Medida DE Resistencias POR EL Método Indirecto DE Voltímetro- Amperímetro PDF

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V XCIRCUITOS ELÉCTRICOS ILABORATORIO No 04: MEDIDA DE RESISTENCIAS POR EL MÉTODO INDIRECTO DEVOLTÍMETRO-AMPERÍMETRO (LEY DE OHM)I. OBJETIVO: Analizar y verificar en forma experimental la relación que existe entre la tensión y la corriente en un elemento puramente resistivo “RL” de un circuito eléctr...

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CI RCUI T OSEL ÉCTRI COSI LABORAT ORI ONo0 4 :MEDI DADERESI ST ENCI ASPORELMÉT ODOI NDI RECT ODE VOL T Í MET ROAMPERÍ MET RO( L EYDEOHM) I . OBJ ETI VO: -An a l i z a ryv e r i fi c a re nf o r mae x p e r i me n t a ll ar e l a c i ó nq u ee x i s t ee n t r el at e n s i ó nyl ac o r r i e n t ee nu n nte resistivo “RL” d e l e me n t op u r a me eu nc i r c u i t oe l é c t r i c o ,u t i l i z a n d oe lmé t o d oi n d i r e c t od e l v o l t í me t r oya mp e r í me t r o . I I . F UNDAMENT OT EORI CO: MEDI DADERESI ST ENCI ACONVOL T Í MET ROYAMPERÍ MET RO Este método, también denominado “método técnico” o ´”método industrial”, consiste en medir la t e n s i ó nei n t e n s i d a de nl ar e s i s t e n c i ad ev a l o ró h mi c od e s c o n o c i d o , c u a n d oe sa l i me n t a d ap o ru n af u e n t e d ec o r r i e n t ed i r e c t a( c o n t i n u a ) .Co nl o sv a l o r e sd et e n s i ó nei n t e n s i d a dme d i d o ss ea p l i c al al e yd eOh m p a r ao b t e n e re l v a l o ró h mi c od el ar e s i s t e n c i a . Ha yd o sp o s i b i l i d a d e sd ec o n e x i ó ne nf u n c i ó nd e lo r d e nd ec o n e x i ó nd e lv o l t í me t r oyd e l a mp e r í me t r o . Si s ec o n e c t ap r i me r oe l v o l t í me t r oyd e s p u é se l a mp e r í me t r o , s eo b t i e n ee l e s q u e mad el a fi g u r a1 , d e n o mi n a d oc o mú n me n t emo n t a j el a r g o, ys i s ec o n e c t ap r i me r oe l a mp e r í me t r oyd e s p u é sd e l v o l t í me t r o , s eo b t i e n ee l e s q u e mad el afi g u r a2 , d e n o mi n a d omo n t a j ec or t o . RA + A º VA IX

V

V RV

VX

RX

º FIGURA 1 RA

I

A IV V

RV V

VX

IX RX

FIGURA 2

LABORATARIO DE CIRCUITOS EN CORRIENTE ALTERNA

-

Ene l p r i me rc a s o( fi g u r a1 ) , mo nt a j el a r g o, l a sme d i d a se f e c t u a d a ss o n :  L e c t u r ad e l v o l t í me t r o : V L e c t u r ad e l a mp e r í me t r o : I X 

Co mos ep u e d ev e r , l ai n d i c a c i ó nd e l a mp e r í me t r oc o i n c i d ec o nl ai n t e n s i d a dq u ep a s ap o rl a r e s i s t e n c i aq u es eq u i e r eme d i r ,RX. Enc a mb i o , l ai n d i c a c i ó nd e l v o l t í me t r on oc o i n c i d ec o nl at e n s i ó n n c l u y el ac a í d ad et e n s i ó ne ne l a p l i c a d ae nRX,p u e s t oq u el at e n s i ó nme d i d aV,a d e má sd eVX,i a mp e r í me t r oV e sd e c i r , A, V=VA+VX Po rt a n t o , l ar e s i s t e n c i ame d i d as e r á :

R m

V

V

I

A

V

I

X

 V A V X R  R

X

I

X

A

X

X

X

a Esd e c i r , l ar e s i s t e n c i ame d i d aRme sl as u mad er e s i s t e n c i aq u es eq u i e r eme d i rRXyl r e s i s t e n c i ad e l a mp e r í me t r oRA. Po rt a n t o ,e s t emé t o d os ed e b eu t i l i z a rc u a n d ol ar e s i s t e n c i aame d i re smu c h omá sg r a nd e q u el ar e s i s t e n c i ad e l a mp e r í me t r o ,d ee s t af o r ma ,e le r r o rc o me t i d oe nl ame d i c i ó ns e r ámí n i mo .En g e n e r a l ,c o mol ar e s i s t e n c i ad el o sa mp e r í me t r o ss u e l es e rmu yp e q u e ñ a ,e s t emé t o d os eu s ap a r a me d i rr e s i s t e n c i a sg r a n d e s . Ene l s e g u n d oc a s o( fi g u r a2 ) , mo nt a j ec o r t o, l a sme d i d a se f e c t u a d a ss o n : L e c t u r a d e l v o l t í m e t r o : V X   L e c t u r ad e l a mp e r í me t r o : I Ene s t ec a s o ,l ai n d i c a c i ó nd e lv o l t í me t r oc o i n c i d ec o ne lv a l o rd el at e n s i ó na p l i c a d ae nl a r e s i s t e n c i aq u es eq u i e r eme d i r , RX. Enc a mb i o , l ai n d i c a c i ó nd e l a mp e r í me t r on oc o i n c i d ec o ne l v a l o rd el a , i n t e n s i d a dq u ep a s ap o rl ar e s i s t e n c i aRX, p u e s t oq u el ai n t e n s i d a dme d i d aI ,a d e má sd el ai n t e n s i d a dI X i n c l u y el ai n t e n s i d a dI u ea b s o r b ee l v o l t í me t r o , e sd e c i r Vq I =I X+I V Po rt a n t o , l ar e s i s t e n c i ame d i d as e r á : -

R m

V I

X



V I I X

V

X

Di v i d i e n d oe l n u me r a d o rye l d e n o mi n a d o rd el ae x p r e s i ó na n t e r i o rp o rVXo b t e n e mo s

R

1

m I V

V

I



X

V

X

X

Co mor e s u l t aq u el ar e s i s t e n c i aq u es eq u i e r eme d i rRXyl ar e s i s t e n c i ai n t e r n ad e l v o l t í me t r oRVs e g ú nl a l e yd eOh m, s o n

V R I

X

x

X

; RV  V

I

X V

Su s t i t u y e n d oe s t o sv a l o r e se nl ae x p r e s i ó nd el ar e s i s t e n c i ame d i d a , t e n e mo s

R

m



1

1 1 R R V

X

Co mos ep u e d ev e r , l ar e s i s t e n c i ame d i d ae sl ar e s i s t e n c i aq u es eq u i e r eme d i r ,RX, e np a r a l e l o c o nl ar e s i s t e n c i ad e l v o l t í me t r o , R V. LABORATARIO DE CIRCUITOS EN CORRIENTE ALTERNA

Po rt a n t o ,e s t emé t o d os eu t i l i z a r ác u a n d ol ar e s i s t e n c i aame d i rs e amuc home n o rq u el ar e s i s t e n c i ad e l v o l t í me t r o , d ee s t af o r mae l e r r o rc o me t i d os e r ámí n i mo . Eng e n e r a l , yd a d oq u el ar e s i s t e n c i ai n t e r n ad el o s v o l t í me t r o ss u e l es e r g r a n d e , e s t emé t o d os ed e b ee mp l e a rp a r ame di rr e s i s t e n c i a spe qu e ñ a s . De p e n d i e n d od el ac l a s ed el o sa p a r a t o sd eme d i d ae mp l e a d o s ,e lr e s u l t a d oo b t e n i d oc o ne s t e mé t o d os e r ámá some n o se x a c t o .Unp r o b l e maq u es u e l ea p a r e c e re se l c a l e n t a mi e n t od el ar e s i s t e n c i a q u es ee s t ámi d i e n d o , c o mor e s u l t a d od el ai n t e n s i d a dq u el aa t r a v i e s a ,l oq u eh a c eq u es emo d i fi q u es u v a l o rd u r a n t el ame d i d a .Es t oq u i e r ed e c i rq u ee smu yc o n v e n i e n t er e a l i z a rl a sme d i d a sl omá s r á p i d a me n t ep o s i b l e . I I I .MATERI AL ESYEQUI POS: -Un af u e n t ed et e n s i ó nd ec o r r i e n t ed i r e c t a . -Una mp e r í me t r od ec o r r i e n t ed i r e c t a -Unv o l t í me t r od ec o r r i e n t ed i r e c t a -Unmu l t í me t r od i g i t a l -Do sr e ó s t a t o s -Ca b l e sd ec o n e x i ó n I V .PROCEDI MI ENT O PRI MERCASO:MONT AJ ECORT O a )Ar ma re l c i r c u i t od el afi g u r a( 1 )a d j u n t a .

º

A

-

+

I

+ _

+

V1

E

V

RL

º _ F i g . 1 g u l a rl af u e n t ev a r i a b l ed ec o r r i e n t edi r e c t ahasta obtener en el voltímetro “V1” la tensión de b )Re 20 V o l t i o s . Manteniendo constante la tensión de 20 Voltios en dicho Voltímetro, variar la resistencia c ) “RL” d e s d es uv a l o r má x i mo ,t o ma n d ou nj u e g od e1 0 valores de “V” y “A”, respectivamente. Co mp l e t al at a b l a1 . d )Medir la resistencia interna del Voltímetro “RV” y la resistencia interna del amperímetro “RA”. Si r e c o r d a mo sl al e yd eOh m, e nl ac u a l s et i e n eq u e : V R= Ohmios I V I = Amperios R L u e g ol ap o t e n c i ae l é c t r i c aa b s o r b i d aod i s i p a d ap o rl ar e s i s t e n c i as e r á : LABORATARIO DE CIRCUITOS EN CORRIENTE ALTERNA

2

. R W=I

 V 2 Watts  R

Pe r oe ne l c i r c u i t od e l e x p e r i me n t op r o p u e s t oe nl afi g u r a( 1 ) , l ar e s i s t e n c i a“R L”, será: RL 

V V I RV

Ohmios

T ABLA1 R 2 9 . 8 8 K V=

RA= 0 . 1

V1 = 2 0 . 7 8

RMEDI DO

RT EÓRI CO

V

A

60

60.88

20.7

0.34

65.6

65.65

20.68

0.315

71.4

72.89

20.8

0.285

78.1

79.23

20.6

0.26

88.5

90.21

20.75

0.23

98.4

101.7

20.85

0.205

108.6

11.62

2065

0.185

116.3

122.35

20.8

0.17

127

132.9

20.6

0.155

139.5

142.59

48.28

0.135

SEGUNDOCASO:MONT AJ ELARGO a) Ar ma re l c i r c u i t od el afi g u r a( 2 )a d j u n t a .

+

º

A

-

+

I + _ E

V

RL

º

_ V=I . R( V o l t i o s ) F i g . 2

LABORATARIO DE CIRCUITOS EN CORRIENTE ALTERNA

b) Re g u l a rl at e n s i ó ne ne l v o l t í me t r oh a s t ao b t e n e r2 0Vo l t i o s .

c) Manteniendo constante la tensión de 20 Voltios en el Voltímetro, variar la resistencia “RL” desde s uv a l o rmá x i mo , l o g r a n d oo b t e n e ru nj u e g od e1 0v a l o r e s . Co mp l e t a rl aT a b l a2 . d) Medir la resistencia interna el voltímetro “RV” y la resistencia interna del amperímetro “RA”. V .

T ABLA2 RV= 2 9 . 8 8 K

RA= 0 . 1

RMEDI DO

RTEÓRI CO

V1= 2 0 . 6 5 V

A

103.8

103.58

20.2

0.195

95.5

99.8

20.6

0.202

91

93.72

20.15

0.215

85.2

87.47

20.12

0.230

80.4

81.29

20.08

0.247

76.3

73.89

20.1

0.272

71.9

77.11

20.05

0.260

67.5

68.13

20.1

0.295

61.5

62.36

20.02

0.321

54.1

55.61

20.03

0.365

CUESTI ONARI O: a )¿ Ot r o smé t o d o sc o n o c eUd . Pa r ad e t e r mi n a r e l v a l o r d el ar e s i s t e n c i a“ RL ” , a d e má sd e l mé t o d od i r e c t od e l o h mí me t r o .

LABORATARIO DE CIRCUITOS EN CORRIENTE ALTERNA

Podemos hallar mediante el método de mallas, también podemos aplicar nodos y con ello hallar las ecuaciones para así resolverlo mediante matrices

. 1 .Ex p l i q u ee nq u ec o n s i s t el ame d i d ad er e s i s t e n c i a sp o r c o mp a r a c i ó nd et e n s i o n e s . Es t emé t o d oe s t áb a s a d oe nl ac o mp a r a c i ó nd el ac a í d ad et e n s i ó ne nd o sr e s i s t e n c i a sq u ee s t á n c o n e c t a d a se ns e r i ec u a n d op o re l l a sc i r c u l al ami s mac o r r i e n t e . Seu t i l i z ap a r av a l o r e sb a j o sd e r e s i s t e n c i a , d el oc o n t r a r i ol o se r r o r e sf a l s e a r í a nl ame d i d a . 2 .Ex p l i q u ee nq u ec o n s i s t el ame d i d ad er e s i s t e n c i a sp o r c o mp a r a c i ó nd ei n t e n s i d a d e s . Es t emé t o d oc o n s i s t ee nc o mp a r a rl a si n t e n s i d a d e sq u ec i r c u l a np o rl ar e s i s t e n c i ad ec a r g ayl a r e s i s t e n c i ap a t r ó n , a l i g u a l q u ea n t e se sn e c e s a r i oc o n o c e re l v a l o re x a c t od ee s ar e s i s t e n c i ap a t r ó n . T a mb i é nt e n e mo sq u et e n e re nc u e n t al ar e s i s t e n c i ai n t e r n ad e l i n s t r u me n t o , e ne s t ec a s ol a d e n o mi n a r e mo sRa . Co nq u ei n s t r u me n t os emi d el ar e s i s t e n c i ai n t e r n a“RV” d e l v o l t í me t r oy la resistencia interna 3 .¿ eu “R na mp e r í me t r o ? A” d Unv o l t í me t r oe sa q u e l a p a r a t ood i s p o s i t i v oq u es eu t i l i z aafi nd eme d i r , d ema n e r ad i r e c t aoi n d i r e c t a , l ad i f e r e n c i ap o t e n c i a l e n t r ed o sp u n t o sd eu nc i r c u i t oe l é c t r i c o . Pa r ae f e c t u a r l ame d i d ae l v o l t í me t r oh a d ec o l o c a r s ee np a r a l e l o .

VI I . REF ERENCI ASBI BL I OGRAF I CAS: 1. https://www4.frba.utn.edu.ar/html/Electrica/.../Capitulo_5_Mediciones_Electricas.pdf 3. https://agrega.juntadeandalucia.es/repositorio/.../7e/ET2_U6_T3_Contenidos_v01.pdf 4. http://www.fcen.uba.ar/shys/pdf/normas_f1.pdf 5. http://nslie.blogspot.pe/.

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