484880136 Guia 2 Electricidad Instrumentacion Electrica PDF

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MagnetismoAPELLIDOS Y NOMBRES: Gallegos Melo Cristian Fernando CUI: 20290678ESCUELA PROFESIONAL: Ing. Mecánica FECHA: 2/10/HORARIO:PROFESOR (A): NOTA:PRÁCTICA Nº 2:INSTRUMENTACIÓN ELÉCTRICAA. COMPETENCIAS Identifica los diferentes equipos eléctricos su funcionamiento, símbolos convencionales para l...

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Laboratorio Magnetismo

Electricidad y

APELLIDOS Y NOMBRES: Gallegos Melo Cristian Fernando

CUI: 20290678

ESCUELA PROFESIONAL: Ing. Mecánica

FECHA: 2/10/2020

HORARIO: PROFESOR (A):

NOTA:

PRÁCTICA Nº 2: INSTRUMENTACIÓN ELÉCTRICA A. COMPETENCIAS 

B.

Identifica los diferentes equipos eléctricos su funcionamiento, símbolos convencionales para la creación de circuitos eléctricos y determina el valor de la resistencia eléctrica usando la ley de Ohm con la plataforma “online” Tinkercad con pensamiento crítico y responsable.

INFORMACIÓN TEÓRICA Para el correcto desarrollo de las practicas virtuales de laboratorio de electricidad y magnetismo es necesario conocer y saber utilizar los instrumentos de mediciones eléctricas. El empleo de instrumentos de medición eléctrica se hace manifiesto en los circuitos eléctricos. B.1 Instrumentos para mediciones eléctricas

Amperímetro analógico Mide la intensidad de corriente eléctrica que pasa por algún tramo de un circuito eléctrico. Se conecta en serie de tal manera que la corriente pase directamente a través del amperímetro. Presenta resistencia interna pequeña.

[1]

Voltímetro analógico Mide la diferencia de potencial entre dos puntos cualesquiera de un circuito. Se conecta en paralelo y presenta una resistencia interna de gran valor.

[2]

Ohmímetro analógico permite medir la resistencia eléctrica, se conecta directamente a los terminales del dispositivo a medir, llamado resistor.

Multímetro digital

Fuente de alimentación

Es aquel instrumento que por medio de un dial permite preseleccionar y comportarse como un amperímetro, voltímetro, ohmímetro, medidor de capacitancias, de temperatura, entre otros.

son equipos eléctricos que proporcionan energía eléctrica o suministran la corriente eléctrica a una tensión fija durante el tiempo de, funcionamiento(suministro) . Pueden ser pilas, baterías, transformadores, paneles solares, entre otros. Si el dispositivo permite varias la tensión de manera continua, recibe el nombre de variac. Se encuentran fuentes de corriente continua y fuentes de corriente alterna.

[4]

[3]

1

5]

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En el laboratorio hay distintos tipos o modelos de estos multímetros, correspondientes a diferentes marcas, pero todos ellos tienen unas partes o componentes comunes:

Fuente de imagen: multímetro Fluke https://www.areatecnologia.com/electricidad/fluke.html

B.2 Fundamento teórico sobre mediciones en equipos eléctricos a) Precisión en equipos analogicos Clase del equipo, La clase del equipo eléctrico incluye todos los tipos de errores posibles Para medidores analógicos existen las siguientes clases: 0.05; 0.1; 0.25; 1; 1.5; 2.5; 5. Equipos en clase menor que 1 son llamados equipos de precisión y los de clase mayor a 1 son equipos de uso común. La precisión de un equipo analógico, se determina usando la siguiente relación:

Precisión=

clase x escala 100

(1)

b) Precisión en equipos digitales Si la medida se realiza con un instrumento digital, la precisión está establecida por el fabricante del equipo, la cual servirá para determinar el error en la medición, con la siguiente ecuación:

2

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Ejemplo. Se midió una tensión de una

50.35V

en corriente continua con un multímetro que tiene

±(1 %+2 digitos) .

Precisión según manual del instrumento.

δV =±(0,50+ 2digitos) δV =± 0,52 Resultado de la lectura será

V =(50,35 ±0,52)Voltios

c) Sensibilidad, La desviación de un instrumento se determina por la intensidad de corriente necesaria para producir una desviación completa de la aguja indicadora a través de la escala. (2)

V =I . R I =

V V R= R I

(2)

B.3 Mediciones e incertidumbre El resultado de cualquier medición se expresa por el valor medido y el error de medición con sus respectivas unidades.

x= ( ´x ± δ x´ ) [unidad ]

(3)

B.4 Comparación de un valor experimental con el bibliográfico



Intervalo de incerteza, Es la región acotada por el error de la medición entorno al valor medido. Cuando el valor bibliográfico se encuentra dentro de la región de incerteza de la medición, se trata de un “error accidental”, en el caso contrario será un “error sistemático”.

X m −δx 

Xm

X m +δx

Comparación porcentual, Expresa una “diferencia” o “discrepancia” experimental respecto al valor bibliográfico en forma porcentual.

3

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experimental | Valor bibliográfico−Valor |x 100 % Valor bibliográfico

Comparacion( % )=

(4)

B.5 El circuito eléctrico y sus componentes Un circuito eléctrico consiste en un conjunto de elementos o dispositivos unidos entre sí, que permiten la circulación de una corriente entre dos puntos, para utilizar la energía eléctrica. Los circuitos eléctricos se componen, generalmente, de los siguientes elementos:     

Un generador de energía. Un receptor o consumidor de esa energía. Conductores que transportan la energía. Elementos de maniobra. Elementos de protección.

B.7 Símbolos convencionales en equipos eléctricos

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C. MATERIALES Y ESQUEMA



Programa de simulación de circuitos eléctricos (TinkerCad) https://www.tinkercad.com/ -

01 Resistencia de 47 Ω. 01 Interruptor deslizante 02 Multímetro digital. 01 Suministro de energía

Figura 1: Esquema de circuito eléctrico a realizarse en la práctica virtual.

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Figura 2: Representación del circuito eléctrico a implementar en el simulador.

D. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 1.

Acceda al link proporcionado en el apartado C, y arme el circuito como se muestra en la figura. 2. Haga click en iniciar simulación y registre el valor de la corriente que se muestra en el multímetro digital, anótelo en la tabla 1 y detenga la simulación. 3. Haga click en la batería, vera que se abre un nuevo apartado, en ella seleccione 2, 3, 4 baterías en la pestaña recuento y repita el paso anterior. 4. Aumentar como se puede ingresar sin ningún problema Tabla 1: Circuito Electrico Lectura

Voltajeen la resistencia(V )

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 E.

mA ) Intensidad de corriente ¿

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

42.6 85.1 128 170 213 255 298 340 383 426

ANÁLISIS DE DATOS 1. Con los datos de la tabla 2 mediante la ecuación N°2 completar la siguiente tabla :

Voltajeen la resistencia(V )¿

Intensidad de corriente ( A)

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

0.0426 0.0851 0.128 0.170 0.213 0.255 0.298 0.340 0.383 0.426

R promedio

6

Ω Resistencia¿ ) 46.9483 47.0035 46.875 47.0588 46.9483 47.0588 46.9798 47.0588 46.9973 46.9483 46.98769

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2.

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Exprese el resultado final de la Resistencia con su incertidumbre.

Ω

R= (46.98769 ±0,48 )

3. Con los datos de la tabla 2 grafique la intensidad de corriente en función del voltaje y obtenga la ecuación de la recta Grafica N°1(Sugerencia usar Excel o Origin)

A

Corriente en función del Voltaje

0.45 0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 0

V 5

10

15

20

25

4. ¿Cuál es el significado físico de la pendiente obtenida en la Gráfica N°1? Notamos que la pendiente de la gráfica nos dió el inverso de la resistencia, el valor obtenido de la gráfica.

y=6. 6∗10−6 +0.0212784 x Valor de la pendiente :0.0212784 Valor del intecepto: 6.6∗10

→ R=

−6

1 1 = =46.996 Pendiente 0.0212784

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F.

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COMPARACIÓN Y EVALUACIÓN 1. Compare el valor obtenido de la resistencia nominal indicada en el simulador.

R promedio con el valor de la resistencia

Experimental |Valor teórico−Valor |∗100 % Valor teórico

%Error=

|46.98769−46.996 |∗100 % 46.98769

%Error=

%Error=0.017 % 2. Compare el valor obtenido de la resistencia mediante la gráfica N°1 con el valor de la resistencia indicada en el simulador.

Experimental |Valor teórico−Valor |∗100 % Valor teórico

%Error=

|47−4746.996 |∗100 %

%Error=

%Error=0. 00851 % G. CONCLUSIONES Como se ha visto, la corriente varía inversamente con la resistencia tal como lo expresa la ley de Ohm, I =V/R. Cuando la resistencia se reduce, la corriente se incrementa; cuando la resistencia se incrementa, la corriente se reduce. Por ejemplo, si el voltaje de la fuente se mantiene constante y la resistencia se reduce a la mitad, la corriente se duplica; cuando la resistencia se duplica, la corriente se reduce a la mitad.

H. CUESTIONARIO FINAL 1. ¿Cuál es la diferencia entre un instrumento de medición analógico y uno digital? La diferencia básica entre un instrumento analógico y uno digital está en la forma de mostrar los resultados. En los analógicos la medida se presenta en una pantalla donde se desplaza una aguja y en los instrumentos digitales el número que representa el valor de la medida aparece representado por una cifra directamente en la pantalla. En cuanto a las ventajas, se puede decir que un instrumento analógico es de bajo costo, no requieren de energía de alimentación, es sencillo adaptarlos a diferentes tipos de escalas no lineales, mientras que el digital es de alto costo tienen alta resolución (son más exactos), no están sujetos al error de paralaje, pueden eliminar la posibilidad de errores por confusión de escalas, en otras. 2. En el simulador como están conectados el voltímetro y amperímetro ¿Por qué?

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Un voltímetro mide la diferencia en voltaje entre dos puntos de un circuito eléctrico y, por lo tanto, se debe conectar en paralelo con la porción del circuito sobre el que se quiere realizar la medida. Por el contrario, un amperímetro se debe conectar en serie.

3. Con el instrumento de la figura, indicar la posición en el instrumento y los puntos de conexión que se deben usar: a) Para medir una corriente de 1.5 A DC En la parte f tendremos la escala para medida de Corriente(A) y el cable estará conectado a la entrada c. b) Un voltaje de 6 V DC. 6 es el máximo voltaje que puede ser medido Este valor es a veces llamado 20 V fsd , donde fsd es la abreviatura de deflexión fondo de escala. Donde ajustaremos la parte a y a su vez conectaremos un cable en la entrada e. I.

BIBLIOGRAFÍA ADICIONAL Autor

J.

Título

Edición

Año

BIBLIOGRAFÍA DE REFERENCIA

1. Guías de Laboratorio de Física Básica, Departamento Académico de Física UNSA, Año 2016. 2. https://www.tinkercad.com/

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