Circuitos Divisores de Tensión

Laboratorio de Electricidad
PRACTICA - 5
CIRCUITOS DIVISORES DE TENSIÓN (SIN CARGA)
I - Finalidades
1.- Estudiar el funcionamiento de los circuitos divisores de tensión continua.
2.- Estudiar la utilización de los potenciómetros y los reostatos como divisores de tensión.
II - Material necesario
1
1
1
1
1
1
1
1
4
1
1
1
Panel universal de conexión P-110
Fuente de alimentación: Tensión continua variable de 0 a 100 V.
Multímetro electrónico digital
Multímetro electrónico analógico
Resistencia carbón
2'2 K? , 1/2 W
Resistencia carbón
3'3 K? , 1/2 W
Potenciómetro de 10 K? , lineal
Interruptor de bola
Puentes P-442
Puente P-222
Cable, 600 mm, color rojo
Cable, 600 mm, color negro
Nº ________
Nº ________
Nº ________
III - Generalidades
Un circuito divisor de tensión nos permite obtener tensiones diferentes a la de suministro por medio
de un circuito serie, tensiones que se pueden aplicar a otros circuitos de menor tensión.
El divisor de tensión continua más sencillo que podemos construir, consta de dos resistencias R1 y
R2, conectadas en serie, en cuyos extremos se aplica una tensión continua E.
A
R1
B
E
Las tensiones en los extremos de las resistencias son:
E 1 ? I ?R1
y
Práctica nº 5
R2
C
S
E 2 ? I ?R 2
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De la relación entre ambas tensiones:
E 1 I ?R1 R1
?
?
E 2 I ?R2 R 2
deducimos que en un circuito serie, la c.d.t. en cada resistencia es proporcional al valor de dicha
resistencia.
Así, si deseamos obtener para E1=2V y para E2=8V, la tensión de alimentación ha de ser E=10V,
ya que:
E ? E 1 ? E 2 ? 2 ? 8 ? 10V
y han de elegirse para R1 y R2 valores tales que
R1 2 1
? ?
R2 8 4
Por tanto, si R2 es, por ejemplo, 40 K? , R1 debe ser de 10 K? .
Otro procedimiento para determinar R1 y R2, se deduce de las relaciones:
E1
I ?R1
R1
?
?
?
E
I ? R1 ? R2
R1 ? R2
E2
I ?R2
R2
?
?
?
E
I ? R1 ? R 2
R1 ? R 2
b
b
g
g
R1
RT
R2
RT
Por consiguiente, en el ejemplo anterior:
R1 2
?
?
RT 10
R2 8
?
?
RT 10
1
R1 ? ?RT
5
4
R2 ? ?RT
5
1
;
5
4
;
5
Es decir, que para los valores deseados de 2V y 8V, R1 será la quinta parte de la resistencia total y
R2 las cuatro quintas partes de RT o simplemente:
R2 ? RT ? R1
Supóngase que se desea construir un divisor de tensión cuya resistencia total sea de 100 K? ,
E=100V, y E1=33'5V.
E1
33' 5
?RT ?
?100 K ? 33' 5 K?
E
100
R2 ? RT ? R1 ? 100 K ? 33' 5 K ? 66' 5K?
E 2 ? ET ? E1 ? 100 ? 33' 5 ? 66' 5V
R1 ?
No siempre es fácil hallar en el mercado el valor exacto de la resistencia necesaria para obtener una
tensión específica. Para superar esta dificultad y obtener un amplio margen de valores, se utiliza el
potenciómetro. Este componente es, en esencia, una resistencia con tres terminales,
ordinariamente de forma cilíndrica. La resistencia existente entre los dos terminales exteriores es
constante y es el valor que se indica en el potenciómetro. El terminal central está conectado a un
cursor o contacto deslizante y es el que permite obtener toda la gama de valores comprendidos entre
cero y la resistencia total.
Práctica nº 5
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Si sustituimos R1 y R2 del circuito anterior por un potenciómetro (100 K? ), el circuito
correspondiente es el siguiente:
B
R1
A
E
R2
C
S
Cuando el cursor B se desplaza hacia A, el valor de la resistencia R1 (AB) disminuye, mientras que
el valor de R2 (BC) aumenta. Manteniéndose siempre que la resistencia total RT es la suma de R1 y
R2.
Cursor B en
A
R1 y R2 (? )
RT (? ) = R1 + R2
R1 = 0
100 K
R2 = 100 K
C
R1 = 100 K
100 K
R2 = 0
Así pues, mediante el ajuste manual del cursor, pueden establecerse las relaciones R1/R2 que se
desean, y por tanto, es posible ajustar las tensiones E1 y E2 a cualquier valor comprendido entre
cero y la tensión total aplicada al potenciómetro.
Es posible limitar el margen de la variación de tensión, conectando en serie con el potenciómetro una
o más resistencias.
B
A
R1
E
R2
C
S
Si sólo utilizamos uno de los terminales y el brazo del potenciómetro, el dispositivo se denomina
reostato. Se obtiene el mismo resultado cortocircuitando uno de los terminales y el brazo.
B
A
Práctica nº 5
B
A
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IV - Procedimiento
1.- Conectar el circuito de la figura (lámina 5.1). No conectar el puente entre B y C.
B
R2
R1
X
2'2K?
A
C
Potenciómetro
10K ?
Y
3'3K ?
50V
E
S
2.- Medir y anotar la resistencia del potenciómetro de 10 K? entre los puntos A y C. Variar el
control y observar si se modifica el valor de la resistencia entre A y C.
3.- Medir y anotar la resistencia entre A y B cuando se varía el control de izquierda a derecha.
4.- Medir y anotar la resistencia entre B y C cuando variamos el control en todo su margen (de
izquierda a derecha).
5.- Ajustar la fuente de alimentación a 50 V y cerrar el interruptor. Anotar en la siguiente tabla los
datos que se piden para 5 posiciones diferentes del potenciómetro (los dos extremos y 3
posiciones intermedias) girando el cursor de izquierda a derecha.
Posición
RT
R1
R2
ET
E1
E2
E3
(X-Y)
(X-B)
(B-Y)
(X-Y)
(A-Y)
(B-Y)
(C-Y)
IT
1
2
3
4
5
Advertencia: Asegurarse, antes de medir resistencias de la ausencia de tensión en el circuito,
desconectando la fuente de alimentación.
6.- Representar gráficamente en papel milimetrado los valores de la tabla anterior, situando en el eje
horizontal el valor de la resistencia R1 y en el eje vertical la tensión. Dibujar en la misma gráfica
las tensiones ET, E1, E2 y E3.
Práctica nº 5
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7.- Repetir los apartados 5 y 6 utilizando esta vez el potenciómetro como reostato. Para ello
colocar el puente entre B y C, y realizar las medidas para las cinco posiciones del cursor.
Posición
RT
R1
R2
ET
E1
E2
E3
(X-Y)
(X-B)
(B-Y)
(X-Y)
(A-Y)
(B-Y)
(C-Y)
IT
1
2
3
4
5
8.- En ambos casos superponer en la misma gráfica sobre la representación de las tensiones, la
representación de la corriente. Observar las diferencias que existen utilizando el potenciómetro
como tal o como reostato, para obtener tensiones diferentes a la de suministro por medio de un
circuito serie.
Práctica nº 5
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Práctica nº 5
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