LAB 1.4 EXP. 5 LEY DE OHM - El vatímetro es un instrumento electrodinámico para medir la potencia eléctrica PDF

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Summary

El vatímetro es un instrumento electrodinámico para medir la potencia eléctrica o la tasa de suministro de energía eléctrica de un circuito eléctrico dado. El dispositivo consiste en un par de bobinas fijas, llamadas «bobinas de corriente» o amperimétrica, y una bobina móvil llamada «bobina de poten...

Description

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ

FACULTAD DE INGENERÍA INDUSTRIAL

LICENCIATURA EN INGENIERÍA INDUSTRIAL

LABORATORIO DE SISTEMAS ELÉCTRICOS

LAB. 1.4 EXP. 5

LA LEY DE OHM

LEYANIS SANCHEZ

8-974-295

1II123

ÁNGEL HERNANDEZ

LUNES 27 DE SEPTIEMBRE, 2021, 8:40 am a 10:15 am

INTRODUCCIÓN La ley de Ohm, postulada por el físico y matemático alemán Georg Simon Ohm, es una ley básica para entender los fundamentos principales de los circuitos eléctricos. Establece que la diferencia de potencial V que aplicamos entre los extremos de un conductor determinado es directamente proporcional a la intensidad de la corriente I que circula por el citado conductor. Ohm completó la ley introduciendo la noción de resistencia eléctrica R; que es el factor de proporcionalidad que aparece en la relación entre V e I: V=R*I En este laboratorio abordaremos la importancia de la ley de ohm en la interpretación de los circuitos. Como segundo punto aprenderemos como se conectan el voltímetro y amperímetro. Tomando siempre en cuenta sus polaridades y su correcto uso. Para comprobar el uso correcto de estos instrumentos nos apoyaremos del simulador proporcionado Por último, aprenderemos a la utilización y partes de la fuente de energía o alimentaciones, modulo de resistencia y módulo de medición

TEORIA

CONCLUSION Y RECOMENDACIÓN

Después de la finalización de este laboratorio puedo concluir que aprendimos el uso correcto de la fuente de alimentación y el uso correcto de sus partes. Recordando siempre las medidas de seguridad, aunque utilicemos un simulador. Pude aprender como ajustar los voltajes y como deben ser conectados al voltímetro. Reforzando los conocimientos de laboratorio anteriores de la ley de Ohm También puedo concluir el aprendizaje de cómo utilizar el amperímetro y el voltímetro con sus correctas polaridades

Recomendaciones • • •

Seguir las medidas de seguridad aprendidas Practicar las partes de la fuente de alimentación Estar atentos a la hora de utilizar los circuitos

BIBLIOGRAFÍA 1. EXPERIMIENTOS CON EQUIPO ELECTRICOS Y ELECTRONICOS WILDI Y DE VITO

ANEXO 1 INDICAMOS FORMULAS ORIGINALES, DERIVADAS, CIRCUITOS Y RESPUESTA

1. Use el ohmímetro para medir la resistencia entre las terminales del voltímetro de 200v c-d Norma: tiene un valor de resistencia nominal de 200k ohmios + o – del 5% R= 200k ohm 2. Mida la resistencia del amperímetro de 2.5A Norma: N>1 R= 0.45 ohms 3. Mida la resistencia del miliamperímetro de mA c-d Norma: N>1 R= 0.75 ohms 4. ¿Es mucho mayor la resistencia interna del voltímetro que la de los dos medidores de corriente? Si, el valor del voltímetro es 200kΩ en cambio el valor de los amperímetros es menores a 1 ¿puede explicar por qué? Esto sucede porque el amperímetro debe tener una resistencia lo más cercana a cero con el objetivo que altere la corriente y el voltímetro mide la tensión, y su resistencia debe ser mas alta para evitar que la corriente se desvié 5. Use los Módulos EMS de Resistencia, Medición de CD y Fuente de Energía, para conectar el circuito ilustrado en la Figura 5-3. Tenga sumo cuidado al establecer las polaridades. Cerciórese de que el interruptor de alimentación esté abierto, la lámpara indicadora on-off esté apagada y que a la perilla del control del voltaje variable de salida se le ha dado toda la vuelta en sentido contrario al de las manecillas del reloj. El interruptor del voltímetro de la fuente de energía debe estar en la posición de CD y, además, deberá indicar cero volts. (7 es la terminal positiva y N la negativa para la salida de voltaje en c-d de la fuente de energía.)

6. Conecte la fuente de energía y haga girar lentamente la perilla de control del voltaje de salida (en el sentido de las manecillas del reloj) hasta que el voltímetro de 0200V c-d conectado a la carga de 300 ohms indique 20V c-d. El miliamperímetro de 0500mA c-d indicará la corriente que pasa por el circuito. Anote este valor en el espacio correspondiente de la tabla. Haga lo mismo para los diferentes voltajes que se indican en la Tabla 5-1. Reduzca el voltaje a cero y desconecte el interruptor de la fuente de energía. (No desconecte el circuito.) Volts 0 20 40 60 80 100 120 E 0 0.07 0.13 0.2 0.27 0.33 0.4 Amp I 0 70 130 200 270 330 400 Ma Amp a) E= I*R I=E/R I=0/300 I= 0A

b) E= I*R I=E/R I=20/300 I=0.07 A I= 0.07A x 1000 I= 70 mA

c) E= I*R I=E/R I=40/300 I=0.13 A I= 0.13A x 1000 I= 130 mA

d) E= I*R I=E/R I=60/300 I=0.2 A

I= 0.2 x 1000 I= 200 Ma

e) E= I*R I=E/R I=80/300 I=0.27A I=0.27A x1000 I= 270 Ma

f) E= I*R I=E/R I=100/300 I=0.33 I= 0.33A x 1000 I= 330 Ma

g) E= I*R I=E/R I=120/300 I=0.4A I= 0.4A x 1000 I= 400 Ma 7. Grafique las corrientes anotadas (a los voltajes indicados) en la Tabla 5-1, sobre la gráfica que aparece en la Figura 5-4. 8. Trace una curva continua por los puntos marcados. ¿Es directamente proporcional la corriente al voltaje (se duplica, triplica, etc., la corriente cuando el voltaje se duplica, triplica, etc.)?

E vs I 450

400

Miliamperios (I)

400 330

350 270

300 250

200

200 130

150 70

100 50

0

0 0

20

40

60

80

100

120

Volts (E)

RESPUESTA: si es directamente proporcional la corriente al voltaje 9. Con los valores de I y E de la tabla que aparece en el Procedimiento 6, calcule las relaciones de E/I correspondientes a cada caso. Anote sus cálculos en la Tabla. 0

20

40

60

80

100

120

0

285.71

307.69

300

296.30

303.03

300

E E/I a) E=I*R R=E/I R= 0/0.07 R=0Ω b) E=I*R R=E/I

R= 20/0.7 R=285.71 Ω c) E=I*R R=E/I R= 40/0.13 R=307.69 Ω

d) E=I*R R=E/I R= 60/0.20 R=300 Ω

f) E=I*R R=E/I R= 100/0.0.33 R=303.03 Ω

e) E=I*R R=E/I R= 80/0.27 R=296.30 Ω

g) E=I*R R=E/I R= 120/0.4 R=300 Ω

10. El valor promedio de E/I es 300 Observe que la relación entre el voltaje aplicado a la resistencia y la corriente que pasa por ella es un valor constante denominado resistencia. 11. A continuación, deberá comprobar que la forma alternativa de la ley de Ohm (I= E/R) es válida. Use el mismo circuito de la Figura 5-3. Conecte la fuente de energía y ajústela a 90V c-d, de acuerdo con la lectura que aparezca en el voltímetro conectado a la resistencia de 300 ohms. Mida y anote la corriente que pasa por esta resistencia. I MEDIDA = 0.3 A c-d I MEDIDA = 0.3±5% I MEDIDA = (0.3x0.05) ± 0.3 I MEDIDA = 0.315 o 0.285 Reduzca el voltaje a cero y desconecte el interruptor de la fuente de energía. ¿Es I medida = E/R = 90/300? Si, su medida es 0.3A o 300mA E=I*R I=E/R I=90/300 I=0.3 A 12. Ahora verificará que la otra forma de la ley de Ohm (E = I x R) es válida. Utilice el mismo circuito que aparece en la Figura 5-3; sin embargo, en esta ocasión, la resistencia se ajustará a 600 ohms. Conecte la fuente de energía y ajuste el voltaje de salida hasta que el medidor de corriente indique 0.2 amperes. Mida y anote el voltaje a través de la resistencia de 600 ohms.

E medida =120.6 V c-d E medida =120±5% I MEDIDA = (120 x0.05) ± 120 I MEDIDA = 126 o 114 Reduzca el voltaje a cero y desconecte el interruptor de la fuente de alimentación. ¿Es E medida = I x R = 0.2 x 600? SI, la medida concuerda con E por formula E= 120 E=I*R E=0.2 x 600 E= 120 13. Ahora deberá medir el valor de una resistencia equivalente sin utilizar el ohmímetro. Emplee el mismo circuito que aparece en la Figura 5-3. Conecte la fuente de energía y ajuste el voltaje de salida a 60V c-d según le indique el voltímetro conectado a la resistencia. Haga variar la resistencia por medio de los interruptores hasta que el medidor de corriente indique aproximadamente 0.3 amperes. Reajuste el control de voltaje si es necesario, a fin de mantener 60 V c-d en la resistencia. a. Aplique la ley de Ohm, el voltaje anterior (60V) y la corriente (0.3A), para calcular la resistencia equivalente que se tiene ahora en el circuito. Reduzca el voltaje a cero y desconecte el interruptor de la fuente de energía. b. Use la fórmula de la resistencia en paralelo y, con las resistencias que conectó en paralelo, calcule R equivalente

a) R equivalente = R/I R equivalente = 60/0.3 R equivalente = 200 Ω b)

R equivalente =

R equivalente =

𝑅1×𝑅2 𝑅1+𝑅2

600×300 600+300

R equivalente = 200𝛺 ¿Concuerdan mas o menos los valores de a y b? Si, la diferencia esta dentro del 5% de error

14.¿Concuerdan más o menos la lectura correspondiente a R equivalente y el valor de R equivalente calculada en el Procedimiento 13? (b)? Explique por qué. Si concuerdan los valores de las resistencias ya que vemos que experimentalmente y por formula dan lo mismo

ANEXO 2 INDICAMOS FORMULAS ORIGINALES, DERIVADAS, CIRCUITOS Y RESPUESTA 1. Use la ley de Ohm en sus diversas formas, para llenar los espacios en blanco de la Tabla 5-3. NO. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 E 5 125 4 9 72 5 12 12 100000 120 2 5 0.5 3 6 10 3 30 100 1200 I R 3 25 8 3 12 0.5 4 0.4 1000 0.1 1) E=I*R R=E/I R=5/2 R=2.5 Ω 2) E=I*R E=5*25 E=125 volts 3) E=I*R I=E/R I=4/8 I=0.5 A 4) E=I*R R=E/I R=9/3 R=3 Ω 5) E=I*R E=6*12 E=72 volts

6) E=I*R R=E/I R=5/10 R=0.5 Ω 7) E=I*R I=E/R I=12/4 I=3A 8) E=I*R R=E/I R=12/30 R=0.4 Ω 9) E=I*R E=100*1000 E=100 000volts 10) E=I*R I=E/R I=120/0.1 I=1200 A

2. Un medidor de 3A c-d tiene una resistencia de 0.1 ohm. Si accidentalmente se le conectara a una línea de alimentación de 120V c-d, ¿Cuál sería la corriente que pasaría por el instrumento? V=I*R I=V/R I=120/0.1 I= 1200 ¿Qué sucedería en tal caso? El aparato se fundiría, ya que la corriente que pasa por este es mayor a la que soporta

3. Un medidor de 3A c-d tiene una resistencia de 0.15 ohm y porta una corriente de 2 amperes. ¿Cuál es el voltaje en sus terminales? V=I*R V=2*0.15 V=0.3 volts 4. Un medidor de 0-150V c-d tiene una resistencia de 150,000 ohm. ¿Cuál es la corriente que pasa por el instrumento cuando se conecta a una línea de 120V c d? V=I*R I=V/R I=120/150,000 I=8x10-4 Ma c-d 5. Un experimentador toca accidentalmente una línea de 240V c-d. Si la resistencia de su piel es 10,000 ohm, ¿Cuál es el valor de la corriente que pasa por su cuerpo? V=I*R I=V/R I=240/10,000 I=0.024 A ¿Es peligrosa esta corriente? Si es peligrosa, una corriente como esta puede provocar una sensación ligera de dolor recordando la tabla de aspectos fisiológicos 6. Una planta de electrodeposición tiene barras colectoras que portan hasta 10,000 amperes a 6 volts en corriente directa. El medio circundante es muy húmedo debido a un exceso de agua y electrolito. ¿Deben aislarse dichas barras y, de ser necesario, por qué? No deben aislarse ya que sus barras son fijas y las corrientes sus voltajes son de 6v al menos que haiga contacto con una de ellas por encontrarse en condiciones húmedas. 7. Se ha visto que las aves pueden pararse en cables de transmisión sin aislar y con voltajes hasta de 2,300 volts, y que aparentemente no sufren ningún daño. ¿Se debe esto a la naturaleza extremadamente seca de sus patas? ¿Por qué? No se debe a la naturaleza de sus patas, esto se debe a que los pájaros se paran en los cables no tienen conexión directa con la tierra, por lo tanto no funciona como tierra y la corriente no es afectada 8. amperímetro que tiene una escala de 0-1A c-d y una resistencia de 1 ohm, se conecta a una fuente de 300 milivolts. ¿Qué valor indicará? V=I*R I=V/R I=0.3/1 I=0.3 A c-d...