Informe Práctica 3 Medición de voltaje y corriente PDF

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Informe final de practica sobre medicion de voltajes y corrientes de circuitos digitales...

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Práctica 3. Medición de voltaje y corriente. Alex Jhojan Bolivar Vargas (ITM, a [email protected]) Robinson Castro Londoño (ITM, [email protected]) Sebastian Urrego Zapata (ITM, [email protected]) Resumen—A continuación presentamos los resultados obtenidos en la práctica de laboratorio sobre la medición de valores de resistencias, voltajes y corrientes en diferentes tipos de circuitos. Se identificaron los códigos de colores de las resistencias, se midió la resistencia eléctrica, el voltaje y la corriente cuando se disponían en circuitos en serie, paralelo y mixto y se comparó el valor con el dado por el código de colores y el cálculo matemático de los voltajes y corrientes. Luego, la información obtenida fue consignada en tablas para analizar la incertidumbre en las medidas. Abstract- Below we present the results obtained in the laboratory practice on the measurement of resistance values, voltages and currents in different types of circuits. The color codes of the resistors were identified, the electrical resistance, the voltage and the current were measured when it was available in the series, parallel and mixed circuits and the value was compared with that given by the color code and the mathematical calculation of voltages and currents. Then, the information obtained was recorded in tables to analyze the uncertainty in the measurements.

I.

INTRODUCCIÓN.

Este documento provee los datos obtenidos en la medición, lectura y cálculo de los valores de voltaje, corriente y resistencias dispuestas en diferentes tipos de circuitos. La lectura de los valores de las resistencias se realizó mediante el código de colores de estas, los voltajes y corrientes fueron calculados con las ecuaciones de la Ley de ohm y la medición se realizó con un ohmetro (multímetro) en 2 momentos: Primero se realizó la lectura de las resistencias por el código de colores y el cálculo de los voltaje y corrientes con la ley de ohm. Luego se midió cada propiedad cuando estaban dispuestas en los circuitos. Dichos valores fueron consignados en las tablas I, II y III. Con los valores medidos calculamos matemáticamente las resistencias totales ( RT ), los voltajes totales ( V ) y las corrientes totales ( I S ) y determinamos sus errores o incertidumbres en las medidas y se consignaron en la tabla IV. II. ● ●

OBJETIVOS.

Leer el valor nominal de las resistencias de colores. Comprender la manera apropiada de realizar

● ●

mediciones de corriente y voltaje. Solucionar circuitos serie, paralelos y mixtos mediante los divisores de corriente y voltaje Diferenciar cada una de las leyes que se deben aplicar en un circuito.

III. ● ● ● ● ●

MATERIALES E INSTRUMENTOS.

Multímetro. Protoboard. Pinzas y cortafrío. 10 resistencias comerciales de diferente valor. Fuente de voltaje y corriente.

IV.

TEORÍA.

A. Voltaje: Es la energía necesaria para mover una unidad de carga negativa desde un punto más negativo hacia un punto más positivo (diferencia de potencial). Su unidad es el voltio y se representa con la letra V. Esta variable es medida con un Voltímetro, que se encarga de medir la diferencia del potencial eléctrico. B. Corriente: Se simboliza con la letra I(intensidad) y es la cantidad de carga eléctrica que circula por un punto específico de un circuito; Su unidad es el amperio y se representa con la letra A. En la práctica se mide esta variable con un amperímetro.Un Amperímetro es un instrumento usado para medir la intensidad o corriente, tanto en directa como en alterna. C. Ley de Ohm: Ohm descubrió al principio del siglo XIX que la corriente a través de un metal era directamente proporcional al voltaje o diferencia de potencial eléctrico por el metal. El descubrimiento de Ohm condujo a la idea de la resistencia en los circuitos. La ley de Ohm expresada en forma de ecuación es:

2

V = IR

Medido ( mA)

Ec 1.

Donde V es el potencial eléctrico en voltios, I es la corriente en amperios y R es la resistencia en ohms( Ω) . Despejando, se obtienen las fórmulas de corriente y resistencia.

V.

I =

V R

Ec 2.

R =

V I

Ec 3.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.

0,45

0,45

0,45

0,45

0,45

0,45

En la segunda parte de la práctica se leyeron por el código de colores y se calculó matemáticamente la resistencia total de estas dispuestas en un circuito en paralelo. Luego se armó el siguiente circuito en paralelo para posteriormente medir los valores individuales de cada resistencia con el óhmetro y la resistencia total del circuito. También se midió el voltaje y la corriente en cada resistencia cuando el circuito estaba conectado a una fuente de voltaje de 5 voltios y luego se realizó en cálculo matemático de los voltajes y la resistencia con las ecuaciones 1 y 2 respectivamente.

En la primer parte de la práctica se leyeron por el código de colores y se calculó matemáticamente la resistencia total de estas dispuestas en un circuito en serie. Luego se armó el siguiente circuito en serie para posteriormente medir los valores individuales de cada resistencia con el óhmetro y la resistencia total del circuito. También se midió el voltaje y la corriente en cada resistencia cuando el circuito estaba conectado a una fuente de voltaje de 5 voltios y luego se realizó en cálculo matemático de los voltajes y la resistencia con las ecuaciones 1 y 2 respectivamente.

Figura 2. Conexión circuito paralelo. Los valores obtenidos están consignados en la tabla II.

TABLA II. CÁLCULOS Y MEDICIONES PARA EL CIRCUITO EN PARALELO.

Figura 1. Conexión circuito serie. Los valores obtenidos están consignados en la tabla I. TABLA I. CÁLCULOS Y MEDICIONES PARA EL CIRCUITO EN SERIE.

Resistencia

R1

R2

R3

R4

RT

Código de colores

560±28

3300±1 65

330±16 ,5

2200±11 0

179,4174

Medida conectada

473,6

474,5

287,6

2210

179,9

Voltaje

R1

R2

R3

R4

VT

Calculado

4,26

0,95

4,60

4,42

5,22

Resistencia

R1

R2

R3

R4

R5

RT

Medido

5,073

5,073

5,073

5,073

5,073

Código de colores

560± 28

3300±1 65

330± 16,5

2200± 110

4700± 235

11090

Corriente

R1

R2

R3

R4

IT

Calculado

0,011

0,011

0,018

0,002

0,028

Medida conectada

554,1

3259

330,1

2220

4610,6

10979 Medido

0,009

0,002

0,016

0,002

0,029

Voltaje

R1

Calculado

0,25

Medido

R2

R3

R4

R5

VT

1,47

0,15

1,00

2,07

4,94

0,257

1,497

0,150

1,02

2,144

5,072

Corriente

R1

R2

R3

R4

R5

IT

Calculado ( mA)

0,46

0,45

0,45

0,46

0,46

0,45

En la tercer parte de la práctica se leyeron por el código de colores y se calculó matemáticamente la resistencia total de estas dispuestas en un circuito en mixto. Luego se armó el siguiente circuito mixto para posteriormente medir los valores individuales de cada resistencia con el óhmetro y la resistencia total del circuito. También se midió el voltaje y la corriente en cada resistencia cuando el circuito estaba conectado a una fuente de voltaje de 5 voltios y luego se realizó en cálculo

3

matemático de los voltajes y la resistencia con las ecuaciones 1 y 2 respectivamente.

Figura 3. Conexión circuito mixto. Los valores obtenidos están consignados en la tabla III.

Resistencia

179,4

179,9

0,48

0,27%

Voltaje

5,22

5,073

0,147

2,82%

Corriente

0,028

0,029

0,001

3,57%

Mixto

Valor real

Resistencia

1272

1312

40,00

3,14%

Voltaje

5,25

5,06

0,19

3,62%

Corriente

0,004

0,004

0

0%

TABLA III. CÁLCULOS Y MEDICIONES P ARA EL CIRCUITO MIXTO.

VI. a.

Resistencia

R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

RT

Código de colores

560± 28

3300 ±165

330± 16,5

2200 ±110

4700± 235

470± 23,5

220± 11

1272

Medida conectada

554,1

934

307,1

347,5

364,4

347,6

206,1

1312

Voltaje

R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

VT

Calculado

2,21

0,93

0,92

0,35

0,11

1,04

0,62

5,25

Medido

2,23

2,832

0,01

1,11

1,11

1,11

0,69

5,06

Corriente

R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

IT

Calculado

0,004

0,003

0,000 3

0,003

0,003

0,003

0,003

0,00 4

Medido

0,004

0,001

0,003

0,001

0,000 1

0,003

0,003

0,00 4

Con los valores RT , I T y V T obtenidos calculamos las incertidumbres en las medidas. Estos datos están consignados en la tabla IV.

Valor real

Valor Medido

Error Absoluto

Error relativo

Resistencia

11090

10979

111

1,00%

Voltaje

4,94

5,072

0,132

2,7%

Corriente

0,46

0,45

0,01

2,2%

Paralelo

Valor real

b.

Error Absoluto

Error relativo

Error relativo

CUESTIONARIO.

¿Qué precauciones se debe tener al medir voltajes?

¿Por qué el rango del multímetro debe ser mayor que el medido? R//: Debe ser mayor para asegurar que la medida si esté contenida en ese rango y evitar medidas equivocadas

c.

En la medición de corriente, ¿Existe alguna diferencia en los valores medidos al cambiar la polaridad de las puntas de medición del multímetro? ¿Por qué? R//: El único cambio que ocurre es el signo del valor medido

d.

Según los datos obtenidos, ¿A qué conclusiones puede llegar? Explique su respuesta. R//: Cada tipo de circuito posee características diferentes que hace que cambien los valores medidos en esta practica asi se apliquen las misma condiciones iniciales para cada uno

● ●

Valor Medido

Error Absoluto

R//: Se deben conectar las puntas y los instrumentos de forma correcta y abrir el circuito en los puntos donde se va a medir para evitar cortos.

TABLA IV. ANÁLISIS DE ERRORES EN LAS MEDIDAS DE LAS RESISTENCIAS TOTALES ( Rt ) . Serie

Valor Medido

●

VII. CO  NCLUSIONES. Es importante abrir los circuitos cuando va a medir el voltaje en un punto La medida del valor de una resistencia no cambia si se invierte la polaridad de las puntas del multímetro y en la medida de los voltajes y corrientes lo único que cambia es el signo del valor. Si se usan resistencias de un valor muy grande en el circuito paralelo las corrientes serán muy pequeñas.

4

REFERENCIAS. [1] [2]

[3] [4]

Fisic. Resistencia. Retrieved August 19, 2019, from https://www.fisic.ch/contenidos/electricidad/ley-de-ohm-y-resistencia/ Molina, J. L. (2009). Identificación código de colores. Retrieved December 1, 2015, from http://www.profesormolina.com.ar/electronica/componentes/resistores/co d_color.htm Slideshare. (2009). Código de colores. Retrieved December 1, 2015, from http://es.slideshare.net/trashrudeboy/electricidad-y-electrnica Inventable.eu (2015). La potencia de las resistencias comunes. Retrieved August 23, 2019, from https://www.inventable.eu/2015/07/24/potencia-resistencias-comunes/...