Medición de diferencia de potencial, corriente y resistencia PDF

Preview

Summary

Laboratorio Física II...

Description

Introducción. En el presente laboratorio plasmaremos lo diferentes procedimientos aprendidos al obtener las mediciones de potencial, corriente y resistencia por medio de un aparato llamado multímetro, con el cual tenía podíamos realizar diferentes mediciones en función a lo que necesitaremos evaluar, de igual forma entendimos como se crean circuitos y capturamos los datos resultado de las mediciones para poder realizar análisis que permitan hacer un paralelo con la teoría de esta experiencia.

Objetivos generales 

Identificar los elementos con que cuenta un panel de fuentes y aprender a utilizarlos.



Aprender a medir diferencia de potencial, corriente y resistencia con un multímetro analógico y uno digital.

Objetivos específicos 

Calcular por medio de los instrumentos de medición la corriente que hay en un circuito.



Observar cómo se construye un circuito y sus respectivos componentes.



Aprender acerca de la ley de Ohm y sus variables (corriente, voltaje y resistencia).

Marco teórico. Diferencia de potencial Es el impulso que necesita una carga eléctrica para que pueda fluir por el conductor de un circuito eléctrico, esta corriente cesará cuando ambos puntos igualen su potencial eléctrico. También se puede definir como el trabajo por unidad de carga ejercido por el campo eléctrico sobre una partícula cargada para moverla entre dos posiciones determinadas.

Vb – Va=Wab /q o

La diferencia de potencial se mide en voltios, por tanto, se puede decir que en un campo eléctrico existe una diferencia de potencial de 1 V, cuando se emplea 1 J para mover una carga de 1 C.

1V =1 Joule/1Coulomb Corriente eléctrica Es el flujo de carga eléctrica por unidad de tiempo que recorre un material. Se debe al movimiento de las cargas (normalmente electrones) en el interior del material. En tanto, por este movimiento de cargas que provoca, es habitual que la corriente eléctrica desencadene lo que se conoce como campo magnético. En el SI se expresa en C / s, unidad que se denomina Amperio. Es decir, 1 A de corriente equivale a 1 C de carga que pasa a través de la superficie en 1 s. 1 A = 1 Coulomb / 1 segundo

Resistencia Se define la resistencia eléctrica como la mayor o menor dificultad que opone un cuerpo al paso de la corriente eléctrica. Los materiales que presentan una gran oposición al paso de la electricidad reciben el nombre de aislante, y en consecuencia, tienen una elevada resistencia eléctrica. Por el contrario, se llaman conductores a los materiales que apenas oponen resistencia al paso de la corriente

Se representa con el símbolo “Ω”. La unidad de resistencia en el SI es el Ohmio (Ω). Esto quiere decir, que un ohm (1 Ω) es el valor que posee una resistencia eléctrica cuando al conectarse a un circuito eléctrico de un volt (1 V) de tensión, provoca un flujo de corriente de un ampere (1 A). 1 Ω = 1 Voltios / 1 Amperios

Determinación de una resistencia por su código de colores. El valor de una resistencia viene determinado por su código de colores. Las resistencias vienen con unas franjas o bandas de colores. Éstas mediante un código determinan el valor que tiene la resistencia

El color de la primera banda indica la cifra del primer número del valor de la resistencia, el color de la segunda banda la cifra del segundo número del valor de la resistencia y el tercer color indicando por cuánto se tiene que multiplicar esas dos cifras para obtener el valor. La cuarta banda indica la tolerancia, es decir, el valor ± que puede tener por encima o por debajo del valor que marcan las tres primeras.

Amperímetro Es un aparato de medida utilizado para medir la intensidad o corriente eléctrica. Se conecta en serie en el circuito, por lo que es atravesado por la corriente del circuito done se haya intercalado, y lógicamente la medirá.

Voltímetro Mide la diferencia de potencial 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.

Ohmímetro Es un dispositivo que sirve para medir resistencias. La resistencia a medir no debe estar conectada a ninguna fuente de tensión o a ningún otro elemento del circuito, pues causan mediciones inexactas. Se conecta en paralelo.

Fuente de corriente directa. En esta corriente directa las cargas eléctricas o electrones fluyen siempre en el mismo sentido en un circuito eléctrico cerrado, moviéndose del polo negativo al polo positivo de una fuente de fuerza electromotriz, tal como ocurre en las baterías o en cualquier otra fuente generadora de este tipo de corriente eléctrica. (Su polaridad se mantiene fija).

Fuente de corriente alterna Se le llama así a la corriente eléctrica en la que la magnitud y el sentido varían cíclicamente. Se diferencia de la directa por el cambio constante de polaridad que efectúa por cada ciclo de tiempo. Su característica principal es que durante un instante de tiempo un polo es negativo y el otro positivo, mientras que en el instante siguiente las polaridades de invierten tantas veces como ciclos por segundo posea esa corriente.

Ley de ohm Explica la relación existente entre corriente, resistencia y voltaje en un circuito. La ley de ohm dice que: "La intensidad de la corriente eléctrica que circula por un conductor eléctrico es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo".

I =V / R Donde I es la intensidad de corriente en amperios, V es la diferencia de potencial en voltios y R es la resistencia en ohmios.

Montaje. Multímetro analógico

Multímetro digital

Fuente de alimentación

Resistencias

Código de colores

Protoboard

Datos experimentales Teniendo en cuenta los conocimientos de las investigaciones previamente realizadas se prosiguió con la práctica que con ayuda del profesor y la guía se llevaría a cabo. En primera instancia se dieron a conocer los distintos instrumentos a usar, los cuales son los resistores (resistencias), multímetro digital y análogo, y fuente de poder. Teniendo los instrumentos anteriormente mencionados se prosiguió a tener precauciones con el fin de evitar daños en los instrumentos, una precaución era el no cambiar de tipo de

medición cuando se encuentre conectado el multímetro; como primero se iba a tomar las resistencias (Ω) de los resistores se escogió la medición de amperios con el amperímetro incorporado en el multímetro tanto digital como el análogo, y se conectaba de forma paralela a la resistencia.

En el caso del voltaje (V) se escogía la opción del voltímetro, y se colocaban las resistencias y cables en serie:

Este procedimiento se repitió con las cuatro resistencias tanto con el voltímetro análogo como con el digital, dando como resultado los siguientes datos.

Resistencia de los resistores medida con el Amperímetro Resistencia

Digita

Análog

Promedio

Error

Error

Incertidumbre

Valor

l (mA)

n

o (mA)

X´ =

1era (98.1 Ω) 2da (465 Ω) 3ra (147.7 Ω) 4ta (326.1 Ω)

Absoluto Digital)

Absoluto (Amperímetr o Análogo)

E¿

E¿

X (Amperímetro ∑ i=1 n

´ |¿|= X i − X

´ |¿|= X i − X

Absoluta

Aceptado

n

S=

√

( X i− ∑ i=1

´ ±S V a= X

n−1

59

62

60.5

1.5

1.5

2.12

60.5 ±2.12

12.36

14

13.18

0.82

0.82

1.25

13.18 ±1.25

39.50

43

41.25

1.75

1.75

2.47

41.25 ± 2.47

18.4

20

19.2

0.8

0.8

1.13

19.2 ± 1.13

Incertidumbre Absoluta

Valor Aceptado

Voltaje de los resistores medido con el Voltímetro Resistencia

Digita l (V)

Análog o (V)

Error Absoluto X (Amperímetro ∑ i=1 X´ = Digital)

Promedio n

n

1era (98.1 Ω) 2da (465 Ω) 3ra (147.7 Ω) 4ta (326.1 Ω)

|¿|= X

´ i− X

Error Absoluto (Amperímetr o Análogo) |¿|= X

´ i− X

E¿

E¿

S=

√

n

∑ ( X i−

´ ±S V a= X

i=1

n−1

5.59

22

13.79

8.2

8.2

11.59

13.79 ±11.59

6

22

14

7.79

7.79

11.01

14 ± 11.01

5.59

22

13.79

8.2

8.2

11.59

13.79 ±11.59

5.59

22

13.79

8.2

8.2

11.59

13.79 ±11.59

Análisis de datos.

Valores de las resistencias. Color 1

Color 2

Color 3

Color 4

Resul tado

Digital

Marrón 1

Verde 5

Rojo X100

Dorado ± 5%

150Ω

98.1Ω

Amarillo 4

Morado 7

Rojo X100

Dorado ± 5%

470Ω

465Ω

Rojo 2

Verde 5

Marrón X10

Dorado ± 5%

250Ω

197,7Ω

Naranja 3

Naranja 3

Marrón X10

Dorado ± 5%

330Ω

326.1Ω

Resistencia de 465 Ω. Corriente por ley de ohm

I=

V R

I=

5.99 V =0.0611 A 98.1Ω

Valor medido de la corriente eléctrica.

I =¿ Resistencia por ley de ohm

R=I∗V

R=I∗V Valor medido de la resistencia

R=465 Ω

Conclusiones.

¿Cuáles son los pasos que debo hacer para realizar una medida con un multímetro? Para tomar mediciones con el multímetro, se debe: 1. Encender el multímetro y colocarlo en el modo que se va utilizar 2. ¿Cómo se conecta un multímetro para medir voltaje, corriente y resistencia? Voltaje: Para que el polímetro trabaje como voltímetro es preciso conectar una resistencia en serie con el instrumento de medida. El valor de la resistencia depende del valor en voltios que se quiera alcanzar cuando la aguja alcance el fondo de escala. Resistencia eléctrica: El procedimiento para medir una resistencia es bastante similar al de medir tensiones. Se coloca la ruleta en la posición de ohmios y en la escala apropiada al tamaño de la resistencia que vamos a medir. Lo ideal es que el elemento a medir (una resistencia en este caso) no esté alimentado por ninguna fuente de voltaje (V). Corriente eléctrica: Para que el polímetro trabaje como amperímetro es preciso conectar una resistencia en paralelo con el instrumento de medida (vínculo). ¿Qué precauciones debo tener en cuenta con los instrumentos a la hora de realizar una medición? Una recomendación general es usar calzado de goma para que no pase corriente a tierra por nuestro cuerpo. Además, nunca tocar las conexiones de cobre de ningún equipo, aunque no esté conectado. Se debe verificar la adecuada conexión a tierra, todos los chasis metálicos de los instrumentos y equipos eléctricos con los que se está trabajando deben conectarse a tierra. De esta manera, si ocurre una falla en la aislación del conductor, éste se pondrá en contacto con la tierra.

¿Cuáles son las ventajas y desventajas del multímetro digital respecto al análogo? Un multímetro digital es más exacto y preciso que uno análogo. En un multímetro analógico, el operario está obligado a juzgar por la posición de la aguja en el dial y fijar la aguja en la posición cero. Esto puede conducir a errores de paralaje, que en un

multímetro digital no sucede, ya que esta última marca los números en su pantalla, lo cual reduce los errores causados por la lectura de un valor con el rango establecido equivocado. Además, un multímetro analógico es más frágil, si recibe un golpe pierde su precisión inmediatamente. A pesar de esto, entre las ventajas de un multímetro analógico con respecto a uno digital se encuentra su bajo costo y que no requiere baterías para funcionar....