollo de las prácticas.
El equipo básico del laboratorio de electrónica está conformado por:
a. Multímetro digital (DMM)
b. Osciloscopio con capacidad para análisis espectral de señales (FFT, Fast
Fourier Transform)
c. Generador de funciones
d. Fuente de poder (fuente de voltaje)
e. Pinzas de corriente
f. Computadora de trabajo con software requerido: MULTISIM, MATLAB,
OFFICE, etc.
Desarrollo de la práctica:
Haz clic en cada concepto para ver su detalle.
Multímetro digital
Los medidores digitales o multímetro digital (DMM) indican la cantidad que se está midiendo,
en una pantalla numérica, en lugar de la aguja y la escala que emplean los medidores
analógicos. Estos dispositivos están diseñados para medir voltaje de CD, voltaje de CA,
corrientes de directa y alterna, temperatura, capacitancia, resistencia, inductancia, hfe (o beta
de un transistor), conductancia, caída de voltaje en un diodo, etc.
El osciloscopio
Instrumento utilizado para medir señales de voltaje, que varían con el tiempo. Generalmente,
cuenta con dos o más canales de entrada independientes; cada entrada puede utilizarse para
medir y comparar diferentes formas de onda. Por ejemplo, la entrada y salida de un
amplificador. El osciloscopio, en su modo de operación normal, grafica tiempo sobre el eje
horizontal y voltaje sobre el vertical.
El generador de funciones
Este instrumento se utiliza para generar señales de voltaje, que varían con el tiempo,
principalmente ondas senoidales, cuadradas y triangulares, las cuales pueden ser
manipuladas en su simetría, frecuencia, periodo, amplitud, nivel de CD (DC offset) y ciclo de
trabajo, para generar otro tipo de señales.
Fuente de poder (o fuente de alimentación)
Este instrumento desempeña el papel de una batería, que proporciona voltajes y corrientes
variables, requeridos para energizar a los circuitos de cada uno de los experimentos de
laboratorio.
Software de simulación por computadora

Con estos programas podrás diseñar y simular cada una de las etapas de un circuito
electrónico, utilizando una base de datos con todo tipo de componentes, como transistores,
diodos, resistores, capacitores, inductores, transformadores, interruptores, circuitos
integrados, etc.
Amperímetro de gancho o pinza de corriente para CA
Medidor con sensor inductivo para CA, que se emplea para medir corrientes en un inductor,
sin tener que interrumpir el circuito que se mide. El medidor emplea el principio del
transformador, para detectar la corriente.
Recomendaciones de seguridad
Normas y medidas de seguridad:
a. Antes de comenzar a trabajar en el laboratorio, conoce
la ubicación de los interruptores de circuito, y conoce
qué hacer (persona y lugar) para solicitar ayuda en caso
de un accidente. Para cualquier duda, pregunta a tu
instructor en relación a este punto.
b. Nunca trabajes solo en el laboratorio.
c. No cambies las configuraciones de sistema de las
computadoras del laboratorio.
d. No muevas ni desconectes el equipo de trabajo
disponible en la mesa de trabajo.
e. No introduzcas alimentos ni bebidas al laboratorio, así
como materiales tóxicos o inflamables.
f. No coloques partes metálicas sobre la mesa de trabajo
(clips, tijeras, reglas, bolígrafos, etc.), incluyendo
alambres. Tampoco mochilas, ropa, o material que no
sea requerido para la sesión de laboratorio.
g. No uses audífonos o escuches música durante la sesión
de laboratorio.
h. Utiliza equipo con cables de alimentación, debidamente
aterrizados. Pregunta de esto a tu instructor.
i. Revisa el equipo de laboratorio, contactos, fusibles,
interruptores, cables de alimentación, mesa de trabajo, y
si observas algún daño, notifica de esto a tu instructor.
j. También indícale si observas algún otro problema, —
como humedad, goteras, chispas, vibración, sonidos
extraños—, o si recibes un choque eléctrico (cosquilleo),
al manipular algún equipo o parte de este.
k. En general, es necesario que reportes inmediatamente a
tu instructor cualquier condición de inseguridad, que
detectes en el laboratorio.

l. Ten cuidado al insertar o remover una clavija de
alimentación. Asegúrate de que el equipo
correspondiente se encuentre apagado. Nunca tires del
cordón para desconectar un equipo.
m. Cuando realices conexiones o toques algún elemento de
circuito, asegúrate de mantener el equipo apagado y
desconectado.
n. Recuerda que los capacitores pueden almacenar cargas
eléctricas y ocasionar choques eléctricos, si no se
manipulan apropiadamente, aunque no se encuentren
conectados a la energía eléctrica. Si la capacitancia es
de gran valor, esta puede cargarse a valores de voltaje
altos.
o. No trabajes en el laboratorio, si tu piel se encuentra
húmeda. Además, utiliza zapatos apropiados (no utilices
sandalias, huaraches o algún calzado con características
similares).
p. No utilices objetos metálicos, como brazaletes, collares,
anillos, cadenas, relojes de pulso, etc.
q. No te apoyes en superficies metálicas, partes de equipo,
tuberías o soportes de tu mesa de trabajo.
r. Si alguna persona recibe un choque eléctrico,
inmediatamente desconecta la energía eléctrica, y aleja
a la víctima de la fuente de electricidad, sin hacer
contacto con ella (utiliza un objeto de madera, plástico,
alguna prenda de vestir o un cinturón de plástico o piel).
Posteriormente, solicita la ayuda de tu instructor, para
que la víctima reciba atención médica especializada.
Otras medidas a considerar en el laboratorio son las siguientes
a. No excedas el voltaje, corriente o potencia, especificada
en los componentes electrónicos.
b. Observa cuidadosamente la polaridad de los capacitores
electrolíticos, los cuales pueden explotar si se conectan
de forma incorrecta.
c. Toma en cuenta que los dispositivos electrónicos
pueden sobrecalentarse en el momento de estar
operando.
d. Ten cuidado de los objetos punzocortantes, como puntas
de cables, terminales de componentes discretos y de
circuitos integrados.

e. El cautín es otro instrumento que puede causar
accidentes, si se emplea en forma descuidada. Los
cautines calientes desatendidos pueden causar
quemaduras a personas, o ser causantes de incendios.
f. Coloca siempre el cautín en su receptáculo cuando no
se esté soldando. Asegúrate de apagarlo después de
usarlo.
g. El cabello largo y la ropa suelta pueden ser peligrosos,
ya que pueden enredarse en tarjetas con circuitos
impresos, en un cautín, en cables de alimentación, o en
maquinaria en movimiento.
h. Prohibido usar la computadora de la estación de trabajo,
para navegar en la red.
i. Prohibido bajar a la computadora del laboratorio
documentos de la red.
j. Prohibido instalar, en la computadora del laboratorio,
cualquier tipo de aplicación.
1. Utiliza el análisis de nodos para calcular el voltaje, la corriente y la potencia de cada
elemento del siguiente circuito.
a. Registra los valores en la tabla adjunta.
Figura 1. Circuito para el cálculo con el análisis de nodos
fuente
Potencia de las
resistencias
Fuente de 2mA
Fuente de 5mA

Totales
2. Utiliza el análisis de mallas para calcular el voltaje, la corriente y la potencia de cada
elemento del siguiente circuito.
a. Registra los valores en la tabla adjunta.
Figura 2. Circuito para el cálculo con el análisis de mallas
fuente
Potencia de las
resistencias
Fuente de 2mA
Fuente de 5mA
Totales
Objetivo:
Generar habilidades en el manejo de la instrumentación electrónica, para la medición y
cálculos de potencia instantánea, promedio y aparente.
Procedimiento:
Realizar mediciones de voltaje y corriente —tanto en CD como en CA— sobre diferentes
circuitos, para desarrollar habilidades en el manejo del equipo de instrumentación.

Realizarás mediciones de voltaje en CD (Corriente Directa), utilizarás la fuente de poder y el
multímetro digital (DMM); se llevan a cabo las siguientes funciones:
a. Implementación del circuito
b. Ajustes del multímetro (DMM)
c. Medición de voltaje en la fuente de poder
d. Medición de voltaje en el resistor
e. Cálculos de potencia
f. Medición de voltaje eficaz (rms)
Realizarás mediciones de corriente en CD, aquí se va a medir la corriente que circula por el
resistor R; en el circuito se llevaran a cabo las siguientes funciones:
b. Medición de corriente
c. Medición de la característica voltaje-corriente
Realizarás mediciones de CD en circuitos simples; aquí comprobarás prácticamente las leyes
básicas de los circuitos serie y paralelos. Además, medirás diferentes valores de resistores y
compararás estos valores con su respectivo código de color; se llevarán a cabo las siguientes
funciones:
a. Mediciones en un circuito serie
b. Cálculos de potencia en un circuito serie
c. Mediciones en un circuito paralelo
d. Cálculos de potencia en un circuito paralelo
e. Medición de resistencias, resistencias en serie y en paralelo
Utilizar el osciloscopio y generador de funciones, para medir las características de señales de
voltaje que varían con el tiempo, las cuales se denominan señales de CA (corriente alterna).
Acciones que se deben realizar:
a. Configuración del osciloscopio
b. Conexión de puntas de prueba
c. Mediciones de voltaje de CD
d. Manejo de generador de funciones
e. Control de trigger del osciloscopio.
Mediciones de parámetros de una onda senoidal.
Resultados:
Realiza una simulación por computadora, para cada uno de los circuitos implementados en
esta práctica, y realiza una comparación entre los resultados analíticos, experimentales y de
simulación por computadora.

Con los datos obtenidos, en el inciso de mediciones de parámetros de una onda senoidal,
realiza los cálculos de potencia promedio, potencia aparente y potencia instantánea.
Describe, con base en la experiencia adquirida en esta práctica, el funcionamiento de los
principales controles del osciloscopio y del generador de funciones.
Comenta las conclusiones de la presente práctica de laboratorio, y discute brevemente los
logros obtenidos y las dificultades afrontadas.
Explicación:
En esta sección se realizan mediciones de voltaje y corriente —tanto en CD como en CA—
sobre diferentes circuitos, con el fin de que desarrolles habilidades en el manejo del equipo de
instrumentación.
Para ello, se utilizan instrumentos de medición como el osciloscopio, el generador de
funciones y el multímetro. Durante la práctica, se realizarán análisis teóricos, utilizando
diferentes técnicas analíticas en algunos de los circuitos, para posteriormente comparar estos
resultados con los que arrojan las mediciones del mismo.
Para cada una de las mediciones y cálculos efectuados, debes agregar enseguida las
unidades respectivas, por ejemplo: para mediciones de voltaje utiliza V, mV, V (rms), etc; para
las de corriente, utiliza A, mA, A (rms), etc; para frecuencia, utiliza Hz o rad/s, según el caso,
etc.
Reúnanse en equipo y realicen la práctica que se describe a continuación.
Desarrollo de la práctica
Mediciones de voltaje en CD (Corriente Directa)
1. Calcula el equivalente de Norton entre las terminales a y b del circuito mostrado:
Figura 1. Circuito para el cálculo del equivalente de Norton y de Thevenin
2. Calcula el equivalente de Thevenin entre las terminales a y b del circuito anterior.

3. Por transformación de fuentes, demuestra la equivalencia entre el equivalente de
Norton y el equivalente de Thevenin.
Figura 2. Circuito para el cálculo del equivalente de Norton y de Thevenin
5. Calcula el equivalente de Thevenin entre las terminales a y b del circuito anterior.
Objetivo:
Generar habilidades en el manejo de la instrumentación electrónica, para la determinación del
equivalente de Thevenin y Norton.
Procedimiento:
1. Cálculos analíticos. Realizar los cálculos analíticos para determinar el equivalente de
Thevenin y Norton en las terminales a y b del circuito mostrado.
2. Mediciones. Realizar mediciones de voltaje sobre la fuente de poder de 9V y sobre
las resistencias de, para determinar el equivalente de Thevenin y Norton.
Para realizar las mediciones de voltaje en CD (Corriente Directa), utilizarás el multímetro
digital (DMM); se llevan a cabo las siguientes funciones:
b. Ajustes del multímetro (DMM)
c. Medición de voltaje en la fuente de poder
d. Medición de voltaje en las resistencias
3. Simulación. Realizar la simulación del circuito implementado en esta práctica,
utilizando CircuitLab.
Resultados:
4. Realizar una comparación entre los resultados

a. Analíticos
b. Experimentales
c. De simulación por computadora
5. Comentar las conclusiones de la presente práctica de laboratorio, y discutir
brevemente los logros obtenidos y las dificultades afrontadas.
Explicación:
6. Reúnanse en equipos.
7. En esta sección, se realizan mediciones de voltaje en CD, sobre la fuente y las
resistencias del circuito.
8. Para ello, se utiliza como instrumento de medición el multímetro. Durante la práctica,
se realizará análisis teórico, utilizando las técnicas analíticas correspondientes, para
posteriormente comparar estos resultados con los que arrojan las mediciones del
mismo. Para cada una de las mediciones y cálculos efectuados, deben agregar
enseguida las unidades respectivas, por ejemplo: para mediciones de voltaje utiliza V,
mV, V (rms), etc; para las de corriente, utiliza A, mA, A (rms), etc; para frecuencia,
utiliza Hz o rad/s, según el caso, etc.
Desarrollo de la práctica: nediciones de los voltajes en CD (Corriente Directa)
9. Implementación del circuito
Implementen el circuito que se ilustra en la figura. Realicen las conexiones correctas,
manteniendo la fuente de poder apagada, observen cuidadosamente las polaridades de cada
una de las terminales de su fuente de poder. Si la fuente de poder lo permite, antes de
conectarla a tu circuito, ajusten su voltaje a su valor más bajo (por ejemplo, 0.5V), y después
apáguenla. También asegúrense que la corriente de salida de la fuente de poder se encuentre
calibrada en un valor adecuado, consulten esto con su instructor.
Utilicen resistencias con valor de
10. Ajustes del multímetro (DMM)

Enciendan el DMM y ajústenlo, para medir voltaje de CD (voltaje de corriente directa).
Conecten los cables (generalmente rojo para positivo y negro para tierra) del DMM en las
terminales apropiadas. El cable rojo se conecta a la terminal etiquetada como V o HI (esta
terminal también pueden ser de color rojo); el cable negro debe conectarse a la terminal
etiquetada como LO o COM (que también puede ser de color negro).
11. Medición de voltaje en la fuente de poder
Ahora, enciendan la fuente de poder, y observen la lectura que arroja el DMM, enseguida
ajusten el voltaje de la fuente de poder a 9 V.
Resultado de la medición
Voltaje medido en la fuente de poder V =
Resultado de la medición
Voltaje VS VS=
Voltaje V1 V1=
Voltaje V2 V2=
Voltaje V3 V3=
1. Da la expresión matemática de la corriente que circula por un inductor con las
a. Longitud
b. Diámetro de la sección redonda
c. La permeabilidad del núcleo es 225 veces la del vacío
d. El alambre da 500 vueltas.
e.
Figura 1. Inductor
2. Para el circuito mostrado, calcula los voltajes y la corriente en el inductor y en la
resistencia bajo las siguientes circunstancias:

a. Inductor de inductancia
b.
c.
d. El interruptor se cierra en un tiempo t=0
Figura 2. Circuito RL
3. Da la expresión matemática del voltaje que circula por un capacitor con las
a. Separación de las placas
b. Sección transversal de área
c. Material dieléctrico entre las placas con permitividad, 24 veces la del
vacío
d.
Figura 3. Capacitor
4. Para el circuito mostrado, calcula los voltajes y la corriente en el capacitor, y en la
a. Capacitor con capacitancia
b. Resistor con resistencia
c. El interruptor cambia de la posición x, a la posición y inicial en un tiempo t=0.
Figura 4. Circuito RC

5. Para una topología de un circuito RLC serie sin fuente, obtén:
a. La expresión para la corriente
b. Grafica
c. La expresión para el voltaje en la resistencia
d. La expresión para el voltaje en el capacitor
e. La expresión para el voltaje en el inductor
f. Grafica
Bajo las siguientes circunstancias:
a. Inductor con inductancia
b. Capacitor con capacitancia
c. Resistor con resistencia
d.
Objetivo:
Describir características y parámetros de funcionamiento de los circuitos RC y RL, con
excitación constante y senoidal.
Procedimiento:
Realizar mediciones de voltaje y corriente, tanto en CD como en CA, sobre diferentes circuitos
RC y RL, con el fin de observar su comportamiento, tanto en estado transitorio como en
estado estable senoidal; además, determinar algunos parámetros de funcionamiento.
Llevar a cabo la respuesta transitoria de un circuito RC, utilizarás el generador de funciones y
el osciloscopio, para estudiar el comportamiento de un circuito RC ante un escalón de voltaje;
se llevarán a cabo las siguientes funciones:
b. Constante de tiempo
c. Respuesta ante entrada senoidal
Lleva a cabo la respuesta transitoria de un circuito RL, utilizarás el generador de funciones y el
osciloscopio para estudiar el comportamiento de un circuito RL, ante un escalón de voltaje; se
llevarán a cabo las siguientes funciones:
b. Conecta el generador de funciones entre las terminales A y B del circuito
c. Constante de tiempo
d. Respuesta ante entrada senoidal
Resultados:

Realiza una simulación por computadora, para cada uno de los circuitos implementados en
esta práctica, y realiza una comparación entre los resultados analíticos, experimentales y de
simulación por computadora.
a. Con los datos obtenidos de ambos circuitos, responde ante entrada senoidal. Explicar
las diferencias que existen en el comportamiento de los circuitos RC y RL, ante
entradas senoidales de diferente frecuencia.
b. Describir, con base en la experiencia adquirida en esta práctica, la operación o
funcionamiento de los circuitos RC y RL.
c. Comenta las conclusiones de la presente práctica de laboratorio, y discute brevemente
los logros obtenidos y las dificultades afrontadas.
Explicación:
El circuito RC
El fenómeno encontrado, en los circuitos resistivo-capacitivos (circuitos RC), es de importancia
fundamental en el estudio de la ingeniería eléctrica. Estos circuitos pueden encontrarse dentro
los equipos electrónicos, por ejemplo, en filtros analógicos o de manera no intencional, como
un efecto de los propios conductores, los cuales presentan capacitancias parásitas y efectos
resistivos. De hecho, estos circuitos representan una de las principales razones que limitan la
velocidad en la que puede operar una computadora. Es muy importante que leas el material
que presenta tu libro de texto acerca de los circuitos RC y RL, para que te encuentres
preparado al realizar la presente práctica de laboratorio.
El comportamiento del voltaje, en el capacitor, a medida que este se carga, y que obedece la
relación:
Donde representa la constante de tiempo del circuito.
En esta sección, se realizan mediciones de voltaje y corriente, tanto en CD como en CA, sobre
diferentes circuitos RC y RL, con el fin de observar su comportamiento, tanto en estado
transitorio como en estado estable senoidal. Además, determina algunos parámetros de

funcionamiento. Durante la práctica, seguirás desarrollando habilidades en el manejo del
equipo de instrumentación. Para cada una de las mediciones y cálculos efectuados, debes
agregar enseguida las unidades respectivas, por ejemplo: para mediciones de voltaje utiliza V,
mV, V (rms), etc., y para las de corriente: A, mA, A (rms), etc.; finalmente, para frecuencia
utiliza Hz o rad/s, según el caso.
Soluciona circuitos eléctricos en el dominio del tiempo, y comprueba su
funcionamiento en el laboratorio.
Instrucciones para realizar evidencia:80%
Soluciona los siguientes circuitos eléctricos en el dominio del tiempo, tomando en
cuenta los siguientes criterios:
a. Realiza el análisis teórico
b. Comprueba tus resultados realizando el experimento con el equipo del
laboratorio
2. Observa el siguiente circuito y menciona cuántos nodos, mallas, ramas, lazos,
fuentes independientes y fuentes dependientes existen.
Escribe tu respuesta en la tabla adjunta.
Figura 1. Circuito de observación
Nodos Mallas Ramas Lazos
Fuentes
independientes
Fuentes
dependientes
2. Determina la resistencia equivalente entre las terminales a y b del siguiente
circuito:
a. Realiza el cálculo analítico
b. Comprobación práctica 1: comprueba el resultado con tres resistencias y
un multímetro

¿Qué diferencia existe entre la resistencia calculada y la resistencia medida?
Justifica la diferencia
3. En el circuito mostrado, realiza el siguiente procedimiento:
a. Coloca una fuente de voltaje independiente de 12V entre las
terminales a y b.
b. Indica con una flecha, en forma arbitraria, el sentido de la corriente que
entrega la fuente.
c. Indica con una flecha el sentido de la corriente en cada resistencia.
d. Indica con la polaridad (+ y -) el voltaje en cada resistencia.
e. Obtén todas las ecuaciones de las trayectorias posibles.
f. Obtén todas las ecuaciones de nodo posibles.
4. Para el circuito mostrado, calcula los voltajes, la corriente y la potencia de la
fuente de voltaje y de cada resistencia utilizando la LVK y la ley de Ohm:
a. Registra los valores en la tabla adjunta
b. Demuestra que la potencia (entregada) por la fuente es igual a la potencia
disipada (por las resistencias)
c. Calcula el porcentaje de la potencia en la resistencia R2 respecto a la
potencia en la fuente

Figura 4. Circuito para el cálculo de potencias
Voltaje Corriente Potencia de las
fuentes
Potencia de las
resistencias
Fuente de 10 V
Totales
Tabla 1. Valores calculados de voltaje, corriente y potencia del circuito 1
d. Cambia la resistencia
e. Registra los valores en la tabla adjunta
f. Demuestra que la potencia (entregada) por la fuente es igual a la potencia
g. Calcula el porcentaje de la potencia en la resistencia R2 respecto a la potencia
en la fuente
fuentes
Potencia de las
resistencias
Fuente de 10 V
Totales
h. Cambia la resistencia
i. Registra los valores en la tabla adjunta
j. Demuestra que la potencia (entregada) por la fuente es igual a la potencia
k. Calcula el porcentaje de la potencia en la resistencia R2 respecto a la potencia
en la fuente

fuentes
Potencia de las
resistencias
Fuente de 10 V
Totales
l. Compara los porcentajes de los tres cálculos, y responde:
i. ¿Para qué valor de R2 existe una máxima transferencia de potencia
(energía)?
ii. ¿Qué relación existe entre el valor de R2 para el que existe una máxima
transferencia de potencia (energía) y el valor de R1 de 100Ω? ?
m. Contesta la siguiente pregunta, investigando en fuentes confiables: ¿En qué
consiste el teorema de la máxima transferencia de potencia (energía)?
Comprobación práctica 2: Arma en el laboratorio el circuito mostrado en la figura 4, y
mide los voltajes y las corrientes de la fuente de voltaje y de cada resistencia. Registra
los valores en la tabla adjunta
a. Calcula la potencia de cada elemento y obtén la suma
b. ¿Qué diferencia existe entre la potencia entregada por la fuente y la potencia
disipada por las resistencias?
Justifica la diferencia
fuentes
Potencia de las
resistencias
Fuente de 10 V
Totales
Tabla 4. Valores medidos de voltaje, corriente y potencia del circuito 4

Figura 5. Circuito para el cálculo del equivalente de Norton
6. Calcula el equivalente de Thevenin entre las terminales a y b del circuito
mostrado:
Figura 6. Circuito para el cálculo del equivalente de Thevenin
7. Da la expresión matemática de la corriente i(t) que circula por un capacitor con
las siguientes características:
a. Separación, d= 2μm
b. Sección transversal de área, 10 cm2
c. Con un material dieléctrico entre las placas con permitividad 1.25 veces
la del vacío
d.
Figura 7. Capacitor
8. Para el circuito mostrado, calcula los voltajes y la corriente en el inductor y en la
a. Inductor de longitud l = 1cm
b. Sección transversal de área, 4mm2
c. Alambre con 125 vueltas
d. Con un núcleo de permeabilidad 25 veces la del vacío
e. ,
f.
g. El interruptor se cierra en un tiempo t=0:

Figura 8. Circuito RL sin fuente
Comprobación práctica 3: comprueba los resultados en el laboratorio.
9. Para una topología de un circuito RLC serie sin fuente críticamente amortiguada,
obtén:
a. El valor de la resistencia R
b. La expresión para la corriente i(t)
c. La gráfica de i(t)
Bajo las siguientes circunstancias:
a. Inductor de inductancia L = 10 mH
b. Capacitor con capacitancia C = 1pF
c. El interruptor se cierra en un tiempo t=0
Comprobación práctica 4: comprueba sus resultados en el laboratorio.
Objetivos:
 Analizar, teóricamente y de forma experimental, la forma de onda senoidal.
 Analizar, teóricamente y de forma experimental, la respuesta forzada a funciones
senoidales
Haz clic en los botones para ver la información.
Procedimiento
 Analizar teóricamente y de forma experimental, la forma de onda senoidal, con el
fin de determinar los componentes de amplitud, periodo, frecuencia y fase; se
implementa el circuito 1 y se realizan las siguientes mediciones:
o Amplitud
o Periodo
o Frecuencia

o Ángulo de fase
 Analizar, teóricamente y de forma experimental, la relación de fases entre una
señal adelantada y una señal atrasada; se implementa el circuito 2 y se realizan
las siguientes mediciones:
o Amplitud
o Periodo
o Frecuencia
o Ángulo de fase
Resultados
 Tabular las características de las formas de onda:
o Amplitud
o Periodo
o Frecuencia
o Ángulo de fase
 Determinar la frecuencia de la señal.
 Graficar las formas de onda senoidal:
o Indicar el valor de la amplitud
o Indicar el valor del periodo
o Indicar el valor del ángulo de fase
Equipo y material
 Generador de funciones
 Osciloscopio
 Resistor
 Capacitor
Procedimiento
Explicación:
Una onda senoidal se compone de amplitud , frecuencia y ángulo de fase .

Figura 1. Ondas senoidales
Imagen obtenidas de http://www.wolframalpha.com/
Solo para fines educativos.
 La señal azul tiene una amplitud , un periodo y un ángulo de
fase .
 La señal morada tiene una amplitud , un periodo y un ángulo de
fase .
En esta sección se analizarán varias formas de onda generadas por el generador de
funciones; este análisis se llevará a cabo realizando mediciones de la amplitud de
voltaje, del periodo de la señal y de su ángulo de fase.
Para cada una de las mediciones y cálculos efectuados, se deben agregar enseguida las
unidades respectivas, por ejemplo: para mediciones de voltaje, utiliza mV, V (rms), etc.;
para las de tiempo s, ms, etc.; y para las del ángulo de fase utiliza grados o rad
(según el caso).
I. Forma de onda senoidal: circuito 1
a. Implementa el siguiente circuito, y realiza los cálculos y las mediciones que se
indican más adelante.
Circuito 1. Forma de onda senoidal

b. Coloca el generador de funciones en señal senoidal.
c. Con las amplitudes AG y frecuencias FG mostradas en la tabla, mide con el
osciloscopio la amplitud y el periodo de cada señal.
d. Calcula la frecuencia y la frecuencia angular de cada medición.
e. Anota los resultados de estas mediciones y de estos cálculos en la siguiente
tabla.
f. Grafica las formas de onda de cada experimento.
Generador de funciones Medición con el osciloscopio Cálculos
Amplitud AG Frecuencia FG
Amplitud
AO
Periodo
PO = T
Frecuencia Frecuencia angula
AG1 = 1 V 100Hz
AG 5 = 5 V 550Hz
AG 10 = 10 V 1kHz
Tabla 1. Forma de onda senoidal
II. Forma de onda senoidal desfasada: circuito 2
a. Implementa el siguiente circuito, con y realiza los cálculos
y las mediciones que se indican más adelante.
Circuito 2. Forma de onda senoidal desfasada

osciloscopio la amplitud, el periodo y el desfasamiento que existe entre las dos
señales (o en grados) de cada señal, tanto en el canal 1 (C1) como en el
canal 2 (C2).
d. Calcula la frecuencia , la frecuencia angular y el
desfasamiento (o en grados) de cada medición.
e. Mide el desfasamiento.
f. Anota los resultados de estas mediciones y de estos cálculos en la siguiente
tabla.
g. Grafica las formas de onda de cada experimento.
Generador de
funciones
Medición con el osciloscopio Cálculos
Amplitud
AG
Frecuencia
FG
Amplitud
Vi
Amplitud
Vo
Periodo
PO = T
Desfasamiento Frecuencia
Frecuencia
angular
AG1 = 1
V
100 Hz
AG 5 = 5
V
550 Hz
AG 10 =
10 V
1 kHz
Tabla 2. Forma de onda senoidal desfasada.
III. Escribe las reflexiones finales sobre lo que aprendiste.

1. Dado el circuito mostrado en la figura:
a. Calcula la corriente en la resistencia para los valores de
dados en la tabla.
b. Demuestra que la corriente en la resistencia del circuito mostrado es lineal:
i. Comprobamos la aditividad
ii. Comprobamos la homogeneidad
=
=
=
2. Sobre la misma gráfica, representa fasorialmente a:
a.
b.
c.
Objetivo
 Analizar, teóricamente y de forma experimental, la dependencia de la frecuencia
en las reactancias.
Procedimiento

en las reactancias capacitivas, con el fin de determinar los componentes de
amplitud y fase; se implementa el circuito 1 y se realizan las siguientes
mediciones:
o Amplitud de corriente
o Amplitud de voltaje
en las reactancias inductivas, con el fin de determinar los componentes de
amplitud y fase; se implementa el circuito 1 y se realizan las siguientes
mediciones:
Resultados
 Tabular las características de las mediciones
Equipo y material
 2 Multímetros digitales:
o Voltímetro
o Amperímetro
 Resistor
 Capacitor
 Bobina (inductor): puede ser la bobina de algún relevador o transformador.
Procedimiento
Explicación:
1. Una impedancia capacitiva está dada por la fórmula:
En la que la reactancia es la componente:

Figura 1. Impedancia capacitiva (magnitud) en función de la frecuencia
2. Una impedancia inductiva está dada por la fórmula:
En la que la reactancia es la componente:
Figura 2. Impedancia inductiva (magnitud) en función de la frecuencia
En esta sección se analizará la respuesta a varias formas de onda generadas por el
generador de funciones.

Este análisis se llevará a cabo realizando mediciones de la amplitud de voltaje y de su
ángulo de fase.
para las de tiempo s, ms, etc.; y para las del ángulo de fase utiliza grados o rad
(según el caso).
I. Impedancia capacitiva: circuito 1
a. Implementa el siguiente circuito con y realiza los cálculos
Circuito 1. Medición de la reactancia capacitiva
amperímetro la corriente que se entrega al capacitor para cada señal.
d. Mide con el voltímetro el voltaje que se entrega al capacitor para cada señal.
tabla:
o ¿Qué diferencia existe entre la reactancia y la
reactancia ?
Generador de funciones
Medición con el
Amperímetro
Cálculos
Amperes Volts Reactancia Reactancia
AG1 = 10 V 100 Hz

AG 5 = 10 V 550 Hz
AG 10 = 10 V 1 kHz
Tabla 1. Reactancia capacitiva
II. Impedancia inductiva: circuito 2
a. Implementa el siguiente circuito con (recuerda que puede ser la
bobina de algún relevador o transformador), y realiza los cálculos y las
mediciones que se indican más adelante.
Circuito 2. Medición de la reactancia inductiva
amperímetro la corriente que se entrega al inductor (bobina) para cada señal.
d. Mide con el voltímetro el voltaje que se entrega al inductor (bobina) para cada
señal.
tabla:
o ¿Qué diferencia existe entre la reactancia y la
reactancia ?
Generador de funciones
Medición con el
Amperímetro
Cálculos
Amperes Volts Reactancia Reactancia

AG1 = 10 V 100Hz
AG 5 = 10 V 550Hz
AG 10 = 10 V 1kHz
Tabla 2. Reactancia inductiva
III. Escribe tus reflexiones finales sobre lo que aprendiste.
1. Obtén la representación fasorial del voltaje si:
a.
b.
c. .
2. Si se tiene una , calcula la impedancia y admitancia de una:
a.
b.
c.
3. Aplica las LTK en el circuito mostrado, para calcular la corriente que circula por la
trayectoria cerrada, si , si se tiene una .
4. Aplica las LCK en el circuito mostrado para calcular el voltaje entre los nodos,
si si se tiene una .

Objetivo:
 Analizar, teóricamente y de forma experimental, la relación fasorial para R, L y C
Procedimiento
 Analizar, teóricamente y de forma experimental, la relación fasorial para un
resistor R. Esto con el fin de determinar los componentes de amplitud y fase; se
o Amplitud de la corriente
o Amplitud del voltaje
o Ángulo de fase
inductor L. Esto con el fin de determinar los componentes de amplitud y fase; se
o Ángulo de fase
capacitor C. Esto con el fin de determinar los componentes de amplitud y fase;
se implementa el circuito 1 y se realizan las siguientes mediciones:
o Ángulo de fase
Resultados
 Tabular las características de las formas de onda:

o Ángulo de fase
 Graficar los fasores medido
o Indicar el valor de la amplitud
o Indicar el valor del ángulo de fase
Equipo y material
 Osciloscopio
 Resistor
 Capacitor
 Bobina (inductor) que puede ser la bobina de algún relevador o transformador
Procedimiento
Explicación:
1. Una relación fasorial en un resistor está dada por la fórmula (Ley de Ohm):
Si , entonces
El ángulo de fase y el ángulo de fase como se ilustra en la figura
1.
El fasor del voltaje es
El fasor de la corriente es
Figura 1. Relación fasorial en un resistor
2. Una relación fasorial en un inductor está dada por la fórmula:
Si entonces

El ángulo de fase y el ángulo de fase como se ilustra en la
figura 2:
Figura 2. Relación fasorial en un capacitor
3. Una relación fasorial en un capacitor está dada por la fórmula:
Si entonces
El ángulo de fase y el ángulo de fase como se ilustra en la figura
3:
Figura 3. Relación fasorial en un capacitor
En esta sección se analizará la representación fasorial de una forma de onda generada
por el generador de funciones sobre un resistor, sobre un inductor y sobre un
capacitor.
Este análisis se llevará a cabo realizando mediciones de la amplitud de voltaje, de la
amplitud de la corriente y de su ángulo de fase.

para las de corriente, utiliza mA, A (rms), etc.; para las de tiempo s, ms, etc.; y para las
del ángulo de fase utiliza grados o rad (según el caso).
I. Fasor resistivo: circuito 1
a. Implementa el siguiente circuito con ; realiza los cálculos y
las mediciones que se indican más adelante.
Circuito 1. Medición del fasor resistivo
b. Coloca el generador de funciones en señal senoidal, con amplitud y
frecuencia
c. Mide con el osciloscopio la amplitud del voltaje en la resistencia .
Nota: la medición sobre la resistencia r debe ser invertida (INV).
La corriente en el circuito será:
d. Mide con el osciloscopio la amplitud del voltaje en el resistor .
e. Mide con el osciloscopio la diferencia de fase entre la señal y .
f. Grafica los fasores del experimento.
II. Fasor inductivo: circuito 2
a. Implementa el siguiente circuito con (recuerda que puede ser la
bobina de algún relevador o transformador), y realiza los cálculos y las

Circuito 2. Medición del fasor inductivo
frecuencia .
d. Mide con el osciloscopio la amplitud del voltaje en el inductor L.
III. Fasor capacitivo: circuito 3
a. Implementa el siguiente circuito con y realiza los cálculos
Circuito 3. Medición del fasor capacitivo
frecuencia

d. Mide con el osciloscopio la amplitud del voltaje en el capacitor C.
IV. Escribe tus reflexiones finales de lo que aprendiste.
1. Si en el circuito mostrado calcular:
a. aplicando divisor de corriente
b.
c.
d.
e.
f.
2. Si en el circuito
mostrado
. Utilizando el análisis de nodos, calcula:

a. Los voltajes de nodo:
i.
ii.
b. Los voltajes de los elementos:
i.
ii.
iii.
c. Las corrientes de los elementos:
i.
ii.
iii.
Objetivo:
 Analizar, teóricamente y de forma experimental, un circuito RC de corriente
alterna a base de nodos.
Procedimiento
alterna a base de nodos, con el fin de determinar los componentes de amplitud y
fase de los voltajes de nodo:
o Se implementa el circuito y se realizan mediciones de amplitud de voltaje
o Se calcula la amplitud de la corriente de cada elemento.
Resultados
 Tabular las características de los voltajes de nodo:
o V1

o V2
 Tabular las características de los voltajes de los elementos:
o Vi
o R1
o R2
o R3
o C
 Tabular las características de las corrientes de los elementos:
o Vi
o R1
o R2
o R3
o C
Equipo y material
 Multímetro digital:
o Voltímetro
 Resistor
 Resistor
 Resistor
 Capacitor
Procedimiento
Explicación:
El análisis de nodos se realiza con las siguientes ecuaciones:
Nodo V1:
Nodo V2:
En la que:
1. es la fuente de corriente que llega al nodo V1.
2. es la fuente de corriente que llega al nodo V2.
3. es la suma de admitancias en el nodo V1.

4. es la suma de admitancias en el nodo V2.
5. es la admitancia que conecta el nodo 1 con el nodo 2.
6. es la admitancia que conecta el nodo 1 con la fuente de voltaje.
7. es la admitancia que conecta el nodo 2 con el nodo 1.
Además, sabemos que:
En esta sección se analizará un circuito RC de corriente alterna a base de nodos. Este
análisis se llevará a cabo realizando mediciones de la amplitud de voltaje y de la
amplitud de la corriente.
Análisis de nodos:
Parte teórica:
1. Aplicando el análisis de nodos, calcula los voltajes de nodo y del circuito
mostrado.
2. Con estos valores, calcula los voltajes y las corrientes en cada elemento del
circuito
3. Anota los resultados de estos cálculos en la siguiente tabla:
Elemento Voltaje Corriente
Vi
R1
R2

R3
C
Tabla 1. Cálculos teóricos
Parte práctica:
4. Implementa el siguiente circuito
con , y realiza los cálculos y las
Circuito 1. Análisis de nodos
5. Coloca el generador de funciones en señal senoidal, con amplitud y
frecuencia
6. Mide con el voltímetro la amplitud de V1.
8. Calcula la corriente en:
a. R1
b. R2
c. R3
d. C
9. Anota los resultados de estas mediciones y de estos cálculos en la siguiente
tabla:
Vi
R1

R2
R3
C
Tabla 2. Mediciones y cálculos prácticos
10. Compara los resultados de los cálculos teóricos reportados en la tabla 1 con las
mediciones, y cálculos prácticos reportados en la tabla 2.
11. Escribe tus reflexiones finales de lo que aprendiste.
1. Si en el circuito mostrado , calcular:
a. aplicando divisor de voltaje
b.
c.
d.
e.
f.
3. Si en el circuito
mostrado
. Utilizando el análisis de mallas, calcular:

a. Las corrientes de malla:
i.
ii.
b. Las corrientes de los elementos:
i.
ii.
iii.
c. Los voltajes de los elementos:
i.
ii.
iii.
Objetivo:
alterna a base de mallas.
Procedimiento
alterna a base de mallas, con el fin de determinar los componentes de amplitud y
fase de las corrientes de malla:
o Se implementa el circuito y se realizan mediciones de amplitud de voltaje
o Se calcula la amplitud de la corriente de cada elemento
Resultados
 Tabular las características de las corrientes de malla:
o I1
o I2

 Tabular las características de las corrientes de los elementos:
o Vi
o R1
o R2
o R3
o C
 Tabular las características de los voltajes de los elementos:
o Vi
o R1
o R2
o R3
o C
Equipo y material
 Multímetro digital:
o Voltímetro
 Resistor
 Resistor
 Resistor
 Capacitor
Procedimiento
Explicación:
El análisis de mallas se realiza con las siguientes ecuaciones:
Malla 1:
Malla 2:
Ecuaciones 1
En la que:
1. es la fuente de voltaje dentro de la malla .
2. es la fuente de voltaje dentro de la malla .

3. es la suma de impedancias en la malla .
4. es la suma de impedancias en la malla .
5. es la impedancia que comparte la malla con la malla .
6. es la impedancia que comparte la malla con la malla .
Además, sabemos que:
En esta sección se analizará un circuito RC de corriente alterna a base de mallas. Este
análisis se llevará a cabo realizando mediciones de la amplitud de voltaje y de la
amplitud de la corriente.
Análisis de mallas:
Parte teórica:
1. Aplicando el análisis de mallas, calcula las corrientes de malla e del circuito
mostrado.
2. Con estos valores, calcula los voltajes y las corrientes en cada elemento del
circuito
3. Anota los resultados de estos cálculos en la siguiente tabla:
Vi
R1
R2

R3
C
Tabla 1. Cálculos teóricos
Parte práctica:
4. Implementa el siguiente circuito
con y realiza los cálculos y las
Circuito 1. Análisis de mallas
5. Coloca el generador de funciones en señal senoidal, con amplitud y
frecuencia
8. Calcula la corriente en:
a. R1
b. R2
c. R3
d. C
9. Anota los resultados de estas mediciones y de estos cálculos en la siguiente
tabla:
Elemento Voltaje medido Corriente calculada
Vi
R1

R2
R3
C
Tabla 2. Mediciones y cálculos prácticos
10. Compara los resultados de los cálculos teóricos reportados en la tabla 1 con las
mediciones y cálculos prácticos reportados en la tabla 2.
Soluciona circuitos eléctricos en el dominio de la frecuencia y comprueba su
funcionamiento en el laboratorio.
Instrucciones para realizar evidencia:
1. Dada una onda senoidal con amplitud , frecuencia y ángulo de
fase , obtén sus representaciones:
a. Algebraica
b. Gráfica
2. Representa gráficamente la relación de adelanto-atraso entre las
señales y .
3. Obtén la respuesta forzada para un circuito RLC serie con fuente,
si .
4. Dado el circuito mostrado en la figura:
a. Calcula la corriente en la resistencia para los valores de
dados en la tabla.

=
=
=
b. Demuestra que la corriente en la resistencia del circuito mostrado es
lineal:
i. Comprobamos la aditividad
ii. Comprobamos la homogeneidad
5. Sobre la misma gráfica, representa fasorialmente a:
a.
b.
c.
6. Dados los siguientes elementos de circuitos
y una fuente de voltaje :
a. Calcula la impedancia y admitancia de cada elemento.
b. Obtén la representación fasorial .
7. Para el circuito mostrado:
a. Calcula el voltaje y la corriente en cada elemento utilizando los siguientes
procedimientos:

b. Aplicar el análisis de nodos
Fuente de voltaje
Fuente de corriente
c. Aplicar el análisis de mallas
Fuente de voltaje
Fuente de corriente
d. Comprueba LTK en la trayectoria .
e. Comprueba LCK en el nodo con los elementos R, L, C y fuente de
corriente.
Objetivos:
 Analizar teóricamente y de forma experimental la potencia promedio en estado
estable senoidal.

Procedimiento
 Analizar de forma experimental la potencia promedio en estado estable senoidal;
se implementa el circuito 1 y se realizan las siguientes mediciones:
o Voltaje
o Corriente
 Analizar teóricamente la potencia promedio en estado estable senoidal; con los
datos en la tabla 1 se realizan los siguientes cálculos:
o Potencia promedio
o Resistencia “real”
o % de error
Resultados
 Tabular las características de las mediciones:
o Voltaje
o Corriente
o Potencia
o % de error
 Demostrar que se cumple el principio de conservación de la energía.
 Demostrar que el error está dentro de la tolerancia indicada por las resistencias.
Equipo y material
 Transformador: y
 Multímetro
 Resistores
Explicación:
El cálculo de la potencia, tanto en la fuente como en las resistencias:
El cálculo de la resistencia “real” se calcula con la fórmula:

El valor de la resistencia “real” debe caer dentro del rango siguiente (La tolerancia se
coloca en forma absoluta y no en porcentaje: ):
La tolerancia en las resistencias se muestra:
1. En la cuarta columna para 20% (sin color), 10% (plateado), 5% (dorado)
2. En la quinta columna para 2% (rojo) y 1% (café)
Color Valor
Negro 0
Café 1
Rojo 2
Naranja 3
Amarillo 4
Verde 5
Azul 6
Violeta 7
Gris 8
Blanco 9
Tabla 1. Color en las resistencias

El cálculo del error, debido a la tolerancia de las resistencias se calcula con la fórmula:
1. En esta práctica se medirá y se calculará la potencia de varios elementos de
circuito.
2. También se calculará la resistencia “real” y se determinará si está dentro de la
tolerancia indicada.
Este análisis se llevará a cabo realizando mediciones del voltaje y de la corriente.
unidades respectivas, por ejemplo: para mediciones de voltaje, utiliza mV, V (rms), etc.,
para las de tiempo s, ms, etc. y para las del ángulo de fase utiliza grados o rad
(según el caso).
Cálculo de potencias: circuito 1
1. Implementa el siguiente circuito y realiza los cálculos y las mediciones que se
indican más adelante.
Circuito 1: Cálculo de potencias
2. Utiliza el secundario del transformador como fuente de alimentación
del circuito mostrado.
3. Mide con el multímetro el voltaje y la corriente en cada elemento del circuito y
registra tu medición en la tabla 2.
4. Calcula la potencia de cada elemento y registra tus cálculos en la tabla 2.
5. Calcula la resistencia “real” de cada elemento y registra tus cálculos en la tabla
2.
Elemento Voltaje Corriente Potencia Resistencia “real” Err
Fuente

Resistencia
Resistencia
Resistencia
Tabla 2. Resultados
6. Demuestra que se cumple el principio de conservación de la energía.
7. Demuestra que el error está dentro de la tolerancia indicada por las resistencias.
. Calcula el valor efectivo de una señal de voltaje:
Sugerencia: divide la integral en dos intervalos.
2. Calcula el valor efectivo de la señal periódica mostrada en la figura.
Sugerencia: divide la integral en dos intervalos.
3. Calcula el voltaje pico del voltaje de fase .
4. Se desea instalar un sistema de protección para el circuito de iluminación de un edificio
alimentado con el voltaje de fase , por lo que es necesario calcular la
corriente que consume la carga de . Calcula la corriente .

Objetivos:
 Analizar teóricamente y de forma simulada la potencia promedio con los valores
efectivos de corriente y voltaje, utilizando el programa LTSpice.
Procedimiento
 Utiliza el programa LTSpice para analizar la potencia promedio utilizando valores
efectivos de corriente y voltaje.
 Se implementa el circuito 1 y se realizan las siguientes mediciones:
o Voltaje
o Corriente
 Analizar teóricamente la potencia promedio con los valores efectivos de
corriente y voltaje. Con los datos en la tabla 1 se realizan los siguientes
cálculos:
o Potencia promedio
o % de error
Resultados
o Voltaje
o Corriente
o Potencia
o % de error
 Demostración de que se cumple el principio de conservación de la energía.
 Demostración de que el error está dentro de la tolerancia indicada por las
resistencias (5%).
 Comparación de los resultados generados en la práctica 11.
Equipo y material
 PC con el simulador de circuitos LTSpice.
Explicación:

El cálculo de la potencia tanto en la fuente como en las resistencias:
El cálculo de la resistencia “real” se calcula con la fórmula:
El valor de la resistencia “real” debe caer dentro del rango siguiente (La tolerancia se
coloca en forma absoluta y no en porcentaje: ):
En esta práctica se medirá y se calculará la potencia de varios elementos de circuito.
Este análisis se llevará a cabo realizando mediciones del voltaje y de la corriente con el
LTSpice.
(según el caso).
1. Implementa el siguiente circuito con el LTSpice:
a. V1 es una fuente senoidal de lo que equivale
a
b. Las resistencias con una tolerancia de 5% y potencia .
Circuito 1: Cálculo de potencias
2. Realiza los cálculos y las mediciones que se indican más adelante.
3. Mide con el multímetro el voltaje y la corriente en cada elemento del circuito y
registra tu medición en la tabla 2.

Elemento Voltaje Corriente Potencia Resistencia “real” Err
Fuente
Resistencia
Resistencia
Resistencia
Tabla 2. Resultados
5. Demuestra que se cumple el principio de conservación de la energía.
6. Compara los resultados de la tabla 2 con los resultados de la tabla 2 de la
práctica 11.
Contesta los siguientes ejercicios.
1. ¿Qué capacitancia se necesita para obtener una potencia aparente de 500VAR al
colocarlo en una línea de alimentación de ?
2. ¿Qué inductancia se necesita para obtener una potencia aparente de 500VAR al
colocarlo en una línea de alimentación de ?
3. ¿Qué capacitancia se necesita para corregir el factor de potencia a si se
tiene una carga inductiva que consume una potencia trabajando con un
voltaje a una frecuencia y con un factor de potencia actual
de ?
4. Una tina de cromado que se alimenta con un voltaje de CA a una
frecuencia se modela con un resistor en paralelo con un
capacitor obtenga:
a. Los voltajes y corrientes en cada elemento del circuito.
b. La potencia aparente que entrega en la fuente.
c. La potencia en cada elemento

d. El factor de potencia de la fuente
Elemento Voltaje Corriente Potencia Factor de poten
Fuente
R
C
Objetivos:
 Analizar teóricamente y de forma simulada la potencia aparente utilizando
valores efectivos de corriente y voltaje utilizando el programa LTSpice.
Procedimiento
 Utiliza el programa LTSpice para analizar la potencia aparente utilizando valores
efectivos de corriente y voltaje.
 Se implementa el circuito 1 y se grafican las siguientes mediciones:
o Voltaje
o Corriente
 Analizar teóricamente la potencia aparente con los valores efectivos de corriente
y voltaje graficados. Con los datos en la tabla 1 se realizan los siguientes
cálculos:
o Potencia compleja
o Factor de potencia
Resultados
o Voltaje
o Corriente
o Potencia aparente

o Potencia real
o Potencia reactiva
Equipo y material
Explicación:
La potencia aparente en VA (Volt Ampere) se compone de la potencia real en W
(Watt) en cuadratura con la potencia reactiva en VAR (Volt Ampere Reactivo):
En la que y
LTSpice.
unidades respectivas, por ejemplo para mediciones de voltaje utiliza mV, V (rms), etc.,
(según el caso).
V1 es una fuente senoidal de
Circuito 1: Cálculo de potencia aparente

3. Grafica el voltaje en la fuente ( Nodo_1):
4. Mide los parámetros:
a. Voltaje pico que puede ser medido directamente con los cursores del
LTSpice.
b. Periodo que puede ser medido directamente con los cursores del
LTSpice.
5. Calcula el voltaje efectivo (RMS) con la fórmula:
a. Registra el resultado en la tabla 1 y comprueba que es
b. Calcula la frecuencia con la fórmula y comprueba que
es
6. Grafica la corriente en la fuente:
a. Mide la corriente pico que puede ser medido directamente con los
cursores del LTSpice.
b. Mide el desfasamiento entre la señal de voltaje y la de
corriente .
c. Comprueba que
7. Calcula la corriente efectiva (RMS) con la fórmula:
8. Registra el resultado en la tabla 1.
9. Repite los pasos 3 a 8 pero con la resistencia solo que en el paso 6.c.
comprueba que
10. Repite los pasos 3 a 8 pero con la inductancia solo que en el paso 6.c.
comprueba que
12. Calcula el factor de potencia de cada elemento y registra tus cálculos en la tabla
1.

Elemento Voltaje Corriente Potencia
Factor de
potencia
Fuente:
Resistencia:
Inductancia:
Tabla 1. Resultados
13. Comprueba que
14. Escribe tus reflexiones finales sobre lo que aprendiste.
1. Utilizando la notación de doble subíndice, calcular si
, y .
2. Convierte la notación del siguiente circuito a notación de doble subíndice:
3. Si a un sistema monofásico de tres hilos se le coloca una carga
balanceada calcular los voltajes y corrientes en cada elemento del
circuito.
4. Si a un sistema monofásico de tres hilos se le coloca una carga
balanceada calcular:
a. Las potencias entregadas por las fuentes.
b. Las potencias en la impedancia.
c. Comprueba que la suma de las potencias entregadas por las fuentes es igual a
la suma de las potencias recibidas por las impedancias.

Objetivos:
 Analizar teóricamente y de forma simulada los sistemas monofásicos de tres
hilos con carga balanceada utilizando el programa LTSpice.
Procedimiento
 Utiliza el programa LTSpice para analizar la potencia aparente con los valores
efectivos de corriente y voltaje de un sistema monofásico de tres hilos con carga
balanceada
o Voltaje
o Corriente
 Analizar teóricamente la potencia aparente utilizando valores efectivos de
corriente y voltaje graficados. Con los datos en la tabla 1 se realizan los
siguientes cálculos:
o Potencia compleja
Resultados
o Voltaje
o Corriente
o Potencia aparente
o Potencia real
o Potencia reactiva
Equipo y material
Explicación:
Un sistema monofásico de tres hilos (a, b y n) cuenta con dos fuentes idénticas y con
carga balanceada.

Figura 1. Sistema monofásico de tres hilos con carga balanceada
En la que
Debido a la propia simetría del sistema, cada fuente entrega la misma energía y cada
impedancia recibe también la misma energía:
En la que y
LTSpice.
unidades respectivas, por ejemplo para mediciones de voltaje, utiliza mV, V (rms), etc.
Para las de tiempo s, ms, etc., y para las del ángulo de fase utiliza grados o rad
(según el caso).
V1 y V2 son fuentes senoidales de
Circuito 1: Sistema monofásico

3. Grafica el voltaje en la fuente 1 ( Nodo_1):
a. Voltaje pico , que puede ser medido directamente con los cursores del
LTSpice.
b. Periodo , que puede ser medido directamente con los cursores del
LTSpice.
5. Calcula el voltaje efectivo (RMS) con la fórmula:
es
7. Grafica la corriente en la fuente 1:
a. Mide la corriente pico que puede ser medido directamente con los
corriente .
c. Comprueba que
9. Repite los pasos 3 a 8, pero con la resistencia. Solo que en el paso 6.c.
comprueba que
10. Repite los pasos 3 a 8 pero con la capacitancia. Solo que en el paso 6.c.
comprueba que
1.

13. Repite los pasos 3 a 12 pero con la fuente 2.
Factor de
potencia
Fuente V1:
Resistencia:
Inductancia:
Fuente V2:
Resistencia:
Inductancia:
Tabla 1. Resultados
14. Comprueba que la energía entregada por las fuentes es igual a la disipada por
las resistencias mas la almacenada por los capacitores de tal forma
que
reparación para la actividad colaborativa
Objetivos:
 Analizar teóricamente y de forma simulada los sistemas trifásicos con carga
balanceada, utilizando el programa LTspice.

Procedimiento
 Utiliza el programa LTSpice para analizar la potencia aparente utilizando valores
efectivos de corriente y voltaje de un sistema trifásico con carga balanceada
o Voltaje
o Corriente
 Analizar teóricamente la potencia aparente utilizando valores efectivos de
corriente y voltaje graficados. Con los datos en la tabla 1 se realizan los
siguientes cálculos:
o Potencia compleja
Resultados
o Voltaje
o Corriente
o Potencia aparente
o Potencia real
o Potencia reactiva
Equipo y material
Explicación:
Un sistema trifásico en estrella consta de cuatro hilos (a, b, c y n).
a. En un extremo se encuentran tres fuentes con el mismo voltaje pero desfasadas
entre sí 120º y por lo tanto .
b. En el otro extremo se encuentra la carga, que en un sistema balanceado es igual
para cada línea.
Debido a la propia simetría del sistema, cada fuente entrega la misma energía y cada
impedancia recibe también la misma energía:

En la que y
En esta práctica se medirán los desfasamientos que existen de línea a neutro, los que
existen de línea a línea y la relación entre ellos. Este análisis se llevará a cabo
realizando mediciones del voltaje y de la corriente con el LTSpice.
(según el caso).
Cálculo de voltajes de fase: circuito 1
V1, V2 y V3 son fuentes senoidales de y desfasadas 120º
entre ellas.
Circuito 1: Sistema trifásico en estrella con referencia a tierra.
2. Realiza los cálculos y las mediciones que se indican más adelante:
3. Grafica el voltaje en la fuente V1 ( Nodo_F1):
a. Voltaje pico que puede ser medido directamente con los cursores del
LTSpice.

b. Periodo que puede ser medido directamente con los cursores del
LTSpice.
5. Calcula el voltaje efectivo (RMS) con la fórmula
es
7. Grafica la corriente en la fuente V1:
a. Mide la corriente pico , puede ser medida directamente con los
corriente .
c. Comprueba que
9. Repite los pasos 3 a 8 pero con la fuente V2 (Nodo_F2) comprueba que
respecto a V1.
10. Repite los pasos 3 a 8 pero con la fuente V3 (Nodo_F3), comprueba
que respecto a V1.
1.
Factor de
potencia

Fuente V1:
Resistencia:
Fuente V2:
Resistencia:
Fuente V3:
Resistencia:
Tabla 1. Resultados.
13. Comprueba que la energía entregada por las fuentes es igual a la disipada por
las resistencias .
Cálculo de voltajes de línea: circuito 2
V1, V2 y V3 son fuentes senoidales de y desfasadas 120º
entre ellas.

Circuito 2: Sistema trifásico en estrella con referencia a una fase.
2. Grafica el voltaje del nodo común respecto a la referencia (F1).
3. Grafica el voltaje del nodo F2 respecto a la referencia (F1).
4. Comprueba que existe un desfasamiento de 30º entre ambas señales.
Examina circuitos monofásicos y trifásicos, calcula su potencia y comprueba
resultados con el simulador analógico de circuitos (LTSpice).
Instrucciones para realizar evidencia:
1. Una fuente de voltaje de aceleración se aplica a una resistencia
; para un tiempo instantáneo ,
a. Calcula la potencia entregada por la fuente.
b. Calcula la potencia disipada por la resistencia.
c. Comprueba que se cumpla el principio de conservación de la energía.
2. Calcula la potencia promedio si se toman 10 muestras de voltaje de la señal de
aceleración del problema anterior, con un periodo de muestreo en el
intervalo .
3. Calcular el valor efectivo de la señal periódica mostrada en la figura:

Sugerencia: divide la integral en tres intervalos.
4. Calcula la corriente de una empresa que consume una potencia de si
la alimentación es de .
5. Una empresa desea corregir su factor de potencia a ya que tiene 12
motores de CA de 2HP cada uno alimentados con un voltaje a una
frecuencia y con un factor de potencia de .
6. Un dispositivo industrial se modela con un resistor en paralelo con un
capacitor y se alimenta con un voltaje de CA a una
frecuencia obten:
a. Los voltajes y corrientes en cada elemento del circuito.
b. La potencia aparente que entrega en la fuente.
c. La potencia en cada elemento.
d. El factor de potencia de la fuente.
Factor de
potencia
Fuente
R
C
7. Utilizando la notación de doble subíndice, calcula si ,
, y .
8. Si a un sistema monofásicos de tres hilos se le coloca una carga balanceada
de en paralelo con un capacitor calcula:
a. Las potencias entregadas por las fuentes.
b. Las potencias en las impedancias.

c. Comprueba que la suma de las potencias entregadas por las fuentes es igual a la
suma de las potencias recibidas por las impedancias.
9. Calcula las corrientes de línea , e en un sistema trifásico balanceado con
voltajes conectados en delta ( ) y carga .
10. A un sistema trifásico en estrella con secuencia de fase negativa y se
le conectan tres cargas balanceadas , calcula:
a. Los voltajes de fase
b. Los voltajes de línea
c. Las corrientes en la carga.
d. Las corrientes en las fuentes.
e. La potencia en las fuentes.
f. La potencia en la carga.

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